一种无人机主梁盒体结构的一体成型模具的制作方法

本实用新型涉及无人机承力结构件的制造技术领域，具体为一种无人机主梁盒体结构的一体成型模具。

背景技术：

长航、重量轻、低成本、高机动性、高安全性、高隐蔽性等特性是无人机的显著特点，也是新一代无人机未来发展的方向。无人机的上述特性主要取决于其结构形式及材料的选用，而以碳纤维为主的复合材料无疑是最佳的选择。碳纤维复合材料具有质轻高强、热膨胀系数低、抗疲劳等特点，将其运用在无人机承力结构及其他部件中，可实现有效的减重。目前世界上先进的无人机复合材料的用量高达90％以上，甚至出现了全复合材料无人机。复合材料具有优异的可设计性但成型工艺性较复杂，尤其是一些承力结构件较难实现一体成型。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有无人机承力结构件成型所存在的问题而提供一种无人机主梁盒体结构的一体成型模具，其可实现无人机主梁盒体结构的一体成型，有效降低无人机主梁的结构质量，提高了制件的尺寸精度，节约了生产成本。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

无人机主梁盒体结构的一体成型模具，包括：

一主体成型工装，在所述主体成型工装上设置有若干第一定位孔；

若干预浸料铺层用定位工装，铺层时每一定位用的预浸料铺层用定位工装定位安装在一转接单元上，每一转接单元定位于对应的第一定位孔内；

一对分设于无人机主梁盒体结构左右两侧的固化用金属定位工装，每一固化用金属定位工装与对应的转接单元固定连接；所述固化用金属定位工装在外力作用下对所述无人机主梁盒体结构左右两侧进行固化定位；

一用以成型所述无人机主梁盒体结构内腔的可膨胀芯模；

采用热压罐工艺一体固化成型无人机主梁盒体结构时，设置在所述无人机主梁盒体结构表面的若干随形均压板。

在本实用新型的一个优选实施中，在所述主体成型工装上设置有活块；所述随形均压板包括一块第一随形均压板、一块第二随形均压板和一块第三随形均压板，所述第一随形均压板通过所述第二随形均压板限制在所述活块面向所述主体成型工装那一面上，所述第二随形均压板放置在无人机主梁盒体结构两翼；一块第三随形均压板设置在所述活块与所述主体成型工装之间并分设在一对固化用金属定位工装的外侧，在外力作用下，一块第三随形均压板向对应的固化用金属定位工装方向运动，对对应的固化用金属定位工装施压。

在本实用新型的一个优选实施例中，若干预浸料铺层用定位工装的尺寸根据铺层尺寸的变化随之变化。

在本实用新型的一个优选实施例中，在每一预浸料铺层用定位工装上设置有至少一螺纹孔，通过拔销器更换预浸料铺层用定位工装。

在本实用新型的一个优选实施例中，在所述转接单元上也设置有脱模用的螺纹孔。

在本实用新型的一个优选实施例中，在所述固化用金属定位工装面向所述无人机主梁盒体结构那一面设置有脱模斜度。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述可膨胀芯模的外径实际尺寸比所述无人机主梁盒体结构内腔的尺寸小1mm。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一随形均压板为硅橡胶制均压板，所述第二随形均压板为玻纤制均压板，所述第三随形均压板为l形金属角材。

由于采用了如上的技术方案，无人机主梁盒体结构采用一体固化成型，本实用新型的主体成型工装与固化用金属定位工装、可膨胀芯模、随形均压板一同置于真空袋中，热压罐内加压成型。

本实用新型的固化用金属定位工装，可用于无人机主梁盒体结构侧壁的定位，还可以起到均压板的作用。本实用新型转接单元可在热压罐热压中稳定存在，不影响固化用金属定位工装的位置精度。可膨胀芯模基于主梁盒体结构尺寸、可膨胀系数与成型温度来设计其结构形式与尺寸。

附图说明

图1为本实用新型的无人机主梁盒体结构的一体成型模具的结构示意图。

图2为本实用新型的无人机主梁盒体结构的一体成型模具中的转接单元与预浸料铺层用定位工装安装示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍。

本实用新型的无人机主梁盒体结构采用碳纤维斜纹预浸料铺制而成，采用盒体结构设计。其中：

参见图1和图2，无人机主梁盒体结构的一体成型模具包括：主体成型工装700、12组铺层用定位工装100、两组固化用金属定位工装200、200a、一个可膨胀芯模300、随形均压板400、500、600，其成型工艺采用热压罐工艺一体固化成型。

在所述主体成型工装700上设置有三处第一定位孔710。

铺层时每一定位用的预浸料铺层用定位工装100定位安装在一转接单元800上，每一转接单元800定位于对应的第一定位孔710内。固化用金属定位工装200、200a分设于无人机主梁盒体结构900左右两侧，每一固化用金属定位工装200、200a与对应的转接单元800固定连接，这样保证了同一组件在不同的工艺装备上定位基准的统一。

在主体成型工装700上设置有活块720。

铺层用定位工装100共有12组，每组铺层用定位工装100尺寸根据预浸料铺层厚度增加而逐渐变小，每铺一层，更换一次铺层工装，铺层用定位工装100上设计有2个m8的螺纹孔110，通过拔销器更换铺层用定位工装100。

