飞机用复合材料低成本简易模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种飞机用复合材料低成本简易模具。
【背景技术】
[0002]目前，模具制造行业在设计制造模具时，大多采用金属材料整体加工制造，材料成本及加工费用较高，当模具使用寿命较低或使用次数较少时，更是造成极大的浪费。尤其在大型、精密复合材料成型模具制造方面，由于采用成本较高的Invar材料，如何在保证制件精度要求的前提下，尽可能的降低模具成本，是模具设计和制造过程中亟待解决的难题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是在复合材料精准成型过程中，为了减少模具热变形对复合材料制件精度的影响，可以采用热容量较小的薄壳模具型面，而型面制作过程所需的模具若采用金属材料整体加工制造，成本较高。本实用新型提出一种飞机用复合材料低成本简易模具作为一种过渡工装，主要用来制造复合材料精准成型过程中的薄壳模具型面。所采用的材料为普通钢材，并设计为筋板网格结构，中间注入填充物，从而避免了整体加工制造模具的成本浪费，可以有效的节省模具材料。由于薄壳模具型面在经由本模具制造成型后仍需进行数控抛光精加工，需要在数控机床上重新定位，因此，在成型阶段，必须设计出定位基准，以便准确进行重定位，本实用新型采用制作定位工艺孔的方式解决此冋题。
[0004]本实用新型的目的是提供一种制造薄壳模具型面时使用低成本过渡工装，即采用普通钢材经激光切割加工得到轮廓形状，再以其作为筋板经焊接或插入方工构成网格状结构，并使其上表面与所需薄壳模具型面一致，网格尺寸设计为200?300mm，网格内部以填充物填充，并将填充好的上表面按模具型面进行刮型。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种飞机用复合材料低成本简易模具，由U向筋板⑴、V向筋板(2)、模具底座
(3)、工艺耳孔底座(4)、凸形型面(5)、支撑体(6)、开槽(7)、凸形型面(8)、支撑体(9)、开槽(10)、网格空槽(11)、填充物(12)、工艺耳孔座支撑体(13)、工艺定位孔(14)组成，其特征在于:主要由U向筋板⑴、V向筋板⑵、模具底座(3)组成一个网格状的低成本简易模具，所用材料为普通钢材，采用同等间隔距离的网格，间隔尺寸为200?300mm，网格数量由复合材料尺寸决定，在成型模具的每个网格之间的网格空槽(11)之间注入填充物(12)，用于模具强度的提高和快速散热，并将填充好上表面按模具型面进行刮型；所述工艺耳孔底座(4)由工艺耳孔座支撑体(13)和工艺定位孔(14)组成，工艺定位孔(14)用于数控修正模具的重复定位，工艺耳孔底座(4)采用焊接方式刚性联接在模具最外侧的U向筋板(I)或V向筋板⑵上；所述U向筋板⑴或V向筋板(2)分别采用焊接方式与模具底座(3)刚性联接；所述U向筋板⑴与V向筋板⑵均采用两种结构，U向筋板⑴采用的两种结构，一种是无开槽的U向筋板(1)，另一种结构是有开槽(7)的U向筋板(1)，其中，无开槽的U向筋板主要由凸形型面(5)、支撑体(6)组成，而有开槽(7)的U向筋板主要由凸形型面(5)、支撑体(6)、开槽(7)组成；V向筋板⑵采用的两种结构，一种是无开槽的V向筋板(2)，另一种结构是有开槽(10)的V向筋板(2)，其中，无开槽的V向筋板(2)主要有凸形型面(8)、支撑体(9)组成，而有开槽(10)的V向筋板(2)主要有凸形型面(8)、支撑体
(9)、开槽(10)组成；所述U向筋板⑴的凸形型面(5)和V向筋板⑵的凸形型面⑶分别与复合材料制件的相应位置结构的数学模型一致，通过激光切割成型；所述U向筋板(I)与V向筋板(2)采用焊接或插入方式的刚性联接组成网格状，无开槽的U向筋板(I)与无开槽的V向筋板(2)相配合采用焊接方式刚性联接，有开槽(7)的U向筋板(I)与有开槽
