一种用于成型大型深U形闭角复材零件的成型工装模具的制作方法

本发明涉及复材零件成型工装技术领域，具体涉及一种用于成型大型深u形闭角复材零件的成型工装模具。

背景技术：

随着现代先进飞机对轻量化、经济化的要求越来越高，其复合材料用量越来越大，复材零件也朝着复杂化、大型化的方向发展。整体机身u形蒙皮零件也是其中的一个方面，其结构为整体带筋复材壁板组件，结构复杂，此类型的复材零件国内首次遇到，零件的成型以及脱模困难。

技术实现要素：

本发明针对现有技术，提供了一种用于成型大型深u形闭角复材零件的成型工装模具。

本发明通过下述技术方案实现：包括上模和下模，所述上模包括左半模和右半模，所述左半模和右半模分别与下模连接成内腔为“u”形的成型结构。

上述技术方案采用上下分层的对合结构作为复材零件的成型模具，其位于下层的下模为整体机体，保证的成型工装模具的刚性，同时保证整个结构的稳固性。

优选地，所述上模与下模的分型面位于成型零件的最宽位置，即分型面与成型零件在宽方向上的最大值在同一平面上。由于待成型的零件的为深u闭角复材零件，因此，该零件的宽尺寸值从下到上会发生逐渐变化，分型面设置在待成型的零件从下往上的宽尺寸的最大值的平面上，可以最大限度的便于成型后零件的脱出。

进一步地，所述上模和下模均为钢筋焊接而成的框架结构，所述上模和下模形成“u”形的内腔为平滑过渡的连续表面。

上述技术方案中上模和下模均采用钢筋焊接而成的钢架结构，使上模和下模稳定性好，且在保证成型工装模具刚性的情况下，可通过纵横交错的钢筋，降低上模和下模的整体质量。同时便于用于定位成型工装模具的定位工装的安装、拆卸。

进一步地，所述上模和下模通过锥形定位工装定位，所述上模和下模通过若干紧固螺栓固定连接，充分降低上模和下模合模操作的难度。

进一步地，所述锥形定位工装包括安装座、锥套和定位锥，所述安装座设置在上模的底面上表面；所述锥套设置在下模的顶面下表面，所述安装座和锥套上对应设置有直径逐渐减小的锥形孔，所述安装座上的锥形孔的最小直径大于锥套上的锥形孔的最大直径；所述定位锥嵌入定位座和锥套的锥孔。

进一步地，所述锥形定位工装还包括压紧板和与压紧板螺纹连接的压紧螺钉；所述安装座上设置有倒“l”形的限位件，所述压紧板嵌在限位件和定位锥的之间；所述压紧螺钉穿过压紧板顶在定位锥靠近压紧板的端面上。

进一步地，所述成型工装模具还包括多个嵌设在内腔内的软模，所述软模分别包括依次设置的第一软模、第二软模、第三软模、第四软模、第五软模、第六软模、第七软模、第八软模和第九软模；相邻的软模连接端均向外弯折形成凸起的连接面；所述第一软模、第二软模、第三软模、第四软模分别与第九软模、第八软模、第七软模、第六软模沿第五软模的中线的对称设置。

在零件成型过程中，筋条和蒙皮铺叠在软模上，由于相邻的软模弯折形成凸起，筋条和蒙皮铺叠在软模上时部分铺层也向上翻起形成加强筋，使加强筋沿软模直线延伸，提高加强筋成型位置的精度。

进一步地，所述第二软模、第三软模、第四软模、第五软模、第六软模、第七软模、第八软模均为镶钢软模，相邻的镶钢软模之间通过定位卡板定位。

采用镶钢软模作为筋条成型模，提高零件成型时加强筋的直线度要求，并通过定位卡板定位软模，保证了软模的结构刚性。

进一步地，所述镶钢软模包括连接为一体的橡胶部和镶钢部，所述橡胶部为“u”形软模，所述镶钢部设置在橡胶部的其中一侧壁的延长线上且与橡胶部的这一侧壁连接为一体；u型的软模结构，保证了加强筋成型位置的精度。

进一步地，所述镶钢部软模上设置有若干沿镶钢部延伸的连接槽和设置在连接槽侧壁上的通孔，所述镶钢部与橡胶部通过热压罐成型工艺连接为一体；所述镶钢部一侧设置有至少三个定位孔，所述定位卡板通过定位孔与镶钢软模连接。

