CN108819287B - 一种加筋壁板组件的成型装置和成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加筋壁板组件的成型装置和成型方法，成型装置由工装主体，长桁芯模，压力垫，限位块组成。工装主体上带有长桁定位孔，限位块与定位孔适配安装。每个长桁芯模由一个梯形半模和一个L型半模组合而成。本成型装置结构简单，安装、拆除方便，能够解决T型加筋壁板组件长桁轴线不易控制，压力传导不均匀等技术难点。

Description

一种加筋壁板组件的成型装置和成型方法
技术领域
本发明涉及复合材料零(组)件制造领域，适宜T型加筋壁板组件的成型装置和成型方法。
背景技术
T型加筋壁板组件是一种典型的复合材料整体化构件，包括T型长桁和蒙皮。由于综合性能优异，减重效果明显，并且能够简化后续装配流程，T型加筋壁板组件广泛应用于航空、航天等领域。
按照组合时T型长桁与蒙皮固化状态的不同，T型加筋壁板组件可以采取共固化(长桁与蒙皮均未固化)、共胶接(长桁或蒙皮已固化)或二次胶接(长桁和蒙皮均已固化)等工艺方法制造。但不论采取何种工艺方法，T型加筋壁板组件的制造流程可以大致分为T型长桁的制造，蒙皮的制造，T型长桁与蒙皮的组合三个相对独立的环节。
T型长桁、蒙皮内部的致密程度，T型长桁的轴线精度，T型长桁与蒙皮的胶接质量是评估T型加筋壁板组件制造质量的重要指标。内部孔隙密集，T型长桁轴线偏差，胶接部位脱粘等是T型加筋壁板组件制造过程中的常见缺陷。
因此，迫切需要一种可靠的成型装置和成型方法，解决T型加筋壁板组件制造过程中压力传导不均、轴线超差等难点，降低制造风险，使用简单，维护方便。
发明内容
本发明提供了一种加筋壁板组件的成型装置和成型方法，适宜于按照共固化、共胶接或二次胶接等工艺方案制造T型加筋壁板组件。成型装置使用梯形半模保持长桁的外形轮廓；使用L形半模均匀传导长桁区域的固化压力；使用压力垫均匀传导蒙皮区域的固化压力；使用限位块控制长桁的轴线精度。本成型装置结构简单，安装、拆除方便，可靠性高，能够解决加筋壁板组件制造过程中的技术难点。
本发明的技术方案如下：一种加筋壁板组件的成型装置，包括工装主体、长桁芯模、压力垫、限位块，工装主体为薄板框架，工装主体上表面划有长桁轴线，并制有长桁定位孔，限位块与长桁定位孔适配安装，限位块上开有矩形缺口，矩形缺口与长桁芯模间留有约0.5mm的间隙，每个长桁芯模由一个梯形半模和一个L型半模组合而成，长桁芯模平行排列并通过限位块固定在工装主体上，压力垫放置在加筋壁板组件上的蒙皮四周和T型长桁之间，与T型长桁底缘间隙为0.2mm－1.0mm，且压力垫与T型长桁的底缘面等高。梯形半模为金属半模、L型半模为非金属半模，L型半模，其靠袋面一侧的拐角区域为R5－R10的圆角，L型半模由硅橡胶和复合材料组成，且复合材料在L型半模的拐角区域不连续
使用成型装置制造T型加筋壁板包括以下步骤：
15)将T型长桁的一侧腹板铺贴在梯形半模上，压实，T型长桁的另一侧腹板铺贴在L形半模上，压实，将梯形半模与L形半模对合，夹紧；
16)制作R区填充物，压实；
17)在T型长桁两侧腹板的对合区域放置R区填充物，压实；
18)在对合后的模具上铺贴T型长桁的底缘面，压实；
19)在工装主体上铺贴加筋壁板组件的蒙皮，压实；
20)在蒙皮的余量区加工定位孔，确保与工装主体上的长桁定位孔同轴；
21)按工装主体上的长桁轴线，依据每根T型长桁底缘面的外形轮廓，在其与蒙皮的胶接部位放置胶膜，压实；
22)按工装主体上的长桁轴线，逐根将梯形半模、T型长桁、L形半模整体放置在蒙皮上；
23)在每根T型长桁的两端头安装限位块，并用销钉固定。确保梯形半模、T型长桁和L形半模的两端头均***限位块的矩形缺口内；
24)在蒙皮上放置压力垫，确保各块之间紧密对合；
25)制作真空袋，将蒙皮和所有T型长桁包裹在真空袋内；
26)进热压罐，固化，形成加筋壁板组件；
27)拆除真空袋；拆除压力垫；
28)逐根拆除T型长桁两端头的限位块；T型长桁两侧的梯形半模和L型半模；
29)将加筋壁板组件脱模。
本发明的成型装置和成型方法具备如下优点：1)通过梯形半模、L形半模之间硬－软配合的方式，均匀传导压力，兼具控制长桁外形轮廓和均匀传导固化压力的作用；2)通过限位块控制长桁轴线度，依据实际配合状态，长桁能够在一定范围内移动，增加了匹配弹性；3)适用于按照共固化、共胶接、二次胶接三种工艺方法制造T型加筋壁板组件，工艺方法选择的自由度大。
附图说明
图1 T型加筋壁板组件结构图
图2 T型加筋壁板组件成型装置示意图
图3 T型加筋壁板组件成型装置俯视图
图4 T型加筋壁板组件成型装置剖视图
图5梯形半模示意图
图6 L形半模示意图
图7压力垫示意图
图8限位块示意图
图9限位块剖视图
图中编号说明：1、蒙皮；2、T型长桁；3、工装主体、4、限位块；5、长桁定位孔；6、梯形半模；7、L形半模；8、压力垫；9、压力垫外框；10、压力垫条带；11、销钉；12、同心圆环衬套。
具体实施方式
本发明以共固化工艺(湿长桁+湿蒙皮)制造T型加筋壁板为例，参见图1－9，一种加筋壁板组件的成型装置，包括工装主体3、长桁芯模、压力垫8、限位块4，工装主体3为薄板框架，工装主体3上表面划有长桁轴线，并制有长桁定位孔5，限位块4与长桁定位孔5适配安装，限位块4上开有矩形缺口，矩形缺口与长桁芯模间留有约0.5mm的间隙。每个长桁芯模由一个梯形半模6和一个L型半模7组合而成，长桁芯模平行排列并通过限位块4固定在工装主体3上，压力垫8放置在蒙皮1四周和T型长桁2之间，与长桁底缘间隙为0.2mm－1.0mm，且压力垫8与加筋壁板组件上的T型长桁2的底缘面等高。梯形半模6为金属半模、L型半模7为非金属半模。L型半模7，其靠袋面一侧的拐角区域为R5－R10的圆角。L型半模7由硅橡胶和复合材料组成，且复合材料在L型半模7的拐角区域不连续。
进行成型的方法包括以下步骤：
1)将T型长桁的一侧腹板铺贴在梯形半模6上，压实，T型长桁的另一侧腹板铺贴在L形半模7上，压实，将梯形半模6与L形半模7对合，夹紧；
2)制作R区填充物，压实；
3)在T型长桁两侧腹板的对合区域放置R区填充物，压实；
4)在对合后的模具上铺贴T型长桁的底缘面，压实；
5)在工装主体3上铺贴加筋壁板组件的蒙皮，压实；
6)在蒙皮的余量区加工定位孔，确保与工装主体上的长桁定位孔5同轴；
7)按工装主体3上的长桁轴线，依据每根T型长桁底缘面的外形轮廓，在其与蒙皮的胶接部位放置胶膜，压实；
8)按工装主体3上的长桁轴线，逐根将梯形半模6、T型长桁、L形半模7整体放置在蒙皮上；
9)在每根T型长桁的两端头安装限位块4，并用销钉11固定。确保梯形半模6、T型长桁和L形半模7的两端头均***限位块4的矩形缺口内；
10)在蒙皮上放置压力垫8，确保各块之间紧密对合；
11)制作真空袋，将蒙皮和所有T型长桁包裹在真空袋内；
12)进热压罐，固化，形成加筋壁板组件；
13)拆除真空袋；拆除压力垫8；
14)逐根拆除T型长桁两端头的限位块8；T型长桁两侧的梯形半模6和L型半模7；
15)将加筋壁板组件脱模。
采用共胶接、二次胶接工艺方法时，按需增加长桁，或/及蒙皮的固化操作即可。

