一种叶栅及碳纤维复合材料叶栅的加工芯模的制作方法

文档序号:15155168发布日期:2018-08-10 22:06阅读:286来源:国知局

本实用新型涉及航空设备领域,特别是一种叶栅及碳纤维复合材料叶栅的加工芯模。



背景技术:

叶栅是飞机上的重要零件。叶栅厚度方向的一端为第一表面,叶栅厚度方向的另一端为第二表面,叶栅上具有多个孔,孔的一端延伸至第一表面,另一端延伸至第二表面。孔沿曲线延伸,使得现有技术中的叶栅无法通过模具直接成型。

现有技术中的飞机叶栅通过金属材料制成,其制作过程是首先通过模具进行大致成型,然后对叶栅上的孔进行机加工,使孔最终成型,从而满足叶栅的结构要求。

随着技术的进步,金属的材料综合性能与碳纤维复合材料产生了较大的差距,采用碳纤维复合材料制成的叶栅具有传统的金属叶栅不能媲美的优良性能。但在碳纤维复合材料叶栅的加工过程中,无法对碳纤维复合材料采用机加工来进行孔的成型,而若直接采用模具成型,孔的结构又对脱模带来了困难,特别是对于具有一定结构孔的叶栅(例如:孔的各横截面的尺寸相等;或孔的中部尺寸大、靠近两端的尺寸小等结构),采用传统的模具将导致无法脱模。



技术实现要素:

本实用新型的发明目的在于:针对现有技术存在的问题,提供一种叶栅及碳纤维复合材料叶栅的加工芯模,以解决碳纤维复合材料叶栅加工过程中所面临的脱模问题。

为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:

一种叶栅,其厚度方向一端的表面为第一表面,叶栅厚度方向另一端的表面为第二表面,叶栅上具有多个孔,孔的一端位于第一表面,孔的另一端沿曲线延伸至第二表面,孔是通过组合模具成型而得到的,组合模具包括加工芯模,加工芯模上具有与孔形状适配的成型表面。

一种碳纤维复合材料叶栅的加工芯模,用于加工上述的叶栅,包括成型组件,成型组件上具有与孔的形状适配的成型表面,成型表面用于与碳纤维复合材料接触;成型组件包括第一组合块、第二组合块和脱模镶块,脱模镶块能够设于第一组合块与第二组合块之间,并与第一组合块和第二组合块拼接形成成型表面;脱模镶块、第一组合块和第二组合块拼接形成成型表面时,脱模镶块能够沿叶栅的第二表面到第一表面的方向滑动;脱模镶块被设置为,当成型表面周围包裹碳纤维复合材料时,若滑动脱模镶块,使脱模镶块与第一组合块和第二组合块分离,则能够使第一组合块和第二组合块活动,以使第一组合块和第二组合块与碳纤维复合材料分离。

在加工时,使第一组合块、第二组合块和脱模镶块拼接在一起,并形成成型表面,在成型表面的周围包裹碳纤维复合材料的原材料片,然后将加工芯模与碳纤维复合材料一起安装到组合模具上。对组合模具及碳纤维复合材料施加合适的压力和温度载荷,使碳纤维复合材料的原材料片固化,从而在加工芯模所处的位置形成叶栅上的孔。

脱模时,首先使脱模镶块与第一组合块和第二组合块分离,在脱模镶块所处的位置产生了空隙,从而为第一组合块和第二组合块留出足够的活动空间,使得第一组合块和第二组合块能够与已经成型的碳纤维复合材料分离。

作为本实用新型的优选方案,还包括定位件,成型组件与定位件相连。

定位件的设计,有利于实现加工芯模安装到组合模具上的相应位置上,从而确定叶栅上的孔的位置。

作为本实用新型的优选方案,定位件包括插销。

插销形式的定位件,其结构简单,定位准确,连接稳定。

作为本实用新型的优选方案,成型组件上形成容置空间,定位件置于容置空间中。

定位件置于成型组件上的容置空间中,避免定位件与成型表面之间产生接触,从而有利于保证成型后的叶栅孔的成型质量。

作为本实用新型的优选方案,脱模镶块包括第一镶块和第二镶块,第一组合块、第二组合块、第一镶块和第二镶块之间形成容置空间。

具体的,在生产该加工芯模时,可以先根据孔的形状制造出加工芯模的基本结构,然后分解该基本结构,将该基本结构分解为第一组合块、第二组合块、第一镶块、第二镶块和中心块,中心块不与成型表面相连。在分解后,去掉中心块,在中心块所处的位置处形成容置空间,用于容纳定位件。通过这种方式实现加工芯模的生产,具有以下优势:能够保证成型表面的精度;定位件可以单独生产,有利于降低加工芯模的成本和加工难度。

作为本实用新型的优选方案,第一组合块上设有与定位件适配的第一定位槽,第二组合块上设有与定位件适配的第二定位槽。

第一定位槽和第二定位槽的设计,使得在每一次拼接加工芯模时,成型表面的结构能够保持不变,从而保证叶栅上孔的加工精度。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:

1.能够通过加工芯模实现叶栅在模具成型中的脱模,从而能够加工碳纤维复合材料制成的叶栅;

2.通过对加工芯模结构的合理设计,能够实现定位件的单独加工,有利于降低加工芯模的成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的叶栅的结构示意图。

