一种复合材料环向T形加强框的成型模具及其制备方法与流程

本发明涉及飞行器配件成型工装的，尤其是涉及一种复合材料环向t形加强框的成型模具及其制备方法。

背景技术：

1、运载航天器正向着大型化、轻量化的方向发展，促使高比强度、高比刚度的复合材料逐步得到了广泛的应用。复合材料环向t形加强框是火箭舱段主要的组成零件，起支撑及连接作用，是一种结构效率高的整体成型零件。

2、上述现有技术中，复合材料环向t形加强框制作时，主要采用单面模具热压罐或真空袋热压成型。

3、加工时，容易损伤产品内部的纤维，降低了产品的承载能力。整个产品的制造成本高。产品成型后，装配面的型面精度低；还需要进行二次加工，产品的制备周期长，加工效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种复合材料环向t形加强框的成型模具，以解决现有技术中存在的，复合材料环向t形加强框采用单面模具热压罐或真空袋热压成型，产品的承载能力差，制造成本高，产品成型后，装配面的型面精度低；还需要二次加工，导致产品的生产周期长，加工效率低的技术问题。

2、本发明还提供一种复合材料环向t形加强框的制备方法，以解决现有技术中，产品的制备周期长，加工效率低的技术问题。

3、本发明提供的一种复合材料环向t形加强框的成型模具，包括下模板、压板组件、侧压活块组件和上模板；

4、下模板的内侧面设有第一成型压槽，第一成型压槽内设有第一成形凸起框；

5、压板组件连接第一成形凸起框上；

6、侧压活块组件为方形空心结构；侧压活块组件连接第一成型压槽内，并套设在压板组件的外侧；

7、上模板的内侧面设有第二成形凸起框，第二成形凸起框连接第一成型压槽内，并套设侧压活块组件的外部。

8、进一步的，压板组件包括中间连接板、顶端压块、底端压块、左侧上压块、左侧中间压块、左侧下压块、右侧上压块、右侧中间压块和右侧下压块；

9、顶端压块、底端压块分别连接中间连接板的顶端、底端；

10、左侧上压块、左侧中间压块、左侧下压块依次连接中间连接板的左侧，左侧上压块、左侧下压块分别与顶端压块、底端压块的左侧连接，使左侧压板模具成型；

11、右侧上压块、右侧中间压块和右侧下压块依次连接中间连接板的右侧，右侧上压块、右侧下压块分别与顶端压块、底端压块的右侧连接，使右侧压板模具成型。

12、进一步的，侧压活块组件包括左侧上端活块、左侧上部活块、左侧下部活块、左侧下端活块、右侧上端活块、右侧上部活块、右侧下部活块、右侧下端活块；

13、左侧上端活块、左侧上部活块、左侧下部活块、左侧下端活块依次连接，使左侧压活块模具成型；

14、右侧上端活块、右侧上部活块、右侧下部活块、右侧下端活块依次连接，使右侧压活块模具成型；

15、左侧上端活块的内侧端与右侧上端活块的内侧端连接；左侧下端活块的内侧端与右侧下端活块的内侧端连接。

16、进一步的，第一成形凸起框内部设有第二成型压槽；

17、压板组件的内侧面设有第三成形凸起框；

18、第三成形凸起框与第二成型压槽连接。

19、进一步的，第二成型压槽内部设有第一成形压块；

20、第三成形凸起框内设有第四方形凸起框；

21、第一成形压块与第四方形凸起框连接。

22、进一步的，第一成形压块内部设有第三成形压槽；

23、第四方形凸起框内设有第二成形压块；

24、第二成形压块与第三成形压槽连接。

25、进一步的，侧压活块组件的内侧面设有第一条形压块；

26、侧压活块组件的底部设有第二条形压块。

27、进一步的，侧压活块组件的截面为上窄下宽的锥状。

28、本发明提供的一种复合材料环向t形加强框的制备方法，包括如下步骤：

29、步骤一：模具准备

