CN114055676A - 航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装及制造方法，对于型面尺寸大和型腔深的模具薄壳型面的精度差，加热易变形，成本高等缺点，为了克服这些不足，本发明提供一种航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装及制造方法，主要由上模组件、下模组件、薄壳型面、定位销组件等组成，建立模具的薄壳型面三维数模，按数模采用型板焊接网格式框架结构的上模组件和下模组件，分为2块相同薄壳型面一与薄壳型面二和2块薄壳基准板组成，薄壳型面一或薄壳型面二毛料加热到750‑800℃移至热压下模组件上并通过定位销组件定位，用热压上模组件冲压，定型后对薄壳型面一与薄壳型面二焊成薄壳型面，经数控精加工，并进行气密性实验。

Description

航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装及制造方法

技术领域

本发明涉及一种航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装及制造方法。

背景技术

复合材料广泛应用于航空、航天、汽车、医疗等领域，航空用复合材料零件型面尺寸大的，型腔深，导致制造航空用复合材料零件的热压成型模具体积大，重量大，移动难大，在热压成型复合材料零件时一般采用框架式模具，但此种工艺方法中热压型板会产生弹性形变，在板材毛料进行冲、剪分离等初加工制成零件和焊接组装成型过程中以及生产、运输过程中，可能会出现各种各样的弹性变形，产生这类变形影响热压成型模具及复合材料产品型面精度，甚至会造成复合材料产品报废，如果能降低航空用复合材料的制造中所使用的热压成型模具的薄壳型面的弹性变形就可以降低成本并提高航空用复合材料零件精度；为了克服这些不足，本发明设计一种航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装及制造方法，用来制造模具的薄壳型面，适合薄壳型面长度小于2000mm米，腔深为850～1300mm。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是制造航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装的加工方法一般有两种：第一种采用常规钢块数控整体加工，浪费材料切加工时间长，且腔体深度大宽度小的加工更困难，中大型模具薄壳型面一般不采用这种方法；第2种采用热压型板，可以节省材料，且腔体深度较大、腔体宽度可以更小，中大型模具薄壳型面一般采用这种方法，但此种工艺方法中热压型板会产生弹性形变，在板材毛料进行冲、剪分离等初加工制成零件和焊接组装成型过程中以及生产、运输过程中，可能会出现各种各样的变形，产生这类变形影响模具薄壳型面及复合材料产品型面精度，甚至会造成复合材料产品报废，为了提高模具薄壳型面精度，减少弹性变形对模具薄壳型面影响，减少弹性变形而报废产生废料以及更大程度的降低成本，设计一种制造模具薄壳型面的热压成型辅助工装特别必要；为了克服这些不足，本发明涉及一种航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装及制造方法，航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装由热压上模组件、热压下模组件、薄壳型面、定位销组件等部分组成。

本发明的目的是提供一种航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装及制造方法，热压上模组件和热压下模组件采用框架插拼组焊成网格式框架结构，此种结构的特点是焊接变形量小，结构稳定，型架上开孔不仅能实现结构稳定，还能保证热压工作状态下受热均匀，达到热压复合材料成型的有利条件。本发明还能满足较深腔类复合材料产品的成型，所热压成型模具薄壳型面回弹性变形小，同时热压成型工装节省材料、节约成本及明显缩短了制造周期。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装，由热压上模组件(1)、热压下模组件(2)、薄壳型面(3)、定位销组件(4)组成。其特征在于：所述热压上模组件(1)、热压下模组件(2)与定位销组件(4)组成热压成型工装，通过热压成型制造航空用复合材料模具的薄壳型面(3)。

所述热压上模组件(1)由27种型板组成，采用7～8mm厚度普通钢板制成，相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构，热压上模组件(1)是由上模后型板(1-1)、上模左型板一(1-2)、上模前型板一(1-3)、上模前型板二(1-4)、上模前型板三(1-5)、上模右型板一(1-6)、上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)、上模中横型板四(1-10)、上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)、上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)组成，27种型板相互之间通过插槽插接、卡扣与卡槽刚性连接网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300m，具体网格数量和间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定。