在固化用金属定位工装200、200a面向无人机主梁盒体结构900那一面设置有2°的脱模斜度。在与固化用金属定位工装200、200a焊接固定连接的转接单元800设计有m6的螺纹孔810，用于脱模。

可膨胀芯模300用以成型无人机主梁盒体结构900的内腔，可膨胀芯模300的外径实际尺寸比无人机主梁盒体结构900的内腔内缩1mm，采用高膨胀量橡胶制得，且硬度较硬，不会影响盒体侧壁的表面尺寸精度与厚度公差。

随形均压板400采用硅橡胶制均压板，其通过随形均压板500限制在活块730上。随形均压板400主要作用是起到弧形段边角加压，防止边缘传压不到位，出现孔隙。

随形均压板500为玻纤制均压板，第放置在无人机主梁盒体结构900两翼，以保证人机主梁盒体结构900表面的尺寸精度。

随形均压板600为l形金属角材，设置在活块720与主体成型工装700之间并分设在一对固化用金属定位工装200、200a的外侧。

随形均压板600作为一加压端与固化用金属定位工装200、200a、可膨胀芯模300相互作用。

将固化用金属定位工装200、200a、可膨胀芯模300、随形均压板400、500、600置于铺制好的主梁上，表面铺放辅助材料并制袋，于热压罐内加压成型。

技术特征：

1.无人机主梁盒体结构的一体成型模具，包括：

一主体成型工装，在所述主体成型工装上设置有若干第一定位孔；

若干预浸料铺层用定位工装，铺层时每一定位用的预浸料铺层用定位工装定位安装在一转接单元上，每一转接单元定位于对应的第一定位孔内；

一对分设于无人机主梁盒体结构左右两侧的固化用金属定位工装，每一固化用金属定位工装与对应的转接单元固定连接；所述固化用金属定位工装在外力作用下对所述无人机主梁盒体结构左右两侧进行固化定位；

一用以成型所述无人机主梁盒体结构内腔的可膨胀芯模；

采用热压罐工艺一体固化成型无人机主梁盒体结构时，设置在所述无人机主梁盒体结构表面的若干随形均压板。

2.如权利要求1所述的无人机主梁盒体结构的一体成型模具，其特征在于，在所述主体成型工装上设置有活块；所述随形均压板包括一块第一随形均压板、一块第二随形均压板和一块第三随形均压板，所述第一随形均压板通过所述第二随形均压板限制在所述活块面向所述主体成型工装那一面上，所述第二随形均压板放置在无人机主梁盒体结构两翼；一块第三随形均压板设置在所述活块与所述主体成型工装之间并分设在一对固化用金属定位工装的外侧，在外力作用下，一块第三随形均压板向对应的固化用金属定位工装方向运动，对对应的固化用金属定位工装施压。

3.如权利要求1或2所述的无人机主梁盒体结构的一体成型模具，其特征在于，若干预浸料铺层用定位工装的尺寸根据铺层尺寸的变化随之变化。

4.如权利要求1或2所述的无人机主梁盒体结构的一体成型模具，其特征在于，在每一预浸料铺层用定位工装上设置有至少一螺纹孔，通过拔销器更换预浸料铺层用定位工装。

5.如权利要求1或2所述的无人机主梁盒体结构的一体成型模具，其特征在于，在所述转接单元上也设置有脱模用的螺纹孔。

6.如权利要求1或2所述的无人机主梁盒体结构的一体成型模具，其特征在于，在所述固化用金属定位工装面向所述无人机主梁盒体结构那一面设置有脱模斜度。

7.如权利要求1或2所述的无人机主梁盒体结构的一体成型模具，其特征在于，所述可膨胀芯模的外径实际尺寸比所述无人机主梁盒体结构内腔的尺寸小1mm。

8.如权利要求2所述的无人机主梁盒体结构的一体成型模具，其特征在于，所述第一随形均压板为硅橡胶制均压板，所述第二随形均压板为玻纤制均压板，所述第三随形均压板为l形金属角材。

技术总结
本实用新型公开的无人机主梁盒体结构的一体成型模具，包括：一主体成型工装，在所述主体成型工装上设置有若干第一定位孔；若干预浸料铺层用定位工装，铺层时每一定位用的预浸料铺层用定位工装定位安装在一转接单元上，每一转接单元定位于对应的第一定位孔内；一对分设于无人机主梁盒体结构左右两侧的固化用金属定位工装，每一固化用金属定位工装与对应的转接单元固定连接；所述固化用金属定位工装在外力作用下对所述无人机主梁盒体结构左右两侧进行固化定位；一用以成型所述无人机主梁盒体结构内腔的可膨胀芯模；采用热压罐工艺一体固化成型无人机主梁盒体结构时，设置在所述无人机主梁盒体结构表面的若干随形均压板。

技术研发人员：胡仲杰;岑婵芳;刘杰;罗杰君;董淑强;赵景丽;何颖
受保护的技术使用者：宁波沥高复合材料有限公司
技术研发日：2019.07.16
技术公布日：2020.05.12