所述镶钢部和橡胶部通过热压罐成型工艺连接为一体，使镶钢部和橡胶部成型性好，避免连接的空隙影响镶钢软模的刚性。

进一步地，所述定位卡板包括l型卡板和多个定位块，所述l型卡板包括连接为一体且相互垂直的a部和b部，所述定位块均设置在a部上，所述定位块与镶钢软模通过定位钉可拆卸连接；所述b部与上模的顶面可拆卸连接。

上述技术方案中，所述定位卡板为多个，且与左半模连接的多个定位卡板之间通过连杆连接成一个整体结构；与右半模连接的多个定位卡板之间也通过连杆连接成一个整体结构，使其定位效果更好，实现更好的定位效果，保证加强筋成型位置的精度。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明所提供的一种用于成型大型深u形闭角复材零件的成型工装模具，通过上下分层的对合结构，并将下模作为整体，上模分为左右两个半模，保证的成型工装模具的刚性，同时保证整个结构的稳固性，同时便于零件成型后脱模。该成型工装模具结构较简单，脱模容易，便于零件成型加工。

（2）本发明所提供的一种用于成型大型深u形闭角复材零件的成型工装模具采用锥形定位工装定位上模和下模，并通过紧固螺钉进行固定连接上模和下模，使其定位准确、连接稳固，充分降低上模和下模合模操作的难度。

（3）本发明所提供的一种用于成型大型深u形闭角复材零件的成型工装模具的软模还设置有镶钢软模，保证了零件的加强筋的直线度，并便于固定定位卡板，保证软模的结构刚性，提高零件成型的质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的下模的结构示意图；

图3为本发明的左半模的结构示意图；

图4为本发明的右半模的结构示意图；

图5为本发明的图1的局部放大图；

图6为本发明的锥形定位工装的结构示意图；

图7为本发明的锥形定位工装的剖视图；

图8为本发明镶钢软模的局部示意图；

图9为本发明的结镶钢部的结构示意图；

图10为本发明的定位卡板的结构示意图；

其中：1—上模，2—左半模，3—右半模，4—锥形定位工装，41—安装座，411—限位件，42—锥套，43—定位锥，44—压紧板，45—压紧螺钉，5—镶钢软模，51—镶钢部，511—连接槽，512—通孔，513—定位孔，52—橡胶部，6—定位卡板，61—l型卡板，62—定位块，63—定位钉。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明中，所述上模1和下模的分型面采用切线分型法确定，其具体为：本发明的成型工装模具的设计依据为包含有回弹工艺数模的理论数模，设计分型面时，在成型工艺模具的理论数模的最宽位置作切线，然后选取其与回弹工艺数模中的回弹型面的相交位置作为分型面的位置，以保证回弹后的零件容易从型面回弹脱出。

实施例1

如图1~图4所示，一种用于成型大型深u形闭角复材零件的成型工装模具，包括上模1和下模，所述上模1包括左半模2和右半模3，所述左半模2和右半模3分别与下模连接成内腔为“u”形的成型结构。

所述左半模2和右半模3与下模的分型面均位于成型零件宽尺寸为最大值所在的平面上，以保证回弹后的零件容易从型面回弹脱出。所述下模为一个整体结构，保证的成型工装模具的刚性，同时保证整个结构的稳固性。

实施例2

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化：所述上模1和下模均为钢筋焊接而成的框架结构，所述上模1和下模形成“u”形的内腔为平滑过渡的连续表面。

所述上模1与下模除组成成“u”形内腔的面和上模1与下模之间的分型面之外，其余部分均为钢筋焊接而成的镂空结构，其强度保证成型工装模具的刚性，同时在此前提下，可降低上模1和下模的整体重量，同时还可以便于成型工装模具的安装和拆卸。

实施例3

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化：如图5~7所示，所述上模1和下模通过锥形定位工装4定位，所述上模1和下模通过若干紧固螺栓固定连接，充分降低上模1和下模合模操作的难度。

所述锥形定位工装4包括安装座41、锥套42和定位锥43，所述安装座41设置在上模1的底面上表面；所述锥套42设置在下模的顶面下表面，所述安装座41和锥套42上对应设置有直径逐渐减小的锥形孔，所述安装座41上的锥形孔的最小直径大于锥套42上的锥形孔的最大直径；所述定位锥43嵌入定位座和锥套42的锥孔。