所述上模后型板(1-1)、上模左型板一(1-2)、上模前型板一(1-3)、上模前型板二(1-4)、上模前型板三(1-5)、上模右型板一(1-6)相互之间采用焊接刚性连接围成热压上模组件(1)的外框架；所述上模后型板(1-1)与上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)采用型板卡槽孔一(1-1-3)、型板卡扣二(1-11-4)刚性连接；所述上模后型板(1-1)与上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)采用型板卡槽孔一(1-1-3)、型板卡扣三(1-12-4)刚性连接；所述上模前型板二(1-4)与上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)采用型板卡槽孔三(1-4-3)、型板卡扣三(1-12-4)刚性连接；所述上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)分别与上模左型板一(1-2)、上模右型板一(1-6)采用型板卡扣一(1-7-4)、型板卡槽孔二(1-2-3)刚性连接；所述上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)分别与上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)相互之间采用型板插槽二(1-11-3)、型板插槽一(1-7-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；所述上模中横型板四(1-10)与上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)采用板插槽二(1-10-3)、板插槽一(1-7-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；所述上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)为特征曲面型板，间隔布置在上模右型板一(1-6)、上模中横型板四(1-10)、上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)、上模左型板一(1-2)之间，采用焊接方式刚性连接组成空间网格框架，在薄壳型面曲率变化较大处，增加特征曲面型数量，从而增加刚度，获得更好的薄壳型面精度以及较少薄壳型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

所述上模后型板(1-1)由基体一(1-1-1)、型面一(1-1-2)、7个型板卡槽孔一(1-1-3)、2个型板孔一(1-1-4)、组成，基体一(1-1-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面一(1-1-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔一(1-1-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述上模左型板一(1-2)与上模右型板一(1-6)采用相同结构，上模左型板一(1-2)代表，说明二种型板结构组成，上模左型板一(1-2)由基体二(1-2-1)、型面二(1-2-2)、3个型板卡槽孔二(1-2-3)、2个型板孔二(1-1-4)、组成，基体二(1-1-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面二(1-1-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔二(1-1-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述上模前型板一(1-3)与上模前型板三(1-5)采用相同结构，以上模前型板一(1-3)代表，说明二种型板结构组成，上模前型板一(1-3)由基体三(1-3-1)、型面三(1-3-2)、型板孔三(1-3-3)组成，基体三(1-3-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面三(1-3-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述上模前型板二(1-4)由基体四(1-4-1)、型面四(1-4-2)、型板卡槽孔三(1-4-3)组成，基体四(1-4-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面四(1-4-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔三(1-4-3)间距尺寸为200～300mm，并与上模后型板(1-1)卡槽孔的间距一致；所述上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)结构组成相同，以上模中横型板一(1-7)为代表，说明这三种型板的结构组成，上模中横型板一(1-7)由基体七(1-7-1)、型面七(1-7-2)、7个型板插槽一(1-7-3)、2个型板卡扣一(1-7-4)、组成，基体七(1-7-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面七(1-7-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽一(1-7-3)间距尺寸为200～300mm，与上模后型板(1-1)卡槽孔的间距一致；所述上模中横型板四(1-10)由基体五(1-10-1)、型面五(1-10-2)、7个型板插槽二(1-10-3)组成，基体五(1-10-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面五(1-10-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽二(1-10-3)间距尺寸为200～300mm，与上模后型板(1-1)卡槽孔的间距一致；所述上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)结构组成相同，以上模中纵型板一(1-11)为代表，说明这四种型板的结构组成，上模中纵型板一(1-11)由基体八(1-11-1)、型面八(1-11-2)、3个型板插槽二(1-11-3)、型板卡扣二(1-11-4)组成，基体八(1-11-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面八(1-11-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽二(1-11-3)间距尺寸为200～300mm，与上模左型板一(1-2)卡槽孔的间距一致；所述上模中纵型板二(1-13)、上模中纵型板三(1-14)、上模中纵型板四(1-15)结构组成相同，以上模中纵型板二(1-13)为代表，说明这三种型板的结构组成，上模上模中纵型板二(1-13)由基体九(1-13-1)、型面九(1-13-2)、3个型板插槽三(1-13-3)、2个型板卡扣三(1-13-4)组成，基体九(1-13-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面九(1-13-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽三(1-13-3)间距尺寸为200～300mm，与上模左型板一(1-2)卡槽孔的间距一致；所述上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)结构组成相同，以上模特征曲面型板一(1-18)为代表，说明这10种特征曲面型板的结构组成，上模特征曲面型板一(1-18)由基体十(1-18-1)、型面十(1-18-2)组成，基体十(1-18-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十(1-18-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