图2是本实用新型提供的叶栅在另一视角下的结构示意图。

图3是本实用新型提供的加工芯模的结构示意图。

图4是本实用新型提供的加工芯模在另一视角下的结构示意图。

图5是本实用新型提供的第一组合块的结构示意图。

图6是本实用新型提供的第二组合块的结构示意图。

图7是本实用新型提供的第一镶块的结构示意图。

图8是本实用新型提供的第二镶块的结构示意图。

图标:2-叶栅;21-孔;22-第一表面;23-第二表面;1-加工芯模;11-第一组合块;12-第二组合块;13-脱模镶块;131-第一镶块;132-第二镶块;15-容置空间;14-定位件;142-插销;18-成型表面;112-第一定位槽;122-第二定位槽。

具体实施方式

下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

实施例

本实用新型提供了一种叶栅2及加工芯模1。

请参阅图1及图2,这种叶栅2厚度方向一端的表面为第一表面22,厚度方向另一端的表面为第二表面23,叶栅2上具有多个孔21,孔21的一端位于第一表面22,孔21的另一端沿曲线延伸至第二表面23。叶栅2上的孔21是通过组合模具成型而得到的。其中,组合模具包括加工芯模1。

请参阅图3-图8。加工芯模1用于加工碳纤维复合材料叶栅2。加工芯模1包括成型组件,成型组件上具有与孔21的形状适配的成型表面18,成型表面18用于与碳纤维复合材料接触;成型组件包括第一组合块11、第二组合块12和脱模镶块13,脱模镶块13能够设于第一组合块11与第二组合块12之间,并与第一组合块11和第二组合块12拼接形成成型表面18;脱模镶块13、第一组合块11和第二组合块12拼接形成成型表面18时,脱模镶块13能够沿叶栅2的第二表面23到第一表面22的方向滑动;脱模镶块13被设置为,当成型表面18周围包裹碳纤维复合材料时,若滑动脱模镶块13,使脱模镶块13与第一组合块11和第二组合块12分离,则能够使第一组合块11和第二组合块12活动,以使第一组合块11和第二组合块12与碳纤维复合材料分离。

优选的,加工芯模1还包括定位件14,成型组件与定位件14相连。

优选的,定位件14包括插销142。

优选的,成型组件上形成容置空间15,定位件14置于容置空间15中。

优选的,脱模镶块13包括第一镶块131和第二镶块132,第一组合块11、第二组合块12、第一镶块131和第二镶块132之间形成容置空间15。

优选的,第一组合块11上设有与定位件14适配的第一定位槽112,第二组合块12上设有与定位件14适配的第二定位槽122。

本实用新型提供的碳纤维复合材料叶栅2的加工芯模1的工作原理在于:

使用时,先将第一组合块11、第二组合块12、定位件14、第一镶块131和第二镶块132拼接到一起,形成完整的加工芯模1,然后将碳纤维复合材料的原材料片包裹在芯模周围,并将多个这样的加工芯模1安装到组合模具的底座上,进行热压,使碳纤维复合材料在各个加工芯模1之间的间隙中固化,并填充各个加工芯模1的间隙,即可形成与加工芯模1的形状匹配的孔21;

脱模时,由于在拼接状态下,第一镶块131和第二镶块132能够在第一组合块11和第二组合块12的间隙之间滑动,故首先拆除第一镶块131或第二镶块132。在拆除第一镶块131和第二镶块132后,第一组合块11和第二组合块12周围存在足够的空隙,使得第一组合块11和第二组合块12能够与周围已成型的碳纤维复合材料脱离,从而实现脱模。

本实用新型提供的碳纤维复合材料叶栅2的加工芯模1的生产方法为:

根据孔21的形状制造出加工芯模1的基本结构,然后分解该基本结构,将该基本结构分解为第一组合块11、第二组合块12、第一镶块131、第二镶块132和中心块,中心块不与成型表面18相连。在分解后,去掉中心块,在中心块所处的位置处形成容置空间15,用于容纳定位件14。定位件14可独立生产,定位件14加工完成后,直接置于容置空间15中即可。

本实用新型提供的加工芯模1的有益效果在于:

1.能够通过加工芯模1实现叶栅2在模具成型中的脱模,从而能够加工碳纤维复合材料制成的叶栅2;

2.通过对加工芯模1结构的合理设计,能够实现定位件14的单独加工,有利于降低加工芯模1的成本。

需要说明的是:

本实用新型中,脱模镶块13、第一组合块11和第二组合块12拼接形成成型表面18时,脱模镶块13能够沿叶栅2的第二表面23到第一表面22的方向滑动,这里的第二表面23到第一表面22的方向,可以为沿第二表面23的法线指向第一表面22的方向,也可以为与第二表面23的法线呈夹角并指向第一表面22的方向。只要允许脱模镶块13在脱模过程中,能够相对第一组合块11和第二组合块12滑动并与第一组合块11和第二组合块12分离即可;

同样的,脱模镶块13的尺寸,也可以根据孔21的形状的脱模镶块13的滑动方向进行调整,只要能够在脱模镶块13与第一组合块11和第二组合块12分离时,为第一组合块11和第二组合块12预留足够的空隙,使得第一组合块11和第二组合块12能够与周围的碳纤维复合材料分离即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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