一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装及方法与流程

本发明涉及复合材料制造技术领域，具体涉及一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装及方法。

背景技术：

复合材料由于其高比强度，高比硬度、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、尺寸稳定性好以及便于大面积整体成型的特点，已成为当代最主要的航空结构材料之一。为了提高复合材料的利用率，充分发挥复合材料的可设计性和整体成型的优点，越来越多的复合材料零件选择了带筋条结构以保证零件的刚度，减轻零件的质量。复合材料的内部加筋结构盒式肋就是一种结构效率高的整体成型零件，但成型这种肋难以保证零件内部筋条的位置精度和内部质量。考虑到对加筋结构盒式肋内部筋条的加压问题和脱模问题，在已有的复合材料内部加筋结构盒式肋成型技术中，往往采用橡胶模具等选择热膨胀成型。如何解决复合材料内部加筋结构盒式肋的热压罐成型，在保证零件内部质量和型面精度的同时，提供操作简单、高效率的技术方法和模具，是一个难题。

技术实现要素：

为了完成复合材料内部加筋结构盒式肋的热压罐成型，在保证零件内部质量和型面精度的同时，提供操作简单、高效率的技术方法和模具，本发明实施例提供一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装及方法。其具体技术方案如下：

本发明实施例提供的一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装，包括基体模具、前分体模、后分体模；其中，所述基体模具包括前部底座、后部底座和中间凸台，所述前分体模的前分体模下型面与所述前部底座的上型面一致且连接，所述后分体模的后分体模下型面与所述后部底座的上型面一致且连接；所述加筋结构盒式肋的下型面与前分体模、后分体模及中间凸台共同组成的模具整体的上型面一致。

进一步的，所述前部底座7的包括前部凸台导轨，所述前分体模的前分体模下型面包括前分体模凹槽；所述后部底座包括后部凸台导轨；后分体模的后分体模下型面包括后分体模凹槽；所述所述前部底座通过前部凸台导轨与前分体模的所述前分体模凹槽连接；所述后部底座通过后部凸台导轨与所述后分体模的后分体模凹槽连接。

进一步的，所述前分体模包括用于与所述基体模具拆卸的前分体模撬杠口，所述后分体模包括用于与所述基体模具拆卸的后分体模撬杠口。

进一步的，所述基体模具、前分体模、后分体模都采用q235钢数控加工制造。

进一步的，所述加筋结构盒式肋包括前筋条和后筋条；所述前部凸台导轨和后部凸台导轨垂直于所述前筋条和后筋条所在的平面，且所述前部凸台导轨和后部凸台导轨的长度为l1，宽度为h1，高度为t1；所述前分体模凹槽和后分体模凹槽的长度为l1+10mm，宽度为h1，高度为t1+1mm。

进一步的，所述前分体模和后分体模可沿垂直于所述前筋条和后筋条所在的平面滑动。

本发明的第二方面提供一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型方法，包括步骤：

在所述的成型工装上均匀涂抹脱模剂；

分别在前分体模、后分体模和中间凸台上铺叠预浸料；

将前分体模、后分体模分别安装在前部底座和后部底座上，组成整体工装；

对整体工装进行抽真空操作，对r角区域进行预浸料单向带填充后，在整体工装上铺叠预浸料，成为复合材料内部加筋结构盒式肋的预浸料料胚，再次进行抽真空操作，进行封装并送入热压罐成型。

进一步的，所述加筋结构盒式肋脱模过程中，先依靠前分体模撬杠口和后分体模撬杠口，将未从零件上脱下的前分体模和后分体模连同零件一起从基体模具上脱开；

再将前分体模从零件上取出，最后将后分体模从零件上取出。

本发明实施例提供的一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装及方法，包括基体模具、前分体模、后分体模；所述基体模具包括前部底座、后部底座和中间凸台，所述前分体模的下型面与所述前部底座的上型面一致且连接，所述后分体模的下型面与所述后部底座的上型面一致且连接；所述加筋结构盒式肋的下型面与所述前分体模、后分体模及中间凸台共同组成的模具整体的上型面一致。在成型工装上均匀涂抹脱模剂；分别在前分体模、后分体模和中间凸台上铺叠预浸料；将前分体模、后分体模分别安装在前部底座和后部底座上，组成整体工装；对r角区域进行预浸料单向带填充后，对整体工装进行抽真空操作，在整体工装上铺叠预浸料，成为复合材料内部加筋结构盒式肋的预浸料料胚，再次进行抽真空操作，进行封装并送入热压罐成型。采用本发明的成型工装，复合材料内部加筋结构盒式肋的热压罐成型，在保证零件内部质量和型面精度的同时，提供操作简单、高效率的技术方法和模具。

