一种加筋壁板组件的成型装置和成型方法与流程

本发明涉及复合材料零(组)件制造领域，适宜t型加筋壁板组件的成型装置和成型方法。

背景技术

t型加筋壁板组件是一种典型的复合材料整体化构件，包括t型长桁和蒙皮。由于综合性能优异，减重效果明显，并且能够简化后续装配流程，t型加筋壁板组件广泛应用于航空、航天等领域。

按照组合时t型长桁与蒙皮固化状态的不同，t型加筋壁板组件可以采取共固化(长桁与蒙皮均未固化)、共胶接(长桁或蒙皮已固化)或二次胶接(长桁和蒙皮均已固化)等工艺方法制造。但不论采取何种工艺方法，t型加筋壁板组件的制造流程可以大致分为t型长桁的制造，蒙皮的制造，t型长桁与蒙皮的组合三个相对独立的环节。

t型长桁、蒙皮内部的致密程度，t型长桁的轴线精度，t型长桁与蒙皮的胶接质量是评估t型加筋壁板组件制造质量的重要指标。内部孔隙密集，t型长桁轴线偏差，胶接部位脱粘等是t型加筋壁板组件制造过程中的常见缺陷。

因此，迫切需要一种可靠的成型装置和成型方法，解决t型加筋壁板组件制造过程中压力传导不均、轴线超差等难点，降低制造风险，使用简单，维护方便。

技术实现要素：

本发明提供了一种加筋壁板组件的成型装置和成型方法，适宜于按照共固化、共胶接或二次胶接等工艺方案制造t型加筋壁板组件。成型装置使用梯形半模保持长桁的外形轮廓；使用l形半模均匀传导长桁区域的固化压力；使用压力垫均匀传导蒙皮区域的固化压力；使用限位块控制长桁的轴线精度。本成型装置结构简单，安装、拆除方便，可靠性高，能够解决加筋壁板组件制造过程中的技术难点。

本发明的技术方案如下：一种加筋壁板组件的成型装置，包括工装主体、长桁芯模、压力垫、限位块，工装主体为薄板框架，工装主体上表面划有长桁轴线，并制有长桁定位孔，限位块与长桁定位孔适配安装，限位块上开有矩形缺口，矩形缺口与长桁芯模间留有约0.5mm的间隙，每个长桁芯模由一个梯形半模和一个l型半模组合而成，长桁芯模平行排列并通过限位块固定在工装主体上，压力垫放置在加筋壁板组件上的蒙皮四周和t型长桁之间，与t型长桁底缘间隙为0.2mm－1.0mm，且压力垫与t型长桁的底缘面等高。梯形半模为金属半模、l型半模为非金属半模，l型半模，其靠袋面一侧的拐角区域为r5－r10的圆角，l型半模由硅橡胶和复合材料组成，且复合材料在l型半模的拐角区域不连续

