一種用于制造變截面類工型復(fù)合材料制件的工裝及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料變截面類工型制件的制造工藝，特別涉及一種用于保證復(fù)合材料變截面類工型制件在制作過程中內(nèi)部及外形質(zhì)量的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料變截面類工型制件屬于主承力結(jié)構(gòu)件，主要用于飛機(jī)方向舵和機(jī)翼之中。如圖1和圖2所示，變截面類工型制件(400) —般具有如下特點(diǎn):制件外形結(jié)構(gòu)不規(guī)整，尺寸厚度不均勻，型面變化大，結(jié)構(gòu)成型難度大。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，制造碳纖維復(fù)合材料工型制件主要采用真空袋-熱壓罐法。該方法是將預(yù)浸料坯料鋪疊在剛性陽模上形成C型結(jié)構(gòu)，然后將兩個C型坯料背靠背側(cè)放組合，并在上下面鋪疊一定厚度預(yù)浸料坯料組成工型結(jié)構(gòu)，最后封裝真空袋固化成型。這種工藝方法僅適用于典型的規(guī)整結(jié)構(gòu)制件。但對于變截面厚度的工型、類工型制件，如采用上述方法則將無法順利完成此類制件的成型制造。這是由于側(cè)面放置的變截面工裝對制件腹板區(qū)傳壓效果不好，導(dǎo)致腹板區(qū)缺陷的產(chǎn)生；且不利于脫模過程，易造成制件產(chǎn)生表面和內(nèi)部缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決以上問題，本發(fā)明目的是提供一種復(fù)合材料類工型制件的制作工藝，降低制件腹板區(qū)缺陷產(chǎn)生，保證制件的外形和內(nèi)部質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于制造變截面類工型復(fù)合材料制件的工裝，由上陽模、下陽模和中間隔板構(gòu)成。
[0006]所述的上陽模是:由主體部件1、定位部件1、定位部件II和手柄部件構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的上陽模主體。
[0007]所述的下陽模是:由主體部件I1、定位部件II1、定位部件IV和復(fù)合材料勻壓板定位銷構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的下陽模主體，下陽模主體安裝在底板上。
[0008]中間隔板與定位部件IV活動連接。
[0009]通過上陽模的定位部件I和定位部件II與下陽模的定位部件III和定位部件IV的配合，將上陽模和下陽模組合在一起。
[0010]上述的一種用于制造變截面類工型復(fù)合材料制件的工裝，下陽模的底板的四個端角處設(shè)有便于工裝轉(zhuǎn)移的吊環(huán)。
[0011]—種變截面類工型復(fù)合材料制件的制造方法，采用上述的工裝，包括如下步驟:
[0012]I)制作復(fù)合材料勻壓板；所述的勻壓板是:金屬板上鋪疊碳纖維層，碳纖維層上粘貼橡膠層；制成兩個左、右復(fù)合材料勻壓板；
[0013]2)將剪裁成型的碳纖維預(yù)浸料鋪疊成型
[0014]a)將碳纖維預(yù)浸料按上陽模主體的外形逐層鋪疊至要求厚度，得上模鋪層；
[0015]b)將碳纖維預(yù)浸料按下陽模主體的外形逐層鋪疊至要求厚度，得下模鋪層；
[0016]c)將碳纖維預(yù)浸料按左、右緣條主體的外形逐層鋪疊至要求厚度，得左緣條鋪層和右緣條鋪層；
[0017]d)將碳纖維預(yù)浸料按夾層結(jié)構(gòu)的外形逐層鋪疊至要求厚度，得夾層結(jié)構(gòu)鋪層；
[0018]3)整體組合順序:將中間隔板安放在碳纖維預(yù)浸料鋪放完成下模的定位部件IV上，然后在中間隔板上定位放置夾層結(jié)構(gòu)鋪層，按照上陽模和下陽模定位部件位置組合上模鋪層和下模鋪層，根據(jù)中間隔板位置定位組合兩側(cè)的左緣條鋪層和右緣條鋪層，最后按照復(fù)合材料勻壓板定位銷位置定位安裝左、右復(fù)合材料勻壓板；
