整体复合材料加筋筒体的成型方法、铺叠工装、固化模和长桁定位装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于复合材料成型技术，涉及一种整体复合材料加筋筒体的成型方法、铺叠工装、固化模和长桁定位装置。
【背景技术】
[0002]传统的复合材料加筋筒体的成型方法是:在圆柱状凸模上成型，首先是铺叠固化长桁，再将长桁嵌入凸模上的开槽中，使用填充物填充帽形长桁中间的凹槽，使得铺叠面完整，最后在凸模上进行铺叠完成筒体的胶接共固化。上述传统方法制备存在的缺点是:1、长桁与凸模上开槽的配合需要非常精确；2、帽形长桁中间为凹槽，在铺叠时需要填充，形面精度无法保证而且操作复杂。3、筒体的外形面精度不高；4、成型后的筒体在脱模时非常困难，容易造成之间损坏，合格率很低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:提出一种整体复合材料加筋筒体的成型方法、铺叠工装、固化模和长桁定位装置，以便提高帽形长桁和筒体的外形面精度，简化长桁定位的方法，解决脱模难题，提高产品的合格率。
[0004]本发明的技术方案是:一种整体复合材料加筋筒体的成型方法，所成型的整体复合材料加筋筒体的结构是:它由圆筒形的蒙皮I和10根?80根长桁2组合而成，长桁2的截面形状为帽形，长桁2的两个翻边2a与蒙皮的内圆柱面之间通过胶膜粘接为整体，所有的长桁2沿圆周均布;蒙皮I外型面的最大外径为2m?7m，蒙皮I的长度为5m?20m，长桁2的长度等于蒙皮I的长度；首先，将长桁2在模具上铺贴并固化，其特征在于:整体复合材料加筋筒体的成型步骤是:
[0005]1、组装铺叠模:将铺叠模6支撑框架6b上中心轴6b3的一端通过联轴器与驱动座3的输出轴连接，中心轴6b3的另一端通过轴承安装在支撑座4上；
[0006]2、调整活动模6a:调整铺叠模6上活动模6a的径向位置，使所有活动模6a上的活动模蒙皮6a2组成一个完整的圆筒，此时，该圆筒的外型面和筒体蒙皮I的内型面相同，将所有活动模6a的径向位置锁定；
[0007]3、密封铺叠模:采用密封胶带密封每两个活动模6a之间的缝隙；
[0008]4、铺叠蒙皮1:控制驱动座3使铺叠模6旋转，在旋转的同时在铺叠模6上铺叠蒙皮I的毛坯；
[0009]5、安装固化模:将铺叠模6支撑框架6b上中心轴6b3与驱动座3和支撑座4之间的连接关系拆开，将铺叠模6连带蒙皮I的毛坯一同放入下模5b的型面之中，再将上模5a扣于下模5b之上，利用固化模定位器5c将上模5a和下模5b相互固定并锁紧；
[0010]6、抽出铺叠模:调整铺叠模6上的活动模6a的径向位置，使所有的活动模6a沿径向向内收缩10mm?200mm，然后从蒙皮I中抽出铺叠模6 ；
[0011]7、固化蒙皮:封装真空袋并固化蒙皮I的毛坯，得到蒙皮I ;
[0012]8、调整长桁定位装置7:调整长桁定位装置7上的活动卡板7a，使所有的活动卡板7a沿径向收缩10Omm?200mm并锁死；
[0013]9、长桁粘贴胶膜:将所有已经固化的长桁2安放于长桁定位装置7对应的长桁定位槽7a21之中，并且采用吸盘7a22固定，在长桁2的两个翻边2a的胶接面上粘贴胶膜；
[0014]10、长桁定位:拆除已经固化蒙皮I的真空袋，不脱固化模；将长桁定位装置7连带长桁2 —同穿入蒙皮I中，将长桁定位装置7卡板支撑框架中心轴7b3的一端通过联轴器驱动座3的输出轴连接，卡板支撑框架中心轴7b3的另一端通过轴承与支撑座4连接，旋转长桁定位装置7，使长桁2对准要安装的位置；然后调整活动卡板7a，使长桁2的两个翻边2a紧贴于蒙皮I的内表面，锁死活动卡板7a，使用胶带将长桁的翻边2a与蒙皮I固定；然后断开吸盘7a22，调整活动卡板7a沿径向收缩10mm?200mm并锁死；再将长桁定位装置?与驱动座3和支撑座4之间的连接关系拆开，移开驱动座3和支撑座4，抽出长桁定位装置7;