(10)的V向筋板(2)相配合采用插入方式的刚性联接。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的立体结构示意图。
[0008]图2是本实用新型的筋板原材料示意图。
[0009]图3是本实用新型的U向筋板结构组成示意图(其中，图3-1是本实用新型的无开槽的U向筋板结构组成示意图，图3-2是本实用新型的有开槽的U向筋板结构组成示意图)。
[0010]图4是本实用新型的V向筋板结构组成示意图(其中，图4-1是本实用新型的无开槽的V向筋板结构组成示意图，图4-2是本实用新型的有开槽的V向筋板结构组成示意图)。
[0011]图5是本实用新型的网格结构示意图(其中，图5-1是本实用新型的焊接联接方式的网格结构示意图，图5-2是本实用新型的插入联接方式的网格结构示意图)。
[0012]图6是本实用新型的剖视图示意图。
[0013]1-U向筋板、2-V向筋板、3-模具底座、4-工艺耳孔底座、5-凸形型面、6-支撑体、7-开槽、8-凸形型面、9-支撑体、10-开槽、11-网格空槽、12-填充物、13-工艺耳孔座支撑体、14-工艺定位孔。
【具体实施方式】
[0014]本技术方案还可以通过以下技术措施来实现并下面结合附图对本实用新型作进一步的描述:
[0015]图1是本实用新型的立体结构示意图，图6是本实用新型的剖视图示意图，由U向筋板(I)、v向筋板(2)、模具底座(3)、工艺耳孔底座(4)、凸形型面(5)、支撑体(6)、凸形型面(8)、支撑体(9)、网格空槽(11)、填充物(12)、工艺耳孔座支撑体(13)、工艺定位孔(14)组成，其特征在于:主要由U向筋板(1)、V向筋板(2)、模具底座(3)组成一个网格状的低成本简易模具，所用材料为普通钢材，采用同等间隔距离的网格，间隔尺寸为200?300mm，网格数量由复合材料尺寸决定，在成型模具的每个网格之间的网格空槽(11)之间注入填充物(12)，一般选用水泥作为填充物(12)，用于模具的快速散热，并将填充好上表面按模具型面进行刮型；工艺耳孔底座(4)由工艺耳孔座支撑体(13)和工艺定位孔(14)组成，工艺定位孔(14)用于数控修正模具的重复定位，工艺耳孔底座(4)采用焊接方式刚性联接在模具最外侧的U向筋板⑴或V向筋板⑵上；U向筋板⑴或V向筋板⑵分别采用焊接方式与模具底座(3)刚性联接；U向筋板(I)与V向筋板(2)采用焊接或插入方式的刚性联接组成网格状。
[0016]图2是本实用新型的筋板原材料示意图，图3是本实用新型的U向筋板结构组成示意图(其中，图3-1是本实用新型的无开槽的U向筋板结构组成示意图，图3-2是本实用新型的有开槽的U向筋板结构组成示意图)，采用普通钢材经激光切割加工得到轮廓形状，无开槽的U向筋板⑴主要由凸形型面(5)、支撑体(6)组成；有开槽(7)的U向筋板(I)主要由凸形型面(5)、支撑体(6)、开槽(7)组成。
[0017]图4是本实用新型的V向筋板结构组成示意图(其中，图4-1是本实用新型的无开槽的V向筋板结构组成示意图，图4-2是本实用新型的有开槽的V向筋板结构组成示意图)，无开槽的V向筋板⑵主要有凸形型面(8)、支撑体(9)组成；有开槽(10)的V向筋板(2)主要有凸形型面(8)、支撑体(9)、开槽(10)组成。
[0018]图5-1是本实用新型的焊接联接方式的网格结构示意图，主要由U向筋板(I)、V向筋板(2)、凸形型面(5)、支撑体(6)、凸形型面(8)、支撑体(9)组成，U向筋板⑴采用无开槽的，V向筋板⑵采用无开槽的，无开槽的U向筋板(I)与无开槽的V向筋板⑵相配合采用焊接方式刚性联接。
[0019]图5-2是本实用新型的插入联接方式的网格结构示意图，主要由U向筋板⑴、V向筋板⑵、凸形型面(5)、支撑体(6)、开槽(7)、凸形型面⑶、支撑体(9)、开槽(10)组成，U向筋板⑴采用有开槽的U向筋板，V向筋板⑵采用有开槽的V向筋板，有开槽(7)的U向筋板⑴与有开槽(10)的V向筋板⑵相配合采用插入方式的刚性联接。