优选地，所述锥形定位工装4还包括压紧板44和与压紧板44螺纹连接的压紧螺钉45；所述安装座41上设置有倒“l”形的限位件411，所述压紧板44嵌在限位件411和定位锥43的之间；所述压紧螺钉45穿过压紧板44顶在定位锥43靠近压紧板44的端面上。

所述锥形定位工装4定位上模1和下模，并通过紧固螺钉进行固定连接上模1和下模，使其定位准确、连接稳固，充分降低上模1和下模合模操作的难度。

实施例4

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化：所述成型工装模具还包括多个嵌设在内腔内的软模，所述软模分别包括依次设置的第一软模、第二软模、第三软模、第四软模、第五软模、第六软模、第七软模、第八软模和第九软模；相邻的软模连接端均向外弯折形成凸起的连接面；所述第一软模、第二软模、第三软模、第四软模分别与第九软模、第八软模、第七软模、第六软模沿第五软模的中线的对称设置。

所述第二软模、第三软模、第四软模、第五软模、第六软模、第七软模、第八软模均为u型软模，相邻的两个u型软模的侧壁相互贴合，便于铺叠零件的加强筋，使加强筋直线延伸。在零件成型过程中，筋条和蒙皮铺叠在软模上，由于相邻的软模弯折形成凸起，筋条和蒙皮铺叠在软模上时部分铺层也向上翻起形成加强筋，使加强筋沿软模直线延伸，提高加强筋成型位置的精度。

实施例5

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化：所述第二软模、第三软模、第四软模、第五软模、第六软模、第七软模、第八软模均为镶钢软模5，相邻的镶钢软模5之间通过定位卡板6定位。

如图8、9所示，所述镶钢软模5所述镶钢软模5包括连接为一体的橡胶部52和镶钢部51，所述橡胶部52为“u”形软模，所述镶钢部51设置在橡胶部52的其中一侧壁的延长线上且与橡胶部52的这一侧壁连接为一体；u型的软模结构，保证了加强筋成型位置的精度。

所述镶钢部51为钢筋材料制备而成的长条形结构件，其与“u”形的橡胶部52的一侧壁连接为一体。通过钢筋材料制备而成的镶钢部51本身的强度，保证零件的加强筋的直线延伸，并提高软模的刚性，使零件的成型性更好。

同时，通过定位卡板6定位软模，保证了软模的结构刚性。定位卡板6与镶钢部51连接，使其连接更加稳固，固定效果更好。

优选地，所述镶钢部51和橡胶部52通过热压罐成型工艺连接为一体，使镶钢部51和橡胶部52成型性好，避免连接的空隙影响镶钢软模5的刚性。其具体热压罐成型工艺的具体步骤为：

在镶钢部51的一侧设置有若干沿镶钢部51长方向等距分布的通孔512和连接槽511，所述通孔512设置在连接槽511上，然后将其固定在软模成型模具上，再在软模成型模具的成型面上铺叠橡胶，并使镶钢部51设置有通孔512的一侧与橡胶叠合，然后填充真空袋，并将铺叠好的软模成型模具放进热压罐中进行热压成型。在热压成型过程中，由于温度升高使橡胶软化，软化的橡胶进入镶钢部51的连接槽511和通孔512中，使其紧密贴合，待其取出固化之后，镶钢部51与橡胶部52连接成一个整体。

实施例6

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化：如图10所示，所述定位卡板6包括l型卡板61和多个定位块62，所述l型卡板61包括连接为一体且相互垂直的a部和b部，所述定位块62均设置在a部上，所述定位块62与镶钢软模5通过定位钉63可拆卸连接；所述b部与上模1的顶面可拆卸连接。

所述定位块62包括连接为一体的a板和b板，所述a板与b板相互垂直且其延伸方向也相互垂直。所述a板的侧面贴合在l型卡板61的侧壁上，使定位块62固定在l型卡板61上；所述b板远离a板的一端设置有定位通孔。所述定位块62与镶钢部51通过穿过定位通孔和定位孔的定位钉63连接。

优选地，所述与左半模2和右半模3连接定位卡板6均为多个，且与左半模2连接的多个定位卡板6之间通过连杆连接成一个整体结构；与右半模3连接的多个定位卡板6之间也通过连杆连接成一个整体结构，使其定位效果更好，实现更好的定位效果，保证加强筋成型位置的精度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。