CN110919925A - 一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具 - Google Patents

一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具 Download PDF

Info

Publication number
CN110919925A
CN110919925A CN201911314395.1A CN201911314395A CN110919925A CN 110919925 A CN110919925 A CN 110919925A CN 201911314395 A CN201911314395 A CN 201911314395A CN 110919925 A CN110919925 A CN 110919925A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil tank
tank shell
pressing frame
base
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911314395.1A
Other languages
English (en)
Inventor
李河清
赵景丽
李政辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwestern Polytechnical University
Xian Aisheng Technology Group Co Ltd
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
Xian Aisheng Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwestern Polytechnical University, Xian Aisheng Technology Group Co Ltd filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN201911314395.1A priority Critical patent/CN110919925A/zh
Publication of CN110919925A publication Critical patent/CN110919925A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/301Modular mould systems [MMS], i.e. moulds built up by stacking mould elements, e.g. plates, blocks, rods
    • B29C33/302Assembling a large number of mould elements to constitute one cavity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/40Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/44Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/712Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7172Fuel tanks, jerry cans

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具,由底座、端盖、压框、盖板、气袋、定位销和油箱壳体组成;油箱壳体分为端部区域、下部区域和上部区域并分别进行复合材料铺覆。底座用于铺覆油箱壳体的下部区域,端盖用于铺覆油箱壳体的端部区域,压框用于铺覆油箱壳体的上部区域,且各部区域内型面与油箱壳体外型结构一致。盖板与底座、端盖、压框相配合,形成密封型腔;定位销用于准确定位底座、端部、压框的相互位置。螺栓用于将底座、端部、压框连接为一个整体。采用气袋从内部给油箱壳体进行施压,使油箱壳体用烘箱设备一次共固化成型。成型模具重量轻,密封性好,生产成本低,且提高其产品生产效率及产品质量。