【主权项】
1.一种飞机用复合材料低成本简易模具，由U向筋板(I)、V向筋板(2)、模具底座(3)、工艺耳孔底座(4)、凸形型面(5)、支撑体(6)、开槽(7)、凸形型面(8)、支撑体(9)、开槽(10)、网格空槽(11)、填充物(12)、工艺耳孔座支撑体(13)、工艺定位孔(14)组成，其特征在于:主要由U向筋板(I)、V向筋板(2)、模具底座(3)组成一个网格状的低成本简易模具，所用材料为普通钢材，采用同等间隔距离的网格，间隔尺寸为200?300mm，网格数量由复合材料尺寸决定，每个网格之间的网格空槽(11)之间注入填充物(12)，用于模具强度的提高和快速散热，并将填充好上表面按模具型面进行刮型；所述U向筋板(I)与V向筋板(2)均采用焊接方式与模具底座⑶刚性联接；所述U向筋板⑴与V向筋板⑵采用焊接或插入方式的刚性联接组成网格状；所述工艺耳孔底座⑷由工艺耳孔座支撑体(13)和工艺定位孔(14)组成，工艺定位孔(14)用于数控修正模具的重复定位，工艺耳孔底座(4)采用焊接方式刚性联接在模具最外侧的U向筋板(I)或V向筋板(2)上。
2.根据权利要求1所述的飞机用复合材料低成本简易模具，其特征在于:所述U向筋板(I)与V向筋板(2)均采用两种结构，U向筋板(I)采用的两种结构，一种是无开槽的U向筋板(1)，另一种结构是有开槽(7)的U向筋板(1)，其中，无开槽的U向筋板主要由凸形型面(5)、支撑体(6)组成，而有开槽(7)的U向筋板(I)主要由凸形型面(5)、支撑体(6)、开槽(7)组成；V向筋板⑵采用的两种结构，一种是无开槽的V向筋板(2)，另一种结构是有开槽(10)的V向筋板(2)，其中，无开槽的V向筋板主要有凸形型面(8)、支撑体(9)组成，而有开槽(10)的V向筋板主要有凸形型面(8)、支撑体(9)、开槽(10)组成。
3.根据权利要求2所述的飞机用复合材料低成本简易模具，其特征在于:所述无开槽的U向筋板(I)与无开槽的V向筋板⑵相互配合采用焊接方式刚性联接成网格状；有开槽(7)的U向筋板(I)与有开槽(10)的V向筋板(2)相互配合采用插入方式的刚性联接成网格状。
4.根据权利要求1所述的飞机用复合材料低成本简易模具，其特征在于:所述U向筋板⑴的凸形型面(5)和V向筋板(2)的凸形型面⑶分别与需要制备的复合材料制件相应位置结构的数学模型一致，通过激光切割成型。
【专利摘要】本实用新型涉及一种飞机用复合材料低成本简易模具，针对飞机用复合材料成型的模具一般采用Q235A、Invar等金属材料整体制造，本实用新型提供一种制造飞机用复合材料的成型薄壳模具所需要的专用模具，采用普通板状钢材制作成网格框架结构，主要由筋板、模具底座、工艺定位孔、填充物等组成，筋板按复合材料零件的相应位置数学模型通过激光切割成型，筋板与底座焊接联接，两个方向的筋板采用焊接或插接方式组成网格状，在网格空槽中注入填充物并按型面刮型，保证了模具强度和加快散热，在模具上制作工艺定位孔，以保证成型后的薄壳模具型面在数控机床上精确的重复定位，既保证了精度又有效节省模具材料，降低了模具制造成本。
【IPC分类】B29C70-54, B23P15-24
【公开号】CN204566721
【申请号】CN201520104619
【发明人】徐英杰, 韩志仁, 吴子斌, 刘宝明, 刘建波, 王青, 林明, 许兴蕊, 徐福泉, 张德生, 丁志德, 扈心建, 张力安, 周立忠, 将世英, 王义双, 杨长兵, 赵鑫, 王喜, 孙龙, 吴继超, 张颜龙, 姜涛
【申请人】哈尔滨新科锐工艺装备制造有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年2月13日