[0015]11、固化:封装真空袋并进热压罐固化。
[0016]用于整体复合材料加筋筒体成型的蒙皮铺叠工装，所成型的整体复合材料加筋筒体的结构是:它由圆筒形的蒙皮I和10根?30根长桁2组合而成，长桁2的截面形状为帽形，长桁2的两个翻边2a与蒙皮的内圆柱面之间通过胶膜粘接为整体，所有的长桁2沿圆周均布；蒙皮I外型面的最大外径为2m?7m，蒙皮I的长度为5m?20m，长桁2的长度等于蒙皮I的长度；其特征在于:蒙皮铺叠工装由驱动座3、支撑座4和铺叠模6组成；
[0017]A、所述的驱动座3带有一个水平的输出轴，在驱动座3内部有驱动输出轴转动的驱动机构，驱动座3固定在工作平台的左端；所述的支撑座4固定在工作平台的右端，支撑座4上安装有轴承，支撑座4上轴承的轴线与驱动座3的输出轴的轴线共线；
[0018]B、所述的铺叠模6由活动模6a和支撑框架6b组成；活动模6a的数量为η个，η =4个?10个，所有的活动模6a的结构相同，所有的活动模6a组成一个圆筒，该圆筒的外型面与蒙皮I的内型面相同；每个活动模6a由导向杆6al、活动模蒙皮6a2和调节板6a3组成；调节板6a3是投影轮廓为矩形的圆弧板，活动模蒙皮6a2包覆在调节板6a3的外面并且通过焊接形成整体，所有的活动模蒙皮6a2的结构尺寸相同，所有的活动模蒙皮6a2的长度方向的边缘对合后组成一个完整的圆筒，活动模蒙皮6a2的位置相对调节板6a3对称，调节板6a3所对应的圆心角小于活动模蒙皮6a2所对应的圆心角，调节板6a3的轴向长度等于活动模蒙皮6a2的轴向长度等于蒙皮I的长度，在调节板6a3的内圆弧面上沿轴向均布着m对导向杆6al，导向杆6al是横截面为圆形或者矩形的管子，每对导向杆6al中的两个导向杆6al相互平行并且与调节板6a3宽度方向的垂直平分面平行，每对导向杆6al的两条轴线所在的平面与铺叠模6的轴线垂直，相邻两对导向杆6al的间距t = 500mm?2000mm，每对导向杆6al中的两个导向杆6al的间距s = 200mm?2000mm ；
[0019]支撑框架6b具有正η棱柱的外形轮廓，它由m个正η边形的隔框6b1、η个纵梁6b2和一个中心轴6b3组成；所有的隔框6bI的结构相同，所有的隔框6bI沿中心轴6b3的长度方向排布，相邻两个隔框6bl的间距为t ;每个隔框6bl由η个框边6bll和η个辐条6bl2组成，η个框边6bll相互焊接形成一个正η边形，η个辐条6bl2的外端分别与隔框6bl的η个角部焊接为整体，η个辐条6bl2的内端沿径向与中心轴6b3的圆柱面焊接为整体，在框边6bll上有两个导向孔6bl3，两个导向孔6bl3的轴线平行并且与框边6bll垂直，两个导向孔6bl3的轴线所在的平面与中心轴6b3的轴线垂直，两个导向孔6bl3的轴线的间距为S，导向孔6bl3的形状与导向杆6al横截面的形状相同，导向孔6bl3的尺寸大于导向杆6al横截面的尺寸，两者保持滑动间隙；在框边6bll上有与导向孔6bl3正交贯通的锁紧螺纹孔，在每个锁紧螺纹孔内拧着一个锁紧螺栓；纵梁6b2由空心钢管构成，每个纵梁6b2与m个支撑框架6b的对应顶点焊接为整体，纵梁6b2与中心轴6b3的轴线平行；中心轴6b3是空心圆管，中心轴6b3的两端比最外边的边框6bll长出500mm?2000mm，中心轴6b3的左端通过联轴器与驱动座3的输出轴连接，中心轴6b3的右端通过轴承与支撑座4连接；活动模6a上的导向杆6al插入框边6bll上的导向孔6bl3内，通过锁紧螺栓将导向杆6al的位置锁紧。
[0020]用于整体复合材料加筋筒体成型的固化模，其特征在于:它由上模5a和下模5b组成；上模5a的内形面与蒙皮I的上半部外形面相同；下模5b的内形面与蒙皮I的下半部外形面相同；在上模5a和下模5b的前后两个侧面各有两对固化模定位器5c。
