一种田字型支撑件的成型工艺的制作方法

本发明属于航空传输设备生产技术领域，特别涉及一种田字型支撑件的成型工艺。

背景技术：

泡沫夹芯结构是飞机机体结构广泛采用的一种形式，在航空航天上都有广泛和成熟的应用，具有结构轻、刚度高的特点，与筋板结构（带肋平板）相比，变形小，重量可减轻50%左右，适用于动载荷大，冲击、振动大的工况。

目前飞机上使用泡沫夹芯结构多用于飞机翼面的前缘、后缘壁板，翼面操纵面或操纵面的后缘以及机身一些小的舱门等次承力件，而用于多框体结构的较少。现有技术中，多框体结构尤其是例如田字型框体结构，先将构成该结构的上壁板、下壁板、中间壁板、左壁板和右壁板机加预制成型，再使用金属连接件将预制成型后的各个平板拼接在一起，操作繁琐，产品重量大，装配地方的应力集中导致耐振动强度不高。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，解决现有技术中操作繁琐的技术问题，提供一种田字型支撑件的成型工艺，本发明将各个壁板一体成型，操作简单，制得的产品重量小，耐振动强度大。

本发明的目的是这样实现的：一种田字型支撑件的成型工艺，包括以下步骤，

（1）使用三维软件绘制每一层预浸料的外形，并导入到自动下料机的操作系统中，预浸料放到自动下料机托架上，按照程序裁剪每块料片，裁出对应的预浸料布层；

（2）使用数控机床按照泡沫芯数模加工上壁板泡沫、左壁板泡沫、中间水平壁板泡沫、中间竖直壁板泡沫一、中间竖直壁板泡沫二、下壁板泡沫和右壁板泡沫；

（3）模具的准备；

（4）在四个阳模的四周分别铺贴预浸料，铺完预浸料后，在预浸料的外侧铺一层胶膜，铺完胶膜后，抽真空压实，四个阳模分别与支撑件的内部形状对应；

（5）放置中间水平壁板泡沫，在中间水平壁板连接处的前侧和后侧分别铺贴胶膜，并抽真空将胶膜压实在中间水平壁板泡沫上，将中间竖直壁板泡沫一和中间竖直壁板泡沫二分别连接在中间水平壁板泡沫的前侧和后侧，调整四个阳模的位置，四个阳模经胶膜将中间水平壁板泡沫、中间竖直壁板泡沫一和中间竖直壁板泡沫二压紧，在中间竖直壁板泡沫一的前侧、中间竖直壁板泡沫二的后侧、中间水平壁板泡沫的左右两侧分别铺贴胶膜，抽真空压实，将上壁板泡沫和下壁板泡沫分别紧贴在中间竖直泡沫一的前侧和中间竖直泡沫二的后侧，在上壁板泡沫和下壁板泡沫的左右两侧分别铺贴胶膜，抽真空压实，将左壁板泡沫经胶膜紧贴在上壁板泡沫和下壁板泡沫的左侧，将右壁板泡沫经胶膜紧贴在上壁板泡沫和下壁板泡沫的右侧；

（6）在上壁板泡沫、左壁板泡沫、下壁板泡沫和右壁板泡沫的外周包裹一层胶膜，抽真空压实，在泡沫的外侧铺贴预浸料；

（7）在泡沫的上侧整铺预浸料，每铺一层预浸料，将超出泡沫的左右两端的预浸料向下翻至泡沫下侧；

（8）在铺完预浸料后，使用可活动的随型模将泡沫的外周压实，压实后固定随型模；

（9）将模具平躺设置送入热压罐中，按照设定的固化参数进行固化；

（10）固化结束后，待模具温度下降至60℃以下后，卸下随型模，取出中间的两个阳模即可得到产品。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（9）中的固化参数为以2±1℃/min的速率上升至130℃，温度升至130±5℃后保温2～4h，保温结束后以2±1℃/min的速率下降至室温后取出。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（4）和步骤（6）中，铺贴预浸料时，每铺贴四层预浸料就真空抽实一次。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中，模具的准备步骤具体的为：使用医用纱布蘸丙酮将模具型腔进行清洁，直至纱布无异色，再用一块干净纱布蘸脱模剂对模具型腔进行擦拭3～6遍，每遍间隔时间10min～15min。

与现有技术相比，本发明的有益效果为，本发明采用阳模铺放预浸料、泡沫和胶膜，在热压罐里共固化成型，将上壁板泡沫、下壁板泡沫、左壁板泡沫、右壁板、中间水平壁板、中间竖直壁板一和中间竖直壁板二一体成型，减少热压罐的使用次数，降低能耗，整体成型结构的耐振动强度大，满足各种工况要求；在产品外侧设置随型模，保证非模具面的产品外壁的平整度和光洁度；可应用于大型客机、运输机等航空运输设备的生产中。