Description

一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具
技术领域
本发明涉及无人机用复合材料油箱壳体整体成型技术,具体地说,涉及一种小型无人机复杂形状复合材料油箱壳体整体成型模具。
背景技术
目前无人机上油箱主要为金属油箱或塑料软油箱,金属油箱其结构重量较大,非一体化制造,制造工艺方法复杂;传统的软油箱虽然起到了一定的减重作用,但是其安装固定复杂、减重效果一般,不能作为承力部件,与带尖角外物相撞易漏,且容易老化,使用寿命较短。复合材料整体结构油箱能够有效减少零部件和紧固件,减轻油箱结构重量,提高了油箱的密封可靠性和耐久性,强度较好。
发明专利CN 104044277 B公开了一种复合材料油箱的真空辅助树脂传递模塑整体成型工艺,提出通过水溶性或可熔性芯模的方式实现复合材料油箱的整体成型,但其重量重、成型工艺复杂,产品表面需修饰,而且每次都要制造可溶性芯模,制造成本高,适用于制造壁厚较厚的结构简单类油箱。
中国发明专利CN 106863836 A公开了一种复合材料整体结构油箱及其制造方法,该方法利用油箱阴模和气囊阳模完成整体油箱的制造,但对如何设计成型模具只字未提。
发明专利CN 108146643 A公开了一种适应大俯冲角的小型油箱制造方法,该方法将油箱分为上、下壳体分别制造,最后将两个壳体粘结,制作成型。这种方法的缺点是工序繁多,油箱整体性能不高,表面不美观,在粘结处容易渗漏。
发明内容
为了避免现有技术存在的不足,本发明提出一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具;该成型模具重量轻,密封性与耐久性好,制造成本低,可用于批量生产的小型无人机油箱壳体共固化成型用,从而取代无人机上的金属油箱或塑料软油箱。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括底座、端盖、压框、盖板、气袋、气嘴、定位销、螺栓和油箱壳体,其特征在于所述油箱壳体分为端部区域、下部区域和上部区域并分别进行复合材料铺覆;所述底座用于铺覆油箱壳体的下部区域,且内型面与油箱壳体下部区域外型吻合;所述端盖用于铺覆油箱壳体的端部区域,其内型面与油箱壳体端部区域外型一致;所述压框用于铺覆油箱壳体的上部区域,压框内型面与油箱壳体上部区域外型结构相同,中间开口与油箱壳体上开口形状一致,所述盖板与底座、端盖、压框相配合,形成密封型腔;
所述盖板为长方平板,用于密封压框上的开口,盖板中间开有圆孔,气嘴从圆孔中伸出,盖板四周有通孔,盖板与压框通过螺栓固连;
所述气袋为长方体结构,周长比油箱壳体相应处最大周长大3%;
所述定位销用于定位底座、端盖、压框的相互位置。
所述气袋与气嘴配合用于充放气,且从内部给油箱壳体进行施压,气嘴连接充气管路,调节充气压力为0.05MPa,保持5min;再调节充气压力0.1MPa,保持5min,使气袋逐步展开,并排除气袋与油箱壳体之间的空气。
有益效果
本发明提出的一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具,由底座、端盖、压框、盖板、气袋、定位销和油箱壳体组成;油箱壳体分为端部区域、下部区域和上部区域并分别进行复合材料铺覆。底座用于铺覆油箱壳体的下部区域,端盖用于铺覆油箱壳体的端部区域,压框用于铺覆油箱壳体的上部区域,且各部区域内型面与油箱壳体外型结构一致。盖板与底座、端盖、压框相配合,形成密封型腔;定位销用于准确定位底座、端部、压框的相互位置。螺栓用于将底座、端部、压框连接为一个整体。对模具材料、结构设计进行优化,采用气袋充气对产品进行加压,使无人机油箱壳体用烘箱设备一次共固化成型,既降低了生产成本,减轻了产品重量,又提高了产品生产效率及产品质量。成型模具重量轻,密封性与耐久性好,表面美观,制造成本低的复合材料油箱壳体,从而取代无人机上的金属油箱或塑料软油箱。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具作进一步详细说明。
图1为无人机复合材料油箱壳体轴测图。
图2为本发明无人机复合材料油箱壳体整体成型模具***图。
图3a为本发明无人机复合材料油箱壳体整体成型模具的底座示意图。
图3b为本发明无人机复合材料油箱壳体整体成型模具的底座剖视图。
图4为本发明无人机复合材料油箱壳体整体成型模具的端盖轴测图。
图5为本发明无人机复合材料油箱壳体整体成型模具的压框轴测图。
图6为本发明小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具示意图。
图中
1.油箱壳体 2.底座 3.端盖 4.压框 5.盖板 6.气袋 7.气嘴 8.定位销 9.螺栓
具体实施方式
本实施例是一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具。
参阅图1~图6,本实施例复合材料油箱壳体整体成型模具,由底座2、端盖3、压框4、盖板5、气袋6、气嘴7、定位销8、螺栓9和油箱壳体1组成。其根据油箱壳体1结构及外形尺寸,将油箱壳体1分为端部区域、下部区域和上部区域并分别在该区域内进行复合材料铺覆。底座2用于铺覆油箱壳体1的下部区域,且内型面与油箱壳体1下部区域外型吻合;端盖3用于铺覆油箱壳体1的端部区域,其内型面与油箱壳体1端部区域外型一致;压框4用于铺覆油箱壳体1的上部区域,压框4内型面与油箱壳体1上部区域外型结构相同,压框4中间部位开口形状与油箱壳体1上开口一致,盖板5与底座2、端盖3、压框4相配合,形成密封型腔体。通过定位销8准确定位底座2、端部3、压框4的相互位置;通过螺栓9将底座2、端部3、压框4连接为一个整体。
本实施例中,盖板5为长方平板,盖板5用于密封压框4上的开口,盖板5中间部位开有圆孔,气嘴7从圆孔中伸出;盖板5四周加工有通孔,盖板5与压框4通过螺栓9固连。
气袋6设计为长方体形,周长比油箱壳体相应处最大周长大3%;气袋6与气嘴7配合用于充放气,从内部给油箱壳体1进行施加压力;气嘴7连接充气管路,充气时调节充气压力0.05MPa,保持5min;再调节充气压力0.1MPa,保持5min,使气袋6逐步展开,排除气袋6与油箱壳体1之间的空气。根据成型工艺加热、加压要求,取2倍安全系数,对除气袋6以外的整套模具进行强度校核。
实施例
本实施例以某小型无人机复合材料油箱壳体进行设计,以表1各项为参数目标。
表1油箱壳体主要参数
Figure BDA0002325438920000041
本实施例中气袋原材料为密封性好、耐高温薄膜工程塑料,气嘴选用耐高温尼龙材料;其余模具原材料为Q235,定位、紧固件选用国家标准。
分模面的选取:油箱壳体1形状复杂,尤其是端部部分,单独的左右或上下分模,会使模具加工成本大大增加,而且复合材料铺覆难度大,铺覆质量不高,容易产生架空现象,影响产品质量。因此,先将油箱壳体1端部复杂部分分离,称为端部区域,单独铺覆;再将剩余部分上下分开,分别称为上部区域、下部区域。
底座2结构:底座2用于预成型油箱壳体1下部区域,其内型面尺寸与油箱壳体1下部区域外型尺寸一致,四周均布与端盖3、压框4相配合的销钉孔、螺孔,并与端盖3、压框4相配合面的外缘棱角倒角3x3。
端盖3结构:端盖3用于预成型油箱壳体1端部区域,其内型面尺寸与油箱壳体1端部区域外型尺寸一致,四周布设与底座2相配合的销钉孔、螺孔,并与底座2、压框4相配合面的外缘棱角倒角3x3。
压框4结构:压框4用于预成型油箱壳体1上部区域,其内型面尺寸与油箱壳体1上部区域外型尺寸一致,中间加工有缺口,形状与油箱壳体1开口一致,四周布设与底座2相配合的销钉孔、螺孔,并与底座2、端盖3相配合面的外缘棱角倒角3x3。
盖板5结构:盖板5为长方平板,用于密封压框4上的开口,中间有圆孔,气嘴7从其中伸出;四周有通孔,螺栓9将压框4与盖板5连为一个整体;紧贴压框4一面的外缘棱角倒角3x3。
气袋6结构:根据油箱壳体1相应处最大周长,对气袋6进行3%尺寸放大,设计成长方体,在长方体一侧正对盖板5圆孔位置设设有气道;产品固化温度为120℃,固化压力为0.5MPa,据此选用密封性好、耐高温薄膜工程塑料。
气嘴7结构:气嘴7内部为气道,外部一侧为快卸接头,另一侧靠近端部有凸台,方便与气袋6通气道密封连接;材料选用耐高温尼龙。
强度校核:产品固化温度为120℃,固化压力为0.5MPa,取2倍安全系数,对整套模具进行强度校核。
操作方法:
1.将模具拆解,分别给底座2、端部3、压框4、盖板5工作型面涂覆脱模剂;
2.在底座2上按工艺技术要求铺覆产品,且仅在上表面进行铺覆翻边,长度为15mm;
3.在端盖3上按工艺技术要求铺覆产品,并在上表面进行铺覆翻边,长度为15mm;
4.在压框4上按工艺技术要求铺覆产品;
5.将端盖3上表面的铺覆翻边竖起,利用定位销8、螺栓9将其与底座2相连接;
6.将底座2上表面的铺覆翻边竖起,利用定位销8、螺栓9将其与压框4相连接,从压框4开口位置将底座2上的铺覆翻边贴合到压框4铺覆层上,端盖3上的铺覆翻边贴合到底座2和压框4铺覆层上;
7.将气嘴7中段圆柱外表面涂胶,***气袋6的通气道中,再使用透明胶带将通气道外表面缠绕强固,用尼龙扎带扎紧。
8.将气袋6抽真空后从压框4开口处放入组合模具中,其放置方向与设计方向相同。
9.将气嘴7从盖板5中间圆孔伸出,并用螺栓9将盖板5与压框4相连接。将气嘴7连接充气管路,调节充气压力0.05MPa,保持5min;再调节充气压力0.1MPa,保持5min,使气袋6逐步展开,排除气袋6与油箱壳体1之间的空气;调节充气压力0.5MPa。
10.观察有无气体泄露,若有,更换气袋6,重复步骤7~10。固化按成形工艺要求进行。
11.脱模:固化完成后,卸掉定位销8、螺栓9,拆除盖板5,取出气袋6,用工具从各部件倒角形成的缝隙进行脱模,得到油箱壳体1。
本实施例中成型的无人机复合材料油箱壳体一体化成型,从而有效减少了连接件数量,增强油箱壳体的结构强度,降低其漏油的概率,提升油箱壳体的可靠性;其缩短了制造流程,显著提高生产效率,成本较低。