使用成型装置制造t型加筋壁板包括以下步骤：

15)将t型长桁的一侧腹板铺贴在梯形半模上，压实，t型长桁的另一侧腹板铺贴在l形半模上，压实，将梯形半模与l形半模对合，夹紧；

16)制作r区填充物，压实；

17)在t型长桁两侧腹板的对合区域放置r区填充物，压实；

18)在对合后的模具上铺贴t型长桁的底缘面，压实；

19)在工装主体上铺贴加筋壁板组件的蒙皮，压实；

20)在蒙皮的余量区加工定位孔，确保与工装主体上的长桁定位孔同轴；

21)按工装主体上的长桁轴线，依据每根t型长桁底缘面的外形轮廓，在其与蒙皮的胶接部位放置胶膜，压实；

22)按工装主体上的长桁轴线，逐根将梯形半模、t型长桁、l形半模整体放置在蒙皮上；

23)在每根t型长桁的两端头安装限位块，并用销钉固定。确保梯形半模、t型长桁和l形半模的两端头均插入限位块的矩形缺口内；

24)在蒙皮上放置压力垫，确保各块之间紧密对合；

25)制作真空袋，将蒙皮和所有t型长桁包裹在真空袋内；

26)进热压罐，固化，形成加筋壁板组件；

27)拆除真空袋；拆除压力垫；

28)逐根拆除t型长桁两端头的限位块；t型长桁两侧的梯形半模和l型半模；

29)将加筋壁板组件脱模。

本发明的成型装置和成型方法具备如下优点：1)通过梯形半模、l形半模之间硬－软配合的方式，均匀传导压力，兼具控制长桁外形轮廓和均匀传导固化压力的作用；2)通过限位块控制长桁轴线度，依据实际配合状态，长桁能够在一定范围内移动，增加了匹配弹性；3)适用于按照共固化、共胶接、二次胶接三种工艺方法制造t型加筋壁板组件，工艺方法选择的自由度大。

附图说明

图1t型加筋壁板组件结构图

图2t型加筋壁板组件成型装置示意图

图3t型加筋壁板组件成型装置俯视图

图4t型加筋壁板组件成型装置剖视图

图5梯形半模示意图

图6l形半模示意图

图7压力垫示意图

图8限位块示意图

图9限位块剖视图

图中编号说明：1、蒙皮；2、t型长桁；3、工装主体、4、限位块；5、长桁定位孔；6、梯形半模；7、l形半模；8、压力垫；9、压力垫外框；10、压力垫条带；11、销钉；12、同心圆环衬套。

具体实施方式

本发明以共固化工艺(湿长桁+湿蒙皮)制造t型加筋壁板为例，参见图1－9，一种加筋壁板组件的成型装置，包括工装主体3、长桁芯模、压力垫8、限位块4，工装主体3为薄板框架，工装主体3上表面划有长桁轴线，并制有长桁定位孔5，限位块4与长桁定位孔5适配安装，限位块4上开有矩形缺口，矩形缺口与长桁芯模间留有约0.5mm的间隙。每个长桁芯模由一个梯形半模6和一个l型半模7组合而成，长桁芯模平行排列并通过限位块4固定在工装主体3上，压力垫8放置在蒙皮1四周和t型长桁2之间，与长桁底缘间隙为0.2mm－1.0mm，且压力垫8与加筋壁板组件上的t型长桁2的底缘面等高。梯形半模6为金属半模、l型半模7为非金属半模。l型半模7，其靠袋面一侧的拐角区域为r5－r10的圆角。l型半模7由硅橡胶和复合材料组成，且复合材料在l型半模7的拐角区域不连续。

进行成型的方法包括以下步骤：

1)将t型长桁的一侧腹板铺贴在梯形半模6上，压实，t型长桁的另一侧腹板铺贴在l形半模7上，压实，将梯形半模6与l形半模7对合，夹紧；

2)制作r区填充物，压实；

3)在t型长桁两侧腹板的对合区域放置r区填充物，压实；

4)在对合后的模具上铺贴t型长桁的底缘面，压实；

5)在工装主体3上铺贴加筋壁板组件的蒙皮，压实；

6)在蒙皮的余量区加工定位孔，确保与工装主体上的长桁定位孔5同轴；

7)按工装主体3上的长桁轴线，依据每根t型长桁底缘面的外形轮廓，在其与蒙皮的胶接部位放置胶膜，压实；

8)按工装主体3上的长桁轴线，逐根将梯形半模6、t型长桁、l形半模7整体放置在蒙皮上；

9)在每根t型长桁的两端头安装限位块4，并用销钉11固定。确保梯形半模6、t型长桁和l形半模7的两端头均插入限位块4的矩形缺口内；

10)在蒙皮上放置压力垫8，确保各块之间紧密对合；

11)制作真空袋，将蒙皮和所有t型长桁包裹在真空袋内；

12)进热压罐，固化，形成加筋壁板组件；

13)拆除真空袋；拆除压力垫8；

14)逐根拆除t型长桁两端头的限位块8；t型长桁两侧的梯形半模6和l型半模7；

15)将加筋壁板组件脱模。

采用共胶接、二次胶接工艺方法时，按需增加长桁，或/及蒙皮的固化操作即可。