[0019]4)將鋪疊成型的工裝，放入真空袋中，在120_180°C，0.3-0.8MPa下固化成型I?3小時；
[0020]5)冷卻后，拆除左、右復(fù)合材料勻壓板、上陽模、下陽模和中間隔板，得到變截面類工型復(fù)合材料制件。
[0021]上述的制造方法，所述的制作復(fù)合材料勻壓板步驟是:在金屬板上鋪疊碳纖維預(yù)浸料，使用加熱設(shè)備對鋪層進(jìn)行熱壓實(shí)；鋪疊完成后，在坯料周圍使用相同厚度的生橡膠帶進(jìn)行封邊；將坯料放入真空袋中，在120-180°C，0.3-0.6MPa下固化成型I?3小時，降溫后，對勻壓板進(jìn)行表面修整，并在表面貼覆I?5mm厚的熟橡膠片。
[0022]上述的制造方法，步驟2中，將剪裁成型的碳纖維預(yù)浸料鋪疊成型時，第一層進(jìn)行預(yù)壓實(shí)，然后，每增加3-5層進(jìn)行壓實(shí)一次。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]1.本發(fā)明，把坯料兩側(cè)放置的鋼制陽模工裝改制成上下垂直放置的上、下陽模工裝，便于預(yù)浸料坯料組合和壓力傳遞。
[0025]2.本發(fā)明，上下垂直組合陽模工裝整體穩(wěn)定性好，有利于分步脫除各工裝，改善脫模工藝。
[0026]3.本發(fā)明，復(fù)合材料勻壓板具有一定的剛度，可以保證制件的表面質(zhì)量，勻壓板內(nèi)表面熟橡膠片的存在可保證與制件的協(xié)調(diào)性。
[0027]4.本發(fā)明，復(fù)合材料勻壓板的設(shè)計使自身不發(fā)生形狀改變，可與制件的不規(guī)則表面緊密貼合，保證了制件外形質(zhì)量。
[0028]5.本發(fā)明，采用垂直上下陽模組合固化的方法使變截面厚度的工型、類工型制件在制備過程中便于預(yù)浸料坯料組合和壓力傳遞，避免因壓力傳遞不均導(dǎo)致零件內(nèi)部缺陷；同時，垂直放置的組合工裝降低了工裝組合和脫模難度，避免因工裝錯位導(dǎo)致制件報廢和脫模困難造成的表面及內(nèi)部損傷。
[0029]6.本發(fā)明，在10多項類似零件生產(chǎn)中得到應(yīng)用，取得了明顯效果，提高了制件整體質(zhì)量和生產(chǎn)效率降低了生產(chǎn)成本。由于降低了脫模難度，避免了因暴力脫模而導(dǎo)致工裝變形報廢，其使用壽命與以前相比提高5倍以上。
【附圖說明】
[0030]圖1是變截面類工型復(fù)合材料制件的俯視圖。
[0031]圖2是變截面類工型復(fù)合材料制件的側(cè)視圖。
[0032]圖3是用于制造變截面類工型復(fù)合材料制件的工裝的上陽模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4是用于制造變截面類工型復(fù)合材料制件的工裝的下陽模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5是變截面類工型復(fù)合材料制件上下陽模組合后的工裝整體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]實(shí)施例1 一種用于制造變截面類工型復(fù)合材料制件的工裝
[0036]一種用于制造變截面類工型復(fù)合材料制件的工裝:由上陽模(100)、下陽模(200)和隔板(300)構(gòu)成。
[0037]如圖3所示，上陽模(100)是由主體部件I (101)、定位部件I (102)、定位部件
II(103)和手柄部件(104)構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的上陽模主體。
[0038]如圖4所示，下陽模(200)是由主體部件II (201)、定位部件III (202)、定位部件IV (203)和復(fù)合材料勻壓板定位銷(204)構(gòu)成一體結(jié)構(gòu)的下陽模主體，下陽模主體安裝在底板(206)上，下陽模(200)四個端角處設(shè)有便于工裝轉(zhuǎn)移的吊環(huán)(205)。
[0039]中間隔板(300)與定位部件IV