Claims (2)

1.一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具,包括底座、端盖、压框、盖板、气袋、气嘴、定位销、螺栓和油箱壳体,其特征在于:所述油箱壳体分为端部区域、下部区域和上部区域并分别进行复合材料铺覆;所述底座用于铺覆油箱壳体的下部区域,且内型面与油箱壳体下部区域外型吻合;所述端盖用于铺覆油箱壳体的端部区域,其内型面与油箱壳体端部区域外型一致;所述压框用于铺覆油箱壳体的上部区域,压框内型面与油箱壳体上部区域外型结构相同,中间开口与油箱壳体上开口形状一致,所述盖板与底座、端盖、压框相配合,形成密封型腔;
所述盖板为长方平板,用于密封压框上的开口,盖板中间开有圆孔,气嘴从圆孔中伸出,盖板四周有通孔,盖板与压框通过螺栓固连;
所述气袋为长方体结构,周长比油箱壳体相应处最大周长大3%;
所述定位销用于定位底座、端盖、压框的相互位置。
2.根据权利要求1所述的无人机复合材料油箱壳体整体成型模具,其特征在于:所述气袋与气嘴配合用于充放气,且从内部给油箱壳体进行施压,气嘴连接充气管路,调节充气压力为0.05MPa,保持5min;再调节充气压力0.1MPa,保持5min,使气袋逐步展开,并排除气袋与油箱壳体之间的空气。
CN201911314395.1A 2019-12-19 2019-12-19 一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具 Pending CN110919925A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911314395.1A CN110919925A (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911314395.1A CN110919925A (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110919925A true CN110919925A (zh) 2020-03-27

