CN113334798B - 一种多孔复合材料制件成型方法 - Google Patents

一种多孔复合材料制件成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多孔复合材料制件用工装及其成型方法，涉及航空工业复合材料成型技术领域，根据多孔复合材料制件数模几何特征，设计制造带有定位销钉孔和工艺设置孔的成型工装，工装模具上工艺设置孔的孔径参照多孔复合材料制件数模上孔径参数设置；在成型模具上预先铺叠软膜，通过激光定位的方式将钢钉穿透软膜***成型模具上的工艺设置孔中，取下带有钢钉的软膜，得到组件A；在成型模具上按照数模要求铺叠复合材料预浸料片，通过组件A上的定位销钉确定软膜的位置，并将钢钉穿透复合材料预浸料片***成型工装上的工艺设置孔中。固化后，将零件上的软膜及钢钉取下，对零件边缘及孔进行修饰处理，完成多孔复合材料制件。

Description

一种多孔复合材料制件成型方法
技术领域
本发明涉及航空工业复合材料成型技术领域，特别是涉及一种多孔复合材料制件成型方法。
背景技术
复合材料因其质量轻、强度高、模量高等优异的性能广泛应用于航空结构部件中。复合材料在飞机结构中的占比，成为评价飞机先进性的一项重要指标。相比于金属材料，复合材料具有很强的可设计性。结构设计更加复杂与功能要求更高的复材制件，逐渐成为设计青睐的对象。如图5所示，如现有一种带有多个细小孔的复合材料制件，其上面含有众多细小孔，孔的直径很小，一般为Ф1mm-Ф5mm；同时对孔的位置精度要求很高。原加工方式是复合材料制件制成后人工采用样板描点（偏差较大），根据点的位置使用装配工具气钻打孔，再用豁窝扩孔工具扩孔。原加工方式的劣势是：（1）采用样板描点存在较大偏差，很容易造成零件超差报废；（2）该类零件孔的排列密集，且数量度，钻孔时容易产生人工疲劳，易产生超差孔。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种多孔复合材料制件成型方法，不仅能按照多孔复合材料制件数模的要求制作出合格的产品，而且减少了产品的故障率，有效降低多孔复合材料制件的制造成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种多孔复合材料制件用工装，其特征在于：包括成型模具，所述成型模具四角处设置有定位销钉孔，所述成型模具中部设置有零件铺放区，所述零件铺放区设置有多个工艺设置孔。
优选的，所述定位销钉孔与零件铺放区边界线的距离为80mm-100mm。
优选的，所述工艺设置孔直径Ф为1mm-5mm。
优选的，所述工艺设置孔的深度h为10mm-15mm。
一种多孔复合材料制件成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将软膜放置在成型模具上，借助激光投影定位的方式，将钢钉穿透软膜嵌入到工艺设置孔中，随后将垫片安放在软膜上，将定位销钉穿过垫片和软膜嵌入定位销钉孔中；固化成型并脱模，得到软膜与钢钉和定位销钉组合为组件A；
步骤二、将复合材料预浸料片铺放在零件铺放区，将定位垫块放置在零件铺放区外；通过组件A上的定位销钉与成型模具上的定位销钉孔，将组件A同复合材料预浸料片组合到一起，使钢钉穿透复合材料预浸料片嵌入到工艺设置孔中，使定位销钉穿过定位垫块嵌入到定位销钉孔中；固化成型并脱模，得到组件B；
步骤三、将组件B上的软膜及钢钉取下，对零件边缘及孔进行修饰处理，得到多孔复合材料制件。
优选的，所述步骤一和步骤二还包括预先在成型模具和钢钉上刷涂脱模剂。
优选的，所述步骤二还包括在复合材料预浸料片和定位垫块铺放一层隔离膜。
工作原理：根据多孔复合材料制件数模几何特征，设计制造带有定位销钉孔和工艺设置孔的成型工装，工装模具上工艺设置孔的孔径参照多孔复合材料制件数模上孔径参数设置；在成型模具上预先铺叠软膜，通过激光定位的方式将钢钉穿透软膜***成型模具上的工艺设置孔中，取下带有钢钉的软膜，得到组件A；在成型模具上按照数模要求铺叠复合材料预浸料片，通过组件A上的定位销钉确定软膜的位置，并将钢钉穿透复合材料预浸料片***成型工装上的工艺设置孔中。固化后，将零件上的软膜及钢钉取下，对零件边缘及孔进行修饰处理，完成多孔复合材料制件。
本发明的有益效果是：针对多孔复合材料制件提供了一种新的成型方法，有效解决了带有众多细小孔复材制件的工艺成型难点，制造方法简单、操作方便可靠。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明一种带有多孔复合材料制件的成型工装主视图；
图2是本发明一种带有多孔复合材料制件的成型工装剖面图；
图3是本发明一种带有多孔复合材料制件的软膜制作剖面示意图；
图4是本发明一种带有多孔复合材料制件的组装剖面示意图；
图5是本发明一种带有多孔复合材料制件的示意图；
图中标记：1、成型模具；2、定位销钉孔；3、零件铺放区；4、工艺设置孔；5、软膜；6、钢钉；7、定位销钉；8、垫片；9、定位垫块；10、复合材料预浸料片；11、隔离膜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
作为本发明一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种多孔复合材料制件用工装，如图1和图2所示，包括成型模具1，所述成型模具1四角处设置有定位销钉孔2，所述成型模具1中部设置有零件铺放区3，所述零件铺放区3设置有多个工艺设置孔4。
如图3和图4所示，一种多孔复合材料制件成型方法，包括以下步骤：
步骤一、将软膜5放置在成型模具1上，所述软膜5采用橡胶，借助激光投影定位的方式，将钢钉6穿透软膜5嵌入到工艺设置孔4中，随后将垫片8安放在软膜5上，将定位销钉7穿过垫片8和软膜5嵌入定位销钉孔2中；固化成型并脱模，得到软膜5与钢钉6和定位销钉7组合为组件A；
步骤二、将复合材料预浸料片10铺放在零件铺放区3，将定位垫块9放置在零件铺放区3外；通过组件A上的定位销钉7与成型模具1上的定位销钉孔2，将组件A同复合材料预浸料片10组合到一起，使钢钉6穿透复合材料预浸料片10嵌入到工艺设置孔4中，使定位销钉7穿过定位垫块9嵌入到定位销钉孔2中；固化成型并脱模，得到组件B；
步骤三、将组件B上的软膜5及钢钉6取下，对零件边缘及孔进行修饰处理，得到多孔复合材料制件。
实施例2
作为本发明一种最较佳的实施方案，本实施例公开了一种多孔复合材料制件用工装，如图1和图2所示，包括成型模具1，所述成型模具1四角处设置有定位销钉孔2，所述成型模具1中部设置有零件铺放区3，所述零件铺放区3设置有多个工艺设置孔4，所述定位销钉孔2与零件铺放区3边界线的距离为80mm-100mm，所述工艺设置孔4直径Ф为1mm-5mm，所述工艺设置孔4的深度h为10mm-15mm。
如图3和图4所示，一种多孔复合材料制件成型方法，包括以下步骤：
步骤一、预先在成型模具1和钢钉6上刷涂脱模剂，将软膜5放置在成型模具1上，所述软膜5采用橡胶，借助激光投影定位的方式，将钢钉6穿透软膜5嵌入到工艺设置孔4中，随后将垫片8安放在软膜5上，将定位销钉7穿过垫片8和软膜5嵌入定位销钉孔2中；固化成型并脱模，得到软膜5与钢钉6和定位销钉7组合为组件A；
步骤二、预先在成型模具1和钢钉6上刷涂脱模剂，将复合材料预浸料片10铺放在零件铺放区3，将定位垫块9放置在零件铺放区3外；在复合材料预浸料片10和定位垫块9铺放一层隔离膜11，防止固化过程后胶粘接在软膜（5）上；通过组件A上的定位销钉7与成型模具1上的定位销钉孔2，将组件A同复合材料预浸料片10组合到一起，使钢钉6穿透复合材料预浸料片10嵌入到工艺设置孔4中，使定位销钉7穿过定位垫块9嵌入到定位销钉孔2中；固化成型并脱模，得到组件B；
步骤三、将组件B上的软膜5及钢钉6取下，对零件边缘及孔进行修饰处理，得到多孔复合材料制件。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (6)