所述热压下模组件(2)由26种型板组成，采用7～8mm厚度普通钢板制成，相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构，热压下模组件(2)是由下模后型板(2-1)、下模左型板一(2-2)、下模前型板一(2-3)、下模前型板二(2-4)、下模前型板三(2-5)、下模右型板一(2-6)、下模中横型板一(2-7)、下模中横型板二(2-8)、下模中横型板三(2-9)、下模中横型板四(2-10)、下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)、下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)、下模特征曲面型板九(2-26)组成，26种型板相互之间通过插槽插接、卡扣与卡槽刚性连接同等间隔距离网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300mm，具体网格数量和间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述下模后型板(2-1)、下模左型板一(2-2)、下模前型板一(2-3)、下模前型板二(2-4)、下模前型板三(2-5)、下模右型板一(2-6)相互之间采用焊接刚性连接围成热压下模组件(2)的外框架；所述下模中横型板一(2-7)、下模中横型板二(2-8)、下模中横型板三(2-9)、下模中横型板四(2-10)分别与下模左型板一(2-2)、下模前型板二(2-4)采用板卡扣四(1-10-4)、型板卡槽孔十二(2-2-3)、型板卡槽孔十四(2-4-3)刚性连接；所述下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)分别与下模后型板(2-1)采用型板卡扣五(1-11-4)、型板卡槽孔十一(2-1-3)刚性连接；所述下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)与下模特征曲面型板九(2-26)采用型板插槽五(2-11-3)、型板插槽四(2-10-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；所述下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)与下模前型板一(2-3)采用型板卡扣五(1-11-4)、型板卡槽孔十三(2-3-3)刚性连接；所述下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)为特征曲面型板，间隔布置在下模左型板一(2-2)、下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)、下模前型板二(2-4)之间，采用焊接方式刚性连接，此处拼焊型板曲率变化较大，增加特征曲面型板能更好的保证型面准确度以及较少型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

