航空航天用小型弯折复合材料零件成型模的制作方法

本发明属于航空航天零部件成型领域，涉及航空航天用小型复合材料零件成型，具体涉及一种航空航天用小型弯折复合材料零件成型模。

背景技术：

现有的航空航天用复合材料制件常用的成型设备是烘箱、热压罐、压机等加工设备，通过零件在加热固化同时，对零件通过抽真空、加正压等方式使零件获得密实的结构。但对于较小或某一截面较小的零件，抽真空或加正压则无法有效提供所需要的压力，从而导致零件出现分层、厚度不均匀、纤维结构不密实、含胶量大等缺陷。且现有常用的成型加工设备如热压罐，都属于大型设备，其使用成本高，设备成本大，能量损耗大。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种航空航天用小型弯折复合材料零件成型模，解决现有技术中的问题，为小型弯折复合材料零件提供简便成型的装置，且成型效果好，保证成型制件密实、厚度均匀。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种航空航天用小型弯折复合材料零件成型模，包括上下平行布置的上模板、下模板，上模板、下模板之间平行布置有动模板，上模板的四个角部垂直设置有第二导柱，所述的第二导柱贯穿动模板延伸至下模板上；所述的上模板与动模板之间设置第二螺栓，第二螺栓上设置纵向弹簧，纵向弹簧的压力端作用于动模板上；所述的动模板与下模板之间排列有预埋件组，所述的预埋件组与动模板以及下模板之间设置型腔a，所述的预埋件组包括靠近下模板一侧外缘立置的第一预埋件，第一预埋件上沿预埋件组的排布方向设置第一导柱，且第一导柱平行下模板布置，第一导柱的自由端设置有第三螺栓，第三螺栓的前端设置有与预埋件组紧密贴合的垫片，第三螺栓上在与垫片之间设置有横向弹簧，横向弹簧的压力端作用于垫片上。

进一步的，所述的型腔a为预埋件组的各预埋件间布置的t型腔或者l型腔。

进一步的，所述的预埋件组还包括沿第一导柱长度方向延向第三螺栓依次排布的第二预埋件组块。

再进一步的，纵向弹簧的压力端垂直作用于动模板上。

再进一步的，横向弹簧的压力端垂直作用于垫片上。

再进一步的，第二导柱的顶端设置有调节第二导柱高度的第一螺栓。

本发明的技术效果在于：本发明通过计算零件产品所需要的理论压力，并将压力分成竖直方向和水平方向，再通过计算好的所需压力配置相应弹力的弹簧，通过弹簧的机械力对工件加压。在模具上有止点，即当所有预埋件组及动模板都贴合时，加压停止，从而保证零件产品尺寸。本发明可以解决航空航天用小型弯折复合材料制件的加压问题，制出的零件产品密实度好、强度高。解决了航空航天用小型弯折复合材料零件分层，厚度不均匀问题。

附图说明

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的俯视结构图；

图3为本发明的侧视结构图；

图4为本发明的主视结构图；

图5为本发明第二预埋件组块中剔除一组预埋件露出第一导柱的结构图；

图中附图标记：上模板1，动模板2，第一螺栓3，第二螺栓4，第三螺栓6，下模板9，第二预埋件组块10，第一预埋件11，第二导柱12，第一导柱13，垫片14。

具体实施方式

参照附图，一种航空航天用小型弯折复合材料零件成型模，包括上下平行布置的上模板1、下模板9，上模板1、下模板9之间平行布置有动模板2，上模板1的四个角部垂直设置有第二导柱12，所述的第二导柱12贯穿动模板2延伸至下模板9上；所述的上模板1与动模板2之间设置第二螺栓4，第二螺栓4上设置纵向弹簧，纵向弹簧的压力端作用于动模板2上；所述的动模板2与下模板9之间排列有预埋件组，所述的预埋件组与动模板2以及下模板9之间设置型腔a，所述的预埋件组包括靠近下模板9一侧外缘立置的第一预埋件11，第一预埋件11上沿预埋件组的排布方向设置第一导柱13，且第一导柱13平行下模板9布置，第一导柱13的自由端设置有第三螺栓6，第三螺栓6的前端设置有与预埋件组紧密贴合的垫片14，第三螺栓6上在与垫片14之间设置有横向弹簧，横向弹簧的压力端作用于垫片14上。