1.一种多孔复合材料制件成型方法，其特征在于：采用多孔复合材料制件用工装，工装包括成型模具（1），所述成型模具（1）四角处设置有定位销钉孔（2），所述成型模具（1）中部设置有零件铺放区（3），所述零件铺放区（3）设置有多个工艺设置孔（4）；
成型方法包括以下步骤：
步骤一、将软膜（5）放置在成型模具（1）上，借助激光投影定位的方式，将钢钉（6）穿透软膜（5）嵌入到工艺设置孔（4）中，随后将垫片（8）安放在软膜（5）上，将定位销钉（7）穿过垫片（8）和软膜（5）嵌入定位销钉孔（2）中；固化成型并脱模，得到软膜（5）与钢钉（6）和定位销钉（7）组合为组件A；
步骤二、将复合材料预浸料片（10）铺放在零件铺放区（3），将定位垫块（9）放置在零件铺放区（3）外；通过组件A上的定位销钉（7）与成型模具（1）上的定位销钉孔（2），将组件A同复合材料预浸料片（10）组合到一起，使钢钉（6）穿透复合材料预浸料片（10）嵌入到工艺设置孔（4）中，使定位销钉（7）穿过定位垫块（9）嵌入到定位销钉孔（2）中；固化成型并脱模，得到组件B；
步骤三、将组件B上的软膜（5）及钢钉（6）取下，对零件边缘及孔进行修饰处理，得到多孔复合材料制件。
2.根据权利要求1所述的一种多孔复合材料制件成型方法，其特征在于：所述定位销钉孔（2）与零件铺放区（3）边界线的距离为80mm-100mm。
3.根据权利要求1所述的一种多孔复合材料制件成型方法，其特征在于：所述工艺设置孔（4）直径Ф为1mm-5mm。
4.根据权利要求1所述的一种多孔复合材料制件成型方法，其特征在于：所述工艺设置孔（4）的深度h为10mm-15mm。
5.根据权利要求1所述的一种多孔复合材料制件成型方法，其特征在于：所述步骤一和步骤二还包括预先在成型模具（1）和钢钉（6）上刷涂脱模剂。
6.根据权利要求5所述的一种多孔复合材料制件成型方法，其特征在于：所述步骤二还包括在复合材料预浸料片（10）和定位垫块（9）铺放一层隔离膜（11）。
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