一种飞机复合材料壁板的成型模具的制作方法

本申请涉及复合材料成型领域，具体是一种适用于飞机复合材料壁板的成型模具。

背景技术：

随着复合材料的发展，复材制件在航空飞行器上所占比例越来越大，为了适应市场的发展以及提高自身的竞争力，飞机制造已不满足仅生产简单的蒙皮、梁、肋、长桁类的小尺寸零件。而能否研制大尺寸的整体加筋壁板零件成为各供应商综合实力的象征。因为这种大尺寸整体化加筋壁板，不仅可以提高壁板强度、刚度，减少紧固件数量、减少接头，还可节省大量装配时间，将几个甚至几十个零件减少成一个零件，大幅度地减轻结构重量的同时降低了制造成本。

在大尺寸复材单向(航向或展向)加筋壁板中，纵横双向加筋壁板作为典型的航空制件结构形式，代表了目前复合材料加筋壁板的最高水平。其最大的特点是结构的整体强度、刚度好、连接少、重量轻，但成型工装结构复杂，因此亟待研究设计一种新的工装结构来成型纵横双向加筋壁板，避免传统式龙门架定位方式在筋条交汇区域定位、制袋的相互干涉，减少工装附件的数量，同时避免纵横筋条交汇区域传压的不均性。此结构工装可一次性完成纵横加强筋与蒙皮的胶接固化，有效的节约了制造成本，减少了因多次进罐带来大尺寸整体加筋壁板零件性能下降的风险。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种飞机复合材料壁板的热压成型中使用的成型模具，用于实现纵横双向加强筋与蒙皮胶接一次固化。减少因多次固化带来的成本费用，有效解决传统式龙门架定位导致纵横加强筋交汇区域带来的传压不均匀、加强筋的位置超差等质量问题。

一种飞机复合材料壁板的成型模具，该壁板由蒙皮和凸出的加强筋组成，其特征在于：该成型模具包括上模、下模，所述的上模下表面有与蒙皮外形表面对应的铺贴面，在铺贴面的外围设有与蒙皮厚度对应的控厚条，在上模上还设有定位孔，所述的下模含有下模座和下模体，下模体位于下模座上，下模体的上表面与壁板下表面匹配，下模体的上表面还设有与壁板加强筋对应的凹槽，另有与壁板加强筋匹配的活动嵌块可嵌入凹槽，在下模体上还设有与上模体对应的定位孔。

使用时，将预先成型的加强筋嵌入下模体对应的凹槽内，使加强筋与蒙皮连接的表面与下模体的上表面齐平或在公差要求范围内，并用对应的活动嵌块固定；在上模的铺贴面上用复合材料铺贴蒙皮，并制袋抽真空压实；将控厚条置于上模体与下模体之间，并用定位销通过定位孔将上模体与下模体定位合模，并制真空袋后进热压罐固化成型。

本申请的有益效果是提供大尺寸纵横加紧壁板一次性胶结固化成型方法，设计上模、下模的组合工装既能保证壁板气动外形面的表面质量及固化时压力均匀传递，又能控制蒙皮的厚度，同时又能实现蒙皮与加强筋的精准定位。

以下结合实施例附图对该申请作进一步详细描述。

附图说明

图1是飞机复合材料壁板结构示意图。

图2是飞机复合材料壁板的成型模具结构示意图。

图3是加强筋为T形的飞机复合材料壁板的成型方法示意。

图4是加强筋为J形的飞机复合材料壁板的成型方法示意。

图5是加强筋为H形的飞机复合材料壁板的成型方法示意。

附图中编号说明：1蒙皮、2加强筋、3上模、4下模、5下模体、6下模座、7活动嵌块、8控厚条、9销钉。

具体实施方式

参见附图，本申请涉及的飞机复合材料壁板由蒙皮1和纵向、横向分布在蒙皮上的加强筋2组成。本申请提出的飞机复合材料壁板成型模具包括上模3和下模4，所述的上模3的下表面有与蒙皮外形表面对应的铺贴面，在铺贴面的外围设有与蒙皮厚度对应的控厚条8，在上模3上还设有定位孔，所述的下模4含有下模座6和下模体5，下模体5位于下模座6上，下模体5的上表面与壁板下表面匹配，下模体5的上表面还设有与壁板加强筋对应的凹槽10，另有与壁板加强筋2匹配的活动嵌块7可嵌入凹槽10，在下模体5上还设有与上模体对应的定位孔。

壁板成型时，预先单独固化成型壁板的加强筋2，对脱模后的加强筋数控铣切到最终的外形尺寸；实施中的加强筋形状可以是T形、H形、J形等，不同形状的加强筋对应不同的活动嵌块7，更换不同的活动嵌块可用于定位不同截面尺寸的加强筋，活动嵌块的作用就是把加强筋压紧固定在下模体的凹槽10内，壁板成型完后，使壁板与成型模具分离，再把活动嵌块取出。

将预先成型的加强筋嵌入下模体5对应的凹槽10内，用对应的活动嵌块7定位固定，使加强筋2与蒙皮1连接的上表面齐平于下模体的上表面或在公差要求范围内。

在上模3的铺贴面上用复合材料铺贴蒙皮1，并制袋抽真空压实；

将控厚条8置于上模3与下模体5之间，并用定位销9通过定位孔将上模3与下模体5定位合模，并制真空袋后进热压罐固化成型。

此成型方法适用于固化成型后净尺寸加强筋与蒙皮共胶接的纵横双向加筋壁板。活动嵌块支撑配合加强筋固定安装在下模体5的凹槽10中，蒙皮1在上模3铺贴完成后利用定位销钉9完成与下模体5的准确定位，胶接固化过程中上模3均匀传压，保证壁板内部质量，以及纵横双向加强筋2与蒙皮1的粘接固化，控厚条8位于上模3与下模体5之间，保证壁板蒙皮的厚度要求。此结构工装也适用于曲面蒙皮，当蒙皮为曲面时，上模3、下模体5、以及活动嵌块7均为相应曲面。