进一步的，所述的型腔a为预埋件组的各预埋件间布置的t型腔或者l型腔。

进一步的，所述的预埋件组还包括沿第一导柱13长度方向延向第三螺栓6依次排布的第二预埋件组块10。

再进一步的，纵向弹簧的压力端垂直作用于动模板2上。

再进一步的，横向弹簧的压力端垂直作用于垫片14上。

再进一步的，第二导柱12的顶端设置有调节第二导柱12高度的第一螺栓3。

参照附图，本实施例中位于第二螺栓4上设置的纵向弹簧以及位于第三螺栓6上设置的横向弹簧均设置于螺栓构件内，即螺栓构件采用中空腔，弹簧设置于中空腔内，弹簧的压力端作用于动模板2或者垫片14上，即弹簧是在螺栓构件内隐藏的。当然实际工装中也可以采用外套的弹簧结构。

参照图1、5，本发明的一种航空航天用小型弯折复合材料零件成型模，其上模板1、下模板9通过第二导柱12连接，动模板2以第二导柱12为导向沿第二导柱12上下活动，由第二螺栓4上装配的可更换的纵向弹簧向下推动动模板2提供型腔a的成型压力。型腔a可以根据第二预埋件组块10的模型进行更换，以使型腔a形成t型腔或者l型腔或者其他弯折型状。且第二预埋件组块10通过第一导柱13联串起来，位于第一导柱13的自由端的第三螺栓6上装置横向弹簧，横向弹簧推动垫片14带动第二预埋件组块10提供型腔a水平方向成型压力。

本发明实际工装时，将复合材料充置于型腔a内充实，只需根据压强p＝f/s的原理，由于成型压强是一定的，只需测出压力面的面积(如动模板2的面积)，即可通过计算确定需要多大的压力，更换配置弹簧(包括纵向弹簧、横向弹簧)，将充有复合材料的成型模放在加热封箱内加热成型即可。

如小型弯折碳纤维复合材料零件的成型，由于横向、纵向压力板材面积一定，其成型压强-300kpa，根据p＝f/s,确定压力，确定需要多大弹簧压力，确定纵向弹簧、横向弹簧，放在加热封箱温度控制即可成型。

具体的，复合材料在加热封箱内加热固化时，随着零件产品及模具不断升温，零件产品材料软化，弹簧弹力逐渐释放，动模板2以第二导柱12为导向路径、垫片14推动第二预埋件组块10以第一导柱13为导向路径对零件产品从竖直、水平方向同时加压，加热结束，零件产品固化完成，达到零件产品要求尺寸，多余胶液也被挤出。从而达到尺寸稳定、密实度高的小型弯折复合材料零件产品。

采用本发明成型模无需现有的小型弯折复合材料零件在热压罐内操作。避免了使用热压罐成本高，设备成本大，能量损耗大的问题。

本发明的模具可重复使用，对于不同零件产品，可以通过更改弹簧尺寸、弹力来实现增加、减小压力的目的。

综上所述，本发明通过计算零件产品所需要的理论压力，并将压力分成竖直方向和水平方向，再通过计算好的所需压力配置相应弹力的弹簧，通过弹簧的机械力对工件加压。在模具上有止点，即当所有预埋件组及动模板2都贴合时，加压停止，从而保证零件产品尺寸。本发明可以解决航空航天用小型弯折复合材料制件的加压问题，制出的零件产品密实度好、强度高。解决了航空航天用小型弯折复合材料零件分层，厚度不均匀问题。