Claims (2)

1.一种加筋壁板组件的成型装置，包括工装主体、长桁芯模、压力垫、限位块，其特征在于所述的工装主体为薄板框架，工装主体上表面划有长桁轴线，并制有长桁定位孔，限位块与长桁定位孔适配安装，限位块上开有矩形缺口，矩形缺口与长桁芯模间留有0.5mm的间隙，每个长桁芯模由一个梯形半模和一个L型半模组合而成，长桁芯模平行排列并通过限位块固定在工装主体上，压力垫为分块式并放置在加筋壁板组件上的蒙皮四周和T型长桁之间，与T型长桁底缘间隙为0.2mm－1.0mm，且压力垫与T型长桁的底缘面等高，所述的梯形半模为金属半模、L型半模为非金属半模，L型半模，其靠袋面一侧的拐角区域为R5－R10的圆角，L型半模由硅橡胶和复合材料组成，且复合材料在L型半模的拐角区域不连续。
2.使用权利要求1所述的一种加筋壁板组件的成型装置进行成型方法，其特征在于所述加筋壁板组件包括T型长桁和蒙皮，成型包括以下步骤：
1)将T型长桁的一侧腹板铺贴在梯形半模上，并压实，T型长桁的另一侧腹板铺贴在L形半模上并压实，将梯形半模与L形半模对合，夹紧；
2)制作R区填充物，压实；
3)在T型长桁两侧腹板的对合区域放置R区填充物，压实；
4)在对合后的模具上铺贴T型长桁的底缘面，压实；
5)在工装主体上铺贴加筋壁板组件的蒙皮，压实；
6)在蒙皮的余量区加工定位孔，确保与工装主体上的长桁定位孔同轴；
7)按工装主体上的长桁轴线，依据每根T型长桁底缘面的外形轮廓，在其与蒙皮的胶接部位放置胶膜，压实；
8)按工装主体上的长桁轴线，逐根将梯形半模、T型长桁、L形半模整体放置在蒙皮上；
9)在每根T型长桁的两端头安装限位块，并用销钉固定，确保梯形半模、T型长桁和L形半模的两端头均***限位块的矩形缺口内；
10)在蒙皮上放置压力垫，确保各块之间紧密对合；
11)制作真空袋，将蒙皮和所有T型长桁包裹在真空袋内；
12)进热压罐，固化，形成加筋壁板组件；
13)拆除真空袋；拆除压力垫；
14)逐根拆除T型长桁两端头的限位块，T型长桁两侧的梯形半模和L型半模；将加筋壁板组件脱模。
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