Family

ID=69863195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911314395.1A Pending CN110919925A (zh) 2019-12-19 2019-12-19 一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110919925A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112092411A (zh) * 2020-07-31 2020-12-18 北京卫星制造厂有限公司 一种小口径、长尺寸非等厚薄形矩形管件成型工装及方法
CN114889099A (zh) * 2022-05-12 2022-08-12 珠海隆华直升机科技有限公司 复合材料油箱整体成型模具以及使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9050757B1 (en) * 2012-02-08 2015-06-09 Textron Innovations, Inc. System and method for curing composites
CN109822940A (zh) * 2019-01-17 2019-05-31 广联航空工业股份有限公司 一种利用整体成型模具制备复合材料油箱的方法
CN110193956A (zh) * 2019-07-03 2019-09-03 西安爱生技术集团公司 一种小型无人机复合材料垂直尾翼成型工艺方法
CN110524908A (zh) * 2019-08-27 2019-12-03 西安爱生技术集团公司 一种无人机复合材料平尾整体固化成型工装

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9050757B1 (en) * 2012-02-08 2015-06-09 Textron Innovations, Inc. System and method for curing composites
CN109822940A (zh) * 2019-01-17 2019-05-31 广联航空工业股份有限公司 一种利用整体成型模具制备复合材料油箱的方法
CN110193956A (zh) * 2019-07-03 2019-09-03 西安爱生技术集团公司 一种小型无人机复合材料垂直尾翼成型工艺方法
CN110524908A (zh) * 2019-08-27 2019-12-03 西安爱生技术集团公司 一种无人机复合材料平尾整体固化成型工装

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱钟淦等, 国防工业出版社 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112092411A (zh) * 2020-07-31 2020-12-18 北京卫星制造厂有限公司 一种小口径、长尺寸非等厚薄形矩形管件成型工装及方法
CN112092411B (zh) * 2020-07-31 2022-03-04 北京卫星制造厂有限公司 一种小口径、长尺寸非等厚薄形矩形管件成型工装及方法
CN114889099A (zh) * 2022-05-12 2022-08-12 珠海隆华直升机科技有限公司 复合材料油箱整体成型模具以及使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100436095C (zh) 密封橡胶气囊阳模的制造方法及树脂传递模塑成型的新方法
CN110815856A (zh) 一种工字梁复合材料制件成型用的软模制作方法及其应用
CN110919925A (zh) 一种小型无人机复合材料油箱壳体整体成型模具
CN110666457A (zh) 一种钛合金薄壁轻量化口盖类零件制备方法
CN112192862A (zh) 一种复合材料火箭发动机壳体制备方法
CN111251624B (zh) 一种小型无人机复合材料油箱壳体气袋成型方法
CN110539428B (zh) 一种橡胶密封件的制备方法及其硫化模具
CN106217907A (zh) 用于收口式复合材料零件整体成型的方法
CN113183486A (zh) 一种复材制品制备工装及其制备方法
CN105690791A (zh) 一种易脱模的筒形复合材料结构件整体成型方法
CN110254128B (zh) 一种碳纤维三片式组合轮辋的成型模具
CN206106422U (zh) 一种新型真空袋成型装置
CN114261107A (zh) 一种复合材料管梁及其成型方法
CN110877463A (zh) 一种v型复合材料件的低成本成型方法
CN113021953A (zh) 一种碳纤维外壳成型方法及模具
CN112936909A (zh) 教练机底部加厚v型复合材料件成型工艺
CN114131956B (zh) 净尺寸复合材料异构件的制备方法
CN116394542A (zh) 一种依靠循环使用模具成型的方管成型工艺
CN109910207A (zh) 一种用于飞机壁板长桁内增压气囊
CN205800227U (zh) 一种用于碳纤维复合材料热固化成型的模具
CN112606380B (zh) 喷管热防护层成型方法
CN102602008A (zh) 复合材料中空薄壁类零件制造的成型方法
CN110901107B (zh) 一种基于对合模具的胚料转移方法
CN109649071B (zh) 一种碳纤维轮辋的制备方法
TWI499499B (zh) Method of manufacturing composite shell

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200327