用于卫星反射器复合材料中心固定环的成型模具的制作方法

本发明涉及一种适用于卫星反射器复合材料中心固定环成型模具。

背景技术：

随着天线类卫星结构件由于使用波段增多，天线构件结构越来越复杂，基于天线构件的刚度和精度要求都很高，构件需增加多条加强筋来提高整体的强度，同时为了满足重量轻的要求，采用密度低、强度高、刚度大的碳纤维构件替代金属构件已成为主要趋势。

复合材料成型模具定位方式设计对保证构件质量起到决定性作用，以往针对这些法兰带有加强筋的构件，模具设计中缺少实现定位的方法，成型出加强筋的位置都不准确，需要进行返工，导致加强筋的强度达不到使用要求。现对于多层法兰带有加强筋的中心固定环构件，通过中心定位、软模内膨胀及外模斜楔加压的成型方式，每层法兰间加强筋位置通过拼块定位的方法成型。为了便于模具的合模到位，加强筋一侧使用钢模、一侧为软模，实现整体成型。采用整体成型方法增加了加强筋整体强度、减少了消极重量，满足设计的使用要求。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种克服现有卫星敏感器横梁成型技术的成型加胶接装配工艺过程复杂、复杂结构rtm注胶无法实现的不足和缺陷的用于卫星反射器复合材料中心固定环的成型模具。

为解决上述技术问题，本发明用于卫星反射器复合材料中心固定环的成型模具，包括：模套组件，在所述模套组件内设有一置物空间；定位组件，所述定位组件设置在所述置物空间内；斜楔组件，所述斜楔组件设置在所述置物空间内，所述斜楔组件围绕所述定位组件设置；其中所述定位组件包括：模芯，所述模芯设置在所述置物空间的底部；第一拼块单元，所述第一拼块单元套设在所述模芯的外侧；第二拼块单元，所述第二拼块单元套设在所述模芯的外侧，所述第二拼块单元设置在所述第一拼块单元上方；压板，所述压板套设在所述模芯的外侧。

优选地，所述第一拼块单元包括多个沿所述模芯的周向环设在所述模芯外侧的第一拼块。

优选地，所述第一拼块单元包括多个沿所述模芯的周向环设在所述模芯外侧的软模。

优选地，所述软模与所述第一拼块间隔设置。

优选地，所述第二拼块单元包括多个沿所述模芯的周向环设在所述模芯外侧的第二拼块。

优选地，在所述第二拼块靠近所述模芯的一侧设有沉槽，多个所述沉槽形成沉孔，所述压板套设在所述沉孔内。

优选地，所述斜楔组件包括：

斜拼块，所述斜拼块设置在所述定位组件的外侧，所述斜拼块的与所述述定位组件的接触面的形状与所述定位组件的外侧的形状相匹配；

斜楔，所述斜楔设置在所述斜拼块与所述置物空间的内壁之间。

优选地，所述斜楔组件为多组。

优选地，所述模套组件包括盖板、底板及外模板；其中

所述盖板、所述底板及所述外模板形成所述置物空间；

所述模芯设置在所述底板上。

优选地，在所述模芯的外侧还套设有垫板，所述垫板位于所述底板与所述第一拼块单元之间；其中所述斜楔组件设置在所述垫板上。

与现有技术相对，本发明具有如下优势：

1、提高中心固定环可行性

使用压机直接升温固化，不需要制作真空袋后进烘箱或热压罐升温固化，可以一次成型多层法兰带有多条加强筋的零件。

2、实现多层法兰复杂加强筋的整体成型

将碳纤维分别铺在拼块与软模上，然后将钢模与软模组合在一起，整体升温加压固化。能够一次成型多层法兰中有多条加强筋构件，提高了构件的强度，减低了构件返修的成本。

3、达到有效减重效果

避免了加强筋的二次胶接，实现了带有多层法兰的复合材料构件加强筋与本体一次整体共固化成型，有效的减少了消极用胶量，达到了有效的减重效果，对重量要求高的产品具有一定的参考价值。