所述下模后型板(2-1)由基体十一(2-1-1)、型面十一(2-1-2)、7个型板卡槽孔十一(2-1-3)、2个型板孔十一(2-1-4)、组成，基体一(2-1-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面一(2-1-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十一(2-1-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述下模左型板一(2-2)由基体十二(2-2-1)、型面十二(2-2-2)、3个型板卡槽孔十二(2-2-3)、2个型板孔十二(2-2-4)组成，基体十二(2-2-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十二(2-2-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十二(2-2-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述下模前型板一(2-3)由基体十三(2-3-1)、型面十三(2-3-2)、3个型板卡槽孔十三(2-3-3)、2个型板孔十二(2-3-4)组成，基体十三(2-3-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十三(2-3-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十三(2-3-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述下模前型板二(2-4)由基体十四(2-4-1)、型面十四(2-4-2)、3个型板卡槽孔十四(2-4-3)、2个型板孔十四(2-4-4)组成，基体十四(2-4-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十四(2-4-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十四(2-4-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述下模前型板三(2-5)和下模右型板一(2-6)结构组成相同，以下模前型板三(2-5)为代表，说明这二种型板的结构组成，下模前型板三(2-5)由基体十五(2-5-1)、型面十五(2-5-2)、型板孔十王(2-5-3)组成，基体十五(2-5-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十五(2-5-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述所述下模特征曲面型板九(2-26)、下模中横型板一(2-7)、下模中横型板二(2-8)、下模中横型板三(2-9)、下模中横型板四(2-10)结构组成相同，以下模中横型板四(2-26)为代表，说明这五种型板的结构组成，下模中横型板四(2-10)由由基体十六(2-10-1)、型面十六(2-10-2)、7个型板插槽四(2-10-3)、2个型板卡扣四(1-10-4)组成，基体十六(2-10-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十六(2-10-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)结构组成相同，以下模中纵型板一(2-11)为代表，说明这七种型板的结构组成，下模中纵型板一(2-11)由基体十七(2-11-1)、型面十七(2-11-2)、型板插槽五(2-11-3)、2个型板卡扣五(1-11-4)组成，基体十七(2-11-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十七(2-11-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)结构组成相同，以下模特征曲面型板一(2-18)为代表，说明这四种型板的结构组成，下模特征曲面型板一(2-18)由基体六(2-18-1)、型面六(2-18-2)组成，基体六(2-18-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面六(2-18-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)结构组成相同，以下模特征曲面型板三(2-20)为代表，说明这四种型板的结构组成，下模特征曲面型板三(2-20)由基体十八(2-20-1)、型面十八(2-20-2)组成，基体十八(2-20-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十八(2-20-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

所述薄壳型面(3)由薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)、薄壳基准板(3-3)、薄壳基准板(3-4)组成，采用薄壳型面一(3-1)与薄壳型面二(3-2)对称、薄壳基准板(3-3)与薄壳基准板(3-4)对称焊接刚性连接，在薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)背面分别设计有2个定位肓孔，用于合模时进行定位，在上模组件(1)与热压下模组件(2)上热压成型薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)。

所述定位销组件(4)与下模左型板一(2-2)、下模前型板二(2-4)、下模中横型板三(2-9)采用焊接刚性连接；定位销组件(4)由基体十九(4-1)、定位销孔(4-2)组成，共有2件定位销组件(4)，通过2个定位销孔(4-2)、定位销及薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)背面的2个定位肓孔进行定位，保证合模时薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)位置。

航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装的制造方法，具体包括以下工艺步骤：

(1)建立航空用复合材料三维模型，由于这类复合材料零件一般是对称结构，通过三维软件进行建模，根据热固化成形的工作状况和有限元受力仿真分析，建立厚度为10～15mm的Invar金属材料的工艺数模，作为模具的薄壳型面(3)的数模，将其对称一分为二建立薄壳型面(3)的三维模型，即建立了薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)、薄壳基准板(3-3)、薄壳基准板(3-3)数模。

(2)建立热压上模组件(1)三维模型，采用7～8mm厚度普通钢板制成制成，建立了热压上模组件(1)的27种型板数模,相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300mm，插接装配连接间隙0.8～1.8mm；同时在薄壳型面曲率变化较大处，增了上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)这10种特征曲面型板，并间隔布置在上模右型板一(1-6)、上模中横型板四(1-10)、上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)、上模左型板一(1-2)之间，从而增加刚度，获得更好的薄壳型面精度以及较少薄壳型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

(3)建立热压下模组件(2)三维模型，采用7～8mm厚度普通钢板制成，建立了热压下模组件(2)的26种型板数模，相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300mm，插接装配连接间隙0.8～1.8mm；同时在薄壳型面曲率变化较大处，增加了下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)这8种特征曲面型板，间隔布置在下模左型板一(2-2)、下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)、下模前型板二(2-4)之间，从而增加刚度，获得更好的薄壳型面精度以及较少薄壳型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