[0021]用于整体复合材料加筋筒体成型的长桁定位装置，其特征在于:它由活动卡板7a和卡板支撑框架7b组成；
[0022]A、活动卡板7a的数量为η个，所有的活动卡板7a的结构相同；每个活动卡板7a由卡板导向杆7al和调节卡板7a2组成；调节卡板7a2是投影轮廓为矩形的圆弧板，调节卡板7a2的轴向长度等于长桁2的长度，在调节卡板7a2上有长桁定位槽7a21，长桁定位槽7a21的内形面与长桁2的凸起部分的外形相同，长桁定位槽7a21的位置与要成型的加筋筒体内长桁的位置对应，在长桁定位槽7a21的底部有吸盘7a22，吸盘沿轴向间隔分布，相邻两个吸盘的间距为500mm?2000mm ;在调节卡板7a2的内圆弧面上沿轴向均布着m对活动卡板导向杆，每对活动卡板导向杆中的两个活动卡板导向杆7al相互平行并且与调节卡板7a2宽度方向的垂直平分面平行，每对活动卡板导向杆7al的轴线所在的平面与长桁定位装置7的轴线垂直，相邻两对活动卡板导向杆7al的间距为t ;
[0023]B、卡板支撑框架7b由m个卡板支撑框7bl、η个卡板支撑梁7b2和卡板支撑框中心轴7b3组成；卡板支撑框架7b具有正η棱柱的外形轮廓，它由m个正η边形的卡板支撑框7bl、n个卡板支撑梁7b2和一个卡板支撑框中心轴7b3组成；所有的卡板支撑框7bl的结构相同，所有的卡板支撑框7bl沿卡板支撑框中心轴7b3的长度方向排布，相邻两个卡板支撑框7bI的间距为t ;每个卡板支撑框7bl由η个卡板支撑框边7bll和η个卡板支撑框福条7bl2组成，η个卡板支撑框边7bll相互焊接形成一个正η边形，η个卡板支撑框福条7bl2的外端分别与卡板支撑框7bl的η个角部焊接为整体，η个卡板支撑框福条7bl2的内端沿径向与卡板支撑框中心轴7b3的圆柱面焊接为整体，在卡板支撑框边7b 11上有两个卡板导向孔7bl3，两个卡板导向孔7bl3的轴线平行并且与卡板支撑框边7bll垂直，两个卡板导向孔7b 13的轴线所在的平面与卡板支撑框中心轴7b3的轴线垂直，两个卡板导向孔7b 13的轴线的间距为S，卡板导向孔7bl3的形状与活动卡板导向杆7al横截面的形状相同，卡板导向孔7bl3的尺寸大于活动卡板导向杆7al横截面的尺寸，两者保持滑动间隙；在卡板支撑框边7bll上有与卡板导向孔7bl3正交贯通的锁紧螺纹孔，在每个锁紧螺纹孔内拧着一个锁紧螺栓；卡板支撑梁7b2由空心钢管构成，每个卡板支撑梁7b2与m个卡板支撑框架7b的对应顶点焊接为整体，卡板支撑梁7b2与卡板支撑框中心轴7b3的轴线平行；卡板支撑框中心轴7b3是空心圆管，卡板支撑框中心轴7b3的两端比最外边的卡板支撑框边7bll长出500mm?2000mm，卡板支撑框中心轴7b3的左端通过联轴器与驱动座3的输出轴连接，卡板支撑框边7bll的右端通过轴承与支撑座4连接；活动卡板7a上的卡板导向杆7al插入卡板支撑框边7bll上的卡板导向孔7bl3内，通过锁紧螺栓将卡板导向杆7al的位置锁紧。
[0024]本发明的优点是:提出了一种整体复合材料加筋筒体的成型方法、铺叠工装、固化模和长桁定位装置，大大提高了帽形长桁和筒体的外形面精度，简化了长桁定位的方法，解决了脱模难题，提高了产品的合格率。
【附图说明】
[0025]图1为需要成型的整体复合材料加筋筒体的截面结构示意图。
[0026]图2为图1局部A的放大图。
[0027]图3为本发明铺叠模工作状态图
[0028]图4为图3的右视图，视线为轴线方向。
[0029]图5为本发明铺叠模中支撑框架6b的结构示意图。
[0030]图6为图5的左视图，视线为轴线方向。
[0031]图7为本发明铺叠模中活动模的结构示意图。
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