附图说明

图1为一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装示意图；

图2为复合材料内部加筋结构盒式肋的示意图；

图3为一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装基体模具示意图；

图4为一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装前分体模示意图；

图5为一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装后分体模示意图；

图中：

1、基体模具；2、前分体模；3、后分体模；4、加筋结构盒式肋；5、前筋条；6、后筋条；7、前部底座；8、后部底座；9、前部凸台导轨；10、后部凸台导轨；11、中间凸台；12、前分体模凹槽；13、前分体模撬杠口；14、前分体模下型面；15、后分体模凹槽；16、后分体模撬杠口；17、后分体模下型面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行说明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1-图5，图1为一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装示意图；图2为复合材料内部加筋结构盒式肋的示意图；图3为一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装基体模具示意图；图4为一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装前分体模示意图；

图5为一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装后分体模示意图。

本发明实施例提供的一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装，包括基体模具1、前分体模2、后分体模3；其中，所述基体模具1包括前部底座7、后部底座8和中间凸台11，所述前分体模2的前分体模下型面14与所述前部底座7的上型面一致且连接，所述后分体模3的后分体模下型面17与所述后部底座8的上型面一致且连接。

本发明加筋结构盒式肋4的下型面与前分体模2、后分体模3及中间凸台11共同组成的模具整体的上型面一致。

上述加筋结构盒式肋4包括前筋条5和后筋条6；所述前部凸台导轨9和后部凸台导轨10分别垂直于所述前筋条5和后筋条6所在的平面。所述前分体模2和后分体模3可沿垂直于所述前筋条5和后筋条6所在平面滑动。

在本发明实施例中，所述后部凸台导轨10的长度为l1，宽度为h1，高度为t1；所述前分体模凹槽12和后分体模凹槽15的长度为l1+10mm，宽度为h1，高度为t1+1mm。

上述t1、l1、h1可依据实际需要进行设定，在此不做具体限定。

进一步的，为了便于将所述前分体模2、后分体模3与所述基体模具1进行连接，优选的，所述前部底座7的上包括前部凸台导轨9，所述前分体模2的前分体模下型面14上包括前分体模凹槽12；所述后部底座8包括后部凸台导轨10；后分体模3的后分体模下型面17上包括后分体模凹槽15；所述所述前部底座7通过前部凸台导轨9与前分体模2的所述凹槽12连接；所述后部底座8通过后部凸台导轨10与所述后分体模3的后分体模凹槽15连接。

进一步的，所述前分体模2包括用于与所述基体模具1拆卸的前分体模撬杠口13，所述后分体模3包括用于与所述基体模具1拆卸的后分体模撬杠口16。

进一步的，所述基体模具1、前分体模2、后分体模3都采用q235钢数控加工制造。

进一步的，所述前分体模2和后分体模3可对应沿着垂直于所述前筋条5和后筋条6所在的平面滑动。

本发明实施例提供的一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装，包括基体模具、前分体模、后分体模；所述基体模具包括前部底座、后部底座和中间凸台，所述前分体模的下型面与所述前部底座的上型面一致且连接，所述后分体模的下型面与所述后部底座的上型面一致且连接；所述加筋结构盒式肋的下型面与所述前分体模、后分体模及中间凸台共同组成的模具整体的上型面一致。在成型工装上均匀涂抹脱模剂；分别在前分体模、后分体模和中间凸台上铺叠预浸料；将前分体模、后分体模分别安装在前部底座和后部底座上，组成整体工装；对整体工装进行抽真空操作，对r角区域进行预浸料单向带填充后，在整体工装上铺叠预浸料，成为复合材料内部加筋结构盒式肋的预浸料料胚，再次进行抽真空操作，进行封装并送入热压罐成型。采用本发明的成型工装，复合材料内部加筋结构盒式肋的热压罐成型，在保证零件内部质量和型面精度的同时，提供操作简单、高效率的技术方法和模具。

本发明的第二方面提供一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型方法，包括步骤：

在所述的成型工装上均匀涂抹脱模剂；

分别在前分体模2、后分体模3和中间凸台11上铺叠预浸料；

将前分体模2、后分体模3分别安装在前部底座7和后部底座8上，组成整体工装；

对r角区域进行预浸料单向带填充后，对整体工装进行抽真空操作，在整体工装上铺叠预浸料，成为复合材料内部加筋结构盒式肋4的预浸料料胚，再次进行抽真空操作，进行封装并送入热压罐成型。

进一步的，所述加筋结构盒式肋4脱模过程中，先依靠前分体模撬杠口13和后分体模撬杠口16，将未从零件上脱下的前分体模2和后分体模3连同零件一起从基体模具1上脱开；

再将前分体模从零件上取出，最后将后分体模从零件上取出。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。