(4)制备热压上模组件(1)和热压下模组件(2)，备好厚度7～8mm厚度普通钢板，热压上模组件(1)27种型板按步骤(2)的数模采用线切割设备进行加工，热压下模组件(2)的26种型板按步骤(3)的数模采用激光下料，按形要求采用卡扣与卡槽、插槽插接组合到一起后焊接组装热压上模组件(1)和和热压下模组件(2)，采用网格框架式主要作用是对上面型板的足够的支撑，既能保证强度，又能减轻重量，既能节约成本又能快速均匀加热模具的薄壳型面(3)。

(5)制备定位销组件(4)，建立定位销组件(4)工艺数模，按工艺数模加工定位销组件(4)并焊接在热压下模组件(2)的下模左型板一(2-2)、下模前型板二(2-4)、下模中横型板三(2-9)的位置上。

(6)制备薄壳基准板(3-3)或薄壳基准板(3-4)，备好厚度为10～15mm的Invar金属材料，按步骤(1)的数模采用线切割设备进行加工薄壳基准板(3-3)或薄壳基准板(3-4)。

(7)为薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料，备好厚度为10～15mm的Invar金属材料，按步骤(1)通过三维软件对薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)进行展开为平板形式，确定展开后形状尺寸进行下料，下料的外形尺寸预留20mm余量，按步骤(4)的2个定位销组件(4)的位置在薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料背面上钻有同样的2个定位肓孔。

(8)热压成型制造薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)：①将步骤(6)准备好薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料，放入加热炉；②加热温度范围为750-800℃温度，取出薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料放在热压下模组件(2)上；③通过2个定位销孔(4-2)、定位销及薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)背面的2个定位肓孔进行定位，保证热压合模薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)位置；④用冲夹具夹住热压上模组件(1)进行冲压，等待冷却后取出，取出后初步进行检测检查是否与型面相符，如果合格进行下一个薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)制造，如果不一致按再执行①、②、③、④工艺步骤至合格。

(9)组焊薄壳型面(3)，将步骤(8)和步骤(6)加工完的薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)、薄壳基准板(3-3)、薄壳基准板(3-4)的背面开坡口，按要求进行在背面组焊成薄壳型面(3)，经数控抛光精加工型面。

(10)气密性实验：①常温气密性：在薄壳型面(3)的上表面打真空袋，空模时，装袋抽到真空0.09MPa以上；关闭抽气口，保压5min，压降不大于0.02MPa为合格；②进入热压罐高温气密性：抽真空至0.07Mpa，升温到180±5℃，加压0.8±0.02MPa，保温保压30分钟，关闭真空管路，5min内真空表读数下降不可超过0.017MPa为合格；常温气密性和高温气密性两项气密性实验都合格，才能确定薄壳型面(3)的气密性为格。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的热压上模组件(1)立体结构示意图。

