一种适用于Z形复合材料机身隔框毛坯的铺放装置的制作方法

本发明涉及复合材料成型技术领域，特别是涉及一种复合材料z形机身隔框毛坯的铺放装置。

背景技术：

随着复合材料成型技术的进步，复合材料的应用越来越广，用量越来越大，宽体客机除了机身壁板大量采用先进复合材料，机身隔框也大量采用复合材料，尤其z形隔框在宽体客机的制造过程中大量使用。国内现有的复合材料z形隔框毛坯的成型方法是采用手工方法在模具上一层一层铺叠，最后进热压罐固化。

采用手工铺叠进行隔框毛坯的铺放带来的不足是：1、铺叠效率低；2、质量一致性差。手工铺放时，预浸料片在模具上的定位主要依靠投影，将预浸料片与投影线对齐，投影线的宽度影响料片的定位精度。料片在r角处的压实也需要手工进行压实，效率较低。此外，手工铺叠的压实力，料片的定位偏差均具有不确定性，不同的操作人员，不同的铺叠位置，料片的铺叠状态难以保证一致性，最后导致产品的质量一致性难以保证。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种在不同的铺叠位置，保证料片的铺叠状态一致性的适用于z形复合材料机身隔框毛坯的铺放装置。以解决z形隔框手工铺叠带来的铺叠效率低，质量一致性差等问题。

本发明的技术解决方案是，铺放装置包括前推机构、定位压实机构及安装底座，前推机构包括带有微孔真空吸附腔体、辊轮组，真空腔体的下方安装辊轮组，辊轮组与真空腔体组成一个整体前推机构，气缸缸体安装在安装底座上，通过气缸的活塞杆与整体前推机构连接，辊轮组为橡胶软辊，并具有柔性，定位压实机构前端为橡胶软带，与等宽的金属板粘接成一个整体，并具有柔性，定位压实机构通过安装底座另一个气缸的活塞杆连接。

所述的前推机构中的微孔真空吸附腔体为上下两个。

所述辊轮组的橡胶软辊与成型模具对应的区域型面贴合。

本发明具有的优点和有益效果，通过微孔双真空腔体吸附预浸料片，保证了料片表面的平整。真空压力可调实现料片的可控张力铺放，采用柔性辊轮实现料片的压实，压实力均匀稳定，该装置可实现预浸料片的快速抓取和铺放，效率比手工铺放大幅提高。本发明采用微孔真空吸附腔体及辊轮压实的方法，可有效地解决z形复合材料隔框毛坯的自动化生产问题，替代手工铺叠，解决手工铺叠带来的效率低和质量一致性差的问题。

本发明提供了一种复合材料z形隔框毛坯的料片铺叠方法及铺放装置，通过将预浸料片进行吸附、定位、碾压等过程实现预浸料片的从“i”形向“z”形的变化。并在r角处采用橡胶软辊，实现料片的压实，解决了现有手工铺叠成型效率低、成型质量差和精度低的问题。

附图说明

图1和图2是本发明铺放装置示意图；

图3和图4是本发明实施例料片变形原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案作详细说明。

铺放装置包括前推机构、定位压实机构4及安装底座5，前推机构包括带有微孔真空吸附腔体1和2、辊轮组3，真空腔体的下方安装辊轮组3，辊轮组3与微孔真空腔体组成一个整体前推机构，气缸缸体安装在安装底座5上，通过气缸的活塞杆与整体前推机构连接，辊轮组为橡胶软辊，并具有柔性，定位压实机构4前端为橡胶软带，与等宽的金属板粘接成一个整体，并具有柔性，定位压实机构通过安装底座另一个气缸的活塞杆连接。

工作步骤：

1.机械手带动铺放装置，利用铺放装置真空腔体将预浸料片吸附；

2.机械手将铺放装置在模具7铺放型面处定位。

3.铺放装置定位压实机构将料片底部定位在模具边缘，如图3所示；

4.前推机构向前运动，真空吸附保持，保证预浸料片6带有一定的铺放张力，便于在外r角处压实；

5.前腿机构继续向前运动，辊轮组将料片6在内r角处压实，如图4所示；

6.前推机构后退，料片6铺叠完成。

7.机械手带动铺放装置进行下一个料片的铺放。

该成型方法原理是：将预浸料片吸附，然后定位在模具边缘，然后将料片向前碾压，并保持料片底部压紧固定，料片上部通过真空吸附，实现一定张力的铺放，利用弹性变形材料将r角处压实。本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围内。

实施例

实施例中，采用图3的成型模具，采用m21c预浸料(单层厚度为0.19mm，150mm宽，将预浸料片的隔离纸和隔离膜去除)，开启铺放装置真空吸附功能，将预浸料片吸附，机械手带动铺放装置将料片定位，并由定位压实机构将料片压实在模具翻边处，前推机构向前运动，辊轮组将料片在外r处压实，此处压实过程需要真空腔体一直保持真空吸附状态，以确保料片带有张力，有利于增加r角处压实度。前推机构继续向前运动，将料片压成z形，并在内r处将料片压实，压实过后，前推机构回退，铺放动作完成。机械手抓取下一片料片，进行定位和铺放。选用本发明铺放装置将料片进行±45°和90°料片的铺放和压实，铺叠完成后实现毛坯的制备。

技术特征：

技术总结
本发明涉及复合材料成型技术领域，涉及一种复合材料Z形机身隔框毛坯的铺放装置。铺放装置包括前推机构、定位压实机构及安装底座，前推机构包括带有微孔真空吸附腔体、辊轮组，真空腔体的下方安装辊轮组，辊轮组与真空腔体组成一个整体前推机构，气缸缸体安装在安装底座上，通过气缸的活塞杆与整体前推机构连接，辊轮组为橡胶软辊定位压实机构前端为橡胶软带，与等宽的金属板粘接成一个整体，定位压实机构通过安装底座另一个气缸的活塞杆连接。本发明通过将预浸料片进行吸附、定位、碾压等过程实现预浸料片的从“I”形向“Z”形的变化。并在R角处采用橡胶软辊，实现料片的压实，解决了现有手工铺叠成型效率低、成型质量差和精度低的问题。

技术研发人员：郑广强;姚锋;梁宪珠
受保护的技术使用者：中航复合材料有限责任公司
技术研发日：2018.12.05
技术公布日：2019.04.09