附图说明

图1为本发明用于卫星反射器复合材料中心固定环的成型模具爆炸图；

图2为本发明用于卫星反射器复合材料中心固定环的成型模具结构示意图；

图3为图2的a-a面剖视图。

图中：

1-盖板2-底板3-外模板

4-斜拼块5-斜楔6-垫板

7-模芯8-第一拼块9-第二拼块

10-压板11-软模

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本发明的目的是提供一种适用于卫星反射器复合材料中心固定环成型模具，模具的整体设计方法采用钢模作为定位基准，膨胀软模11作为内胀加压；以中间模芯7插入固定板作为主要定位基准，下中法兰中间台阶处用整体软模11，下法兰与中间法兰间加强筋位置通过拼块固定在上中法兰间拼块上，并且明确以一侧钢模一侧软模11的设计方法，上法兰与中法兰处加强筋用钢模组装定位；突破复杂多层法兰中带有加强筋的中心固定环成型模具的定位设计技术，实现了复杂多层法兰加强筋整体成型模具。

如图1～图3所示，本发明用于卫星反射器复合材料中心固定环的成型模具，包括：模套组件，在模套组件内设有一置物空间；定位组件，定位组件设置在置物空间内；斜楔5组件，斜楔5组件设置在置物空间内，斜楔5组件围绕定位组件设置；其中定位组件包括：模芯7，模芯7设置在置物空间的底部；第一拼块8单元，第一拼块8单元套设在模芯7的外侧；第二拼块9单元，第二拼块9单元套设在模芯7的外侧，第二拼块9单元设置在第一拼块8单元上方；压板10，压板10套设在模芯7的外侧。

第一拼块8单元包括多个沿模芯7的周向环设在模芯7外侧的第一拼块8。

第一拼块8单元包括多个沿模芯7的周向环设在模芯7外侧的软模11。

软模11与第一拼块8间隔设置。

第二拼块9单元包括多个沿模芯7的周向环设在模芯7外侧的第二拼块9。

在第二拼块9靠近模芯7的一侧设有沉槽，多个沉槽形成沉孔，压板10套设在沉孔内。

斜楔5组件包括：

斜拼块4，斜拼块4设置在定位组件的外侧，斜拼块4的与述定位组件的接触面的形状与定位组件的外侧的形状相匹配；

斜楔5，斜楔5设置在斜拼块4与置物空间的内壁之间。

斜楔5组件为多组。

模套组件包括盖板1、底板2及外模板3；其中

盖板1、底板2及外模板3形成置物空间；

模芯7设置在底板2上。

在模芯7的外侧还套设有垫板6，垫板6位于底板2与第一拼块8单元之间；其中斜楔5组件设置在垫板6上。

具体地，本发明涉及一种适用于卫星反射器复合材料中心固定环成型模具，采用钢模定位内膨胀外斜楔5式加压相结合成型的方式，通过钢模模芯7插入固定板与底板2进行整体定位，确保整个构件的中心位置精度。

中心固定环模具内侧采用钢模模芯7插入固定板内为主定位，通过螺钉与底板2连接一体，保证模具的中心位置。

中心固定环模具中下法兰与中法兰处台阶采用整体软模11膨胀方法，便于成型与脱模，软模11的厚度为15.8mm。

中心固定环模具下法兰与中法兰的16根加强筋的位置要求都要求很高，每根加强筋的一侧必须要以钢模定位在上中法兰的拼块上，另一侧以软模11的设计原则，软模11的厚度为17.8mm。

中心固定坏模具上法兰与中法兰的4根加强筋位置与高度方向的尺寸要求很高，通过四块拼块组合与拼块上的台阶限制高度方向尺寸。

中心固定环模具外侧采用外拼块与斜楔5组合、模套与底板2用螺钉的连接方式固定在一起。

1)模具材料选择

模具整体零件采用45#钢，如果生产的产品数量较多需要多次重复使用模具可优先考虑采用p20等强度更高的模具钢。

2)模具设计

模具设计过程中，首先确定最内与外侧为钢模，然后下法兰与中法兰加强筋一侧为钢模、另一侧为软模11，台阶处采用软模11，上法兰与中法兰间加强筋为钢模组合的设计思路，从内往外、从底往上逐层进行模具设计。确定模具中心为钢模芯7插入固定板内定位，为保证每层加强筋的相对整体位置精度，加强筋的一侧至少采用钢模定位，最后将所有拼块按设计要求组装成一体。

设计模具时优先考虑拼块四周均布，软模11位置均布对称。

模芯7与底板2、模套与底板2均用螺钉固定连接。

3)模具加工

按三维造型图及二维总装图技术要求进行模具加工与测量。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。