附图说明

图1为本发明中铺贴完所有预浸料和胶膜后的结构示意图。

其中，1中间竖直壁板泡沫一，2预浸料，3下壁板泡沫，4随型模，5左壁板泡沫，6上壁板泡沫，7中间竖直壁板泡沫二，8阳模，9右壁板泡沫，10胶膜，11中间水平壁板泡沫。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步说明。

一种田字型支撑件的成型工艺，包括以下步骤，

（1）使用三维软件绘制每一层预浸料的外形，并导入到自动下料机的操作系统中，预浸料放到自动下料机托架上，按照程序裁剪每块料片，裁出对应的预浸料布层；

（2）使用数控机床按照泡沫芯数模加工上壁板泡沫、左壁板泡沫、中间水平壁板泡沫、中间竖直壁板泡沫一、中间竖直壁板泡沫二、下壁板泡沫和右壁板泡沫；

（3）模具的准备；

（4）在四个阳模的四周分别铺贴预浸料，铺完预浸料后，在预浸料的外侧铺一层胶膜，铺完胶膜后，抽真空压实，四个阳模分别与支撑件的内部形状对应；

（5）放置中间水平壁板泡沫，在中间水平壁板泡沫连接处的前侧和后侧分别铺贴胶膜，并抽真空将胶膜压实在中间水平壁板泡沫上，将中间竖直壁板泡沫一和中间竖直壁板泡沫二分别连接在中间水平壁板泡沫的前侧和后侧，调整四个阳模的位置，四个阳模经胶膜将中间水平壁板泡沫、中间竖直壁板泡沫一和中间竖直壁板泡沫二压紧，在中间竖直壁板泡沫一的前侧、中间竖直壁板泡沫二的后侧和中间水平壁板泡沫的左右两侧分别铺贴胶膜，抽真空压实，将上壁板泡沫和下壁板泡沫分别紧贴在中间竖直泡沫一的前侧和中间竖直泡沫二的后侧，在上壁板泡沫和下壁板泡沫的左右两侧分别铺贴胶膜，抽真空压实，将左壁板泡沫经胶膜紧贴在上壁板泡沫和下壁板泡沫的左侧，将右壁板泡沫经胶膜紧贴在上壁板泡沫和下壁板泡沫的右侧；

（6）在上壁板泡沫、左壁板泡沫、下壁板泡沫和右壁板泡沫的外周包裹一层胶膜，抽真空压实，在泡沫的外侧铺贴预浸料；

（7）在泡沫的上侧整铺预浸料，每铺一层预浸料，将超出泡沫的左右两端的预浸料向下翻至泡沫下侧；

（8）在铺完预浸料后，使用可活动的随型模将泡沫的外周压实，压实后固定随型模；

（9）将模具平躺设置送入热压罐中，按照设定的固化参数进行固化；

（10）固化结束后，待模具温度下降至60℃以下后，卸下随型模，取出中间的两个阳模即可得到产品。

步骤（9）中的固化参数为以2±1℃/min的速率上升至130℃，温度升至130±5℃后保温2～4h，保温结束后以2±1℃/min的速率下降至室温后取出；步骤（4）和步骤（6）中，铺贴预浸料时，每铺贴四层预浸料就真空抽实一次；步骤（3）中，模具的准备步骤具体的为：使用医用纱布蘸丙酮将模具型腔进行清洁，直至纱布无异色，再用一块干净纱布蘸脱模剂对模具型腔进行擦拭3～6遍，每遍间隔时间10min～15min。

其中，预浸料由环氧树脂与平纹织物制成；上壁板泡沫、左壁板泡沫、中间壁板泡沫、下壁板泡沫和右壁板泡沫均为pmi泡沫，铺贴预浸料时按照准各向同性铺层方向进行铺层，准各向铺层方向为[45°/0°/-45°/90°]n，n为准各向铺层的组数，n值由各个平板的厚度和每层预浸料的厚度来决定，以平纹织物经向为0°方向，沿着平纹织物的经向逆时针转动45°为+45°，沿着平纹织物的经向顺时针转动45°为-45°，沿着平纹织物的经向逆时针转动90°为+90°；胶膜优先选用a1302胶膜；中间水平壁板泡沫连接处是指原先就设计好的中间水平壁板与中间竖直壁板一或中间竖直壁板二相连接的一段。

与现有技术相比，本发明的有益效果为，本发明采用阳模铺放预浸料、泡沫和胶膜，在热压罐里共固化成型，将上壁板泡沫、下壁板泡沫、左壁板泡沫、右壁板、中间水平壁板、中间竖直壁板一和中间竖直壁板二一体成型，减少热压罐的使用次数，降低能耗，整体成型结构的耐振动强度大，满足各种工况要求；在产品外侧设置随型模，保证非模具面的产品外壁的平整度和光洁度；可应用于大型客机、运输机等航空运输设备的生产中。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。