30、清理模具，分别在下模板、压板组件、侧压活块组件和上模板的表面涂抹脱模剂；

31、采用连接件依次将中间连接板、顶端压块、底端压块、左侧上压块、左侧中间压块、左侧下压块、右侧上压块、右侧中间压块、右侧下压块连接，连接后成型为压板组件；

32、步骤二：下料

33、根据环向t形加强框的尺寸及铺层顺序，对碳纤维环氧单向预浸料进行裁剪下料；

34、步骤三：第一次铺层

35、在上述压板组件表面，以产品长度方向为0°方向，依次采用45°、-45°、0°、90°循环的顺序，对上述压板组件的表面进行碳纤维环氧单向预浸料腹板铺层；预浸料铺贴时，挤压掉层间带入的空气；对接铺层时，每层错开对接缝；

36、在上述下模板表面，以产品长度方向为0°方向，依次采用45°、-45°、0°、90°循环的顺序，对上述下模板的表面进行碳纤维环氧单向预浸料腹板铺层；预浸料铺贴时，挤压掉层间带入的空气；对接铺层时，每层错开对接缝；

37、步骤四：组装

38、将压板组件沿着第一成型压槽连接在下模板的第一成形凸起框上；

39、步骤五：第二次铺层

40、在组装后模具的边缘，以上述组装后模具的环向为0°方向，依次采用45°、-45°、0°、90°循环的顺序，对上述组装后模具的表面进行碳纤维环氧单向预浸料缘板铺层；预浸料铺贴时，挤压掉层间带入的空气；对接铺层时，每层错开对接缝；

41、步骤六：压实

42、依次将左侧上端活块、左侧上部活块、左侧下部活块、左侧下端活块、右侧上端活块、右侧上部活块、右侧下部活块、右侧下端活块按标记放入下模板的凹槽中，为侧压活块组件；

43、将侧压活块组件连接在下模板的第一成型压槽内；然后将上模板压合在侧压活块组件的顶部，并与下模板采用连接件连接固定；

44、连接完毕后，将上述模具放入热压机中，按照压实制度进行预压实；

45、步骤七：修整

46、模具完成预压后，使用碳纤维环氧单向预浸料对产品表面的缺陷进行修补；

47、步骤八：第三次铺层

48、在组装后模具的边缘，以上述组装后模具的环向为0°方向，依次采用-45°、45°循环的顺序，对上述模具进行碳纤维环氧单向预浸料缘板铺层；预浸料铺贴时，挤压掉层间带入的空气；对接铺层时，每层错开对接缝；

49、步骤九：固化

50、铺层完成后，采用连接件将上述上模板连接下模板上进行组装合模；

51、然后将上述模具放入热压机中，按照固化制度进行固化；

52、步骤十：脱模

53、使用反顶螺栓将上模板拆卸下来；然后将侧压活块组件取出；再使用反顶螺栓将压块组件连同产品从下模板内脱模；

54、拆卸掉压板组件上的连接件，依次将压板组件上的各零件取出；

55、此时，即可制得复合材料环向t形加强框。

56、本发明提供的一种复合材料环向t形加强框的成型模具，具有以下技术效果：

57、本发明在下模板的内侧面设置第一成型压槽，第一成型压槽内设置第一成形凸起框；将压板组件连接在第一成形凸起框上，对产品的表面压实固定。侧压活块组件采用方形的空心结构，以便与压板组件相配合。侧压活块组件连接第一成型压槽内，并套设在压板组件的外侧，对产品的侧面压实固定。上模板的内侧面设有第二成形凸起框，第二成形凸起框连接第一成型压槽内，并套设侧压活块组件的外部，利用上模板对压板组件、侧压活块组件再次进行加固，确保产品成型后，产品的承载能力强，装配面的型面精度高；产品成型后不需要二次加工，提高了加工效率，缩短了产品的生产周期，产品的制造成本低。

58、本发明提供的一种复合材料环向t形加强框的制备方法，依次采用模具准备、下料、第一次铺层、组装、第二次铺层、压实、修整、第三次铺层、固化、脱模等步骤，产品的生产周期缩短，提高了加工效率。