图3是本发明的热压下模组件(2)结构示意图。

图4是本发明的上模后型板(1-1)立体结构示意图。

图5是本发明的上模左型板一(1-2)立体结构示意图。

图6是本发明的上模前型板一(1-3)立体结构示意图。、

图7是本发明的上模前型板二(1-4)立体结构示意图。

图8是本发明的上模中横型板一(1-7)立体结构示意图。

图9是本发明的上模中横型板四(1-10)立体结构示意图。

图10是本发明的上模中纵型板一(1-11)立体结构示意图。

图11是本发明的上模中纵型板二(1-13)立体结构示意图。

图12是本发明的上模特征曲面型板一(1-18)立体结构示意图。

图13是本发明的下模后型板(2-1)立体结构示意图。

图14是本发明的下模左型板一(2-2)立体结构示意图。

图15是本发明的下模前型板一(2-3)立体结构示意图。

图16是本发明的下模前型板二(2-4)立体结构示意图。

图17是本发明的下模前型板三(2-5)立体结构示意图。

图18是本发明的下模中横型板四(2-10)立体结构示意图。

图19是本发明的下模中纵型板一(2-11)立体结构示意图。

图20是本发明的下模特征曲面型板一(2-18)立体结构示意图。

图21是本发明的下模特征曲面型板三(2-20)立体结构示意图。

图22是本发明的定位销组件(4)立体结构示意图。

图23是本发明的用于制造航空用复合材料的热固化成型模具立体结构示意图。

图24是本发明的热固化成型模具的薄壳型面(3)立体结构示意图。

图25是本发明的薄壳型面(3-1)立体结构示意图。

1-热压上模组件，2-热压下模组件，3-薄壳型面，4-定位销组件。

具体实施方式

本技术方案还可以通过以下技术措施来实现并下面结合附图对本发明作进一步的描述：

图1是本发明的立体结构示意图，航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装，由热压上模组件(1)、热压下模组件(2)、薄壳型面(3)、定位销组件(4)组成。其特征在于：所述热压上模组件(1)、热压下模组件(2)与定位销组件(4)组成热压成型工装，通过热压成型制造航空用复合材料模具薄壳型面(3)。

图2是本发明的热压上模组件(1)立体结构示意图，所述热压上模组件(1)由27种型板组成，采用7～8mm厚度普通钢板制成，相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构；热压上模组件(1)是由上模后型板(1-1)、上模左型板一(1-2)、上模前型板一(1-3)、上模前型板二(1-4)、上模前型板三(1-5)、上模右型板一(1-6)、上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)、上模中横型板四(1-10)、上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)、上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)组成，27种型板相互之间通过插槽插接、卡扣与卡槽刚性连接网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300m，具体网格数量和间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；上模后型板(1-1)、上模左型板一(1-2)、上模前型板一(1-3)、上模前型板二(1-4)、上模前型板三(1-5)、上模右型板一(1-6)相互之间采用焊接刚性连接围成热压上模组件(1)的外框架；上模后型板(1-1)与上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)采用型板卡槽孔一(1-1-3)、型板卡扣二(1-11-4)刚性连接；上模后型板(1-1)与上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)采用型板卡槽孔一(1-1-3)、型板卡扣三(1-12-4)刚性连接；上模前型板二(1-4)与上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)采用型板卡槽孔三(1-4-3)、型板卡扣三(1-12-4)刚性连接；上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)分别与上模左型板一(1-2)、上模右型板一(1-6)采用型板卡扣一(1-7-4)、型板卡槽孔二(1-2-3)刚性连接；上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)分别与上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)相互之间采用型板插槽二(1-11-3)、型板插槽一(1-7-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；上模中横型板四(1-10)与上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)采用板插槽二(1-10-3)、板插槽一(1-7-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)为特征曲面型板，间隔布置在上模右型板一(1-6)、上模中横型板四(1-10)、上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)、上模左型板一(1-2)之间，采用焊接方式刚性连接组成空间网格框架，在薄壳型面曲率变化较大处，增加特征曲面型数量，从而增加刚度，获得更好的薄壳型面精度以及较少薄壳型面弹性变形造成后期更多的维修校正；。

图3是本发明的热压下模组件(2)结构示意图，所述热压下模组件(2)由26种型板组成，采用7～8mm厚度普通钢板制成，相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构；热压下模组件(2)是由下模后型板(2-1)、下模左型板一(2-2)、下模前型板一(2-3)、下模前型板二(2-4)、下模前型板三(2-5)、下模右型板一(2-6)、下模中横型板一(2-7)、下模中横型板二(2-8)、下模中横型板三(2-9)、下模中横型板四(2-10)、下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)、下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)、下模特征曲面型板九(2-26)组成，26种型板相互之间通过插槽插接、卡扣与卡槽刚性连接同等间隔距离网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300mm，具体网格数量和间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；下模后型板(2-1)、下模左型板一(2-2)、下模前型板一(2-3)、下模前型板二(2-4)、下模前型板三(2-5)、下模右型板一(2-6)相互之间采用焊接刚性连接围成热压下模组件(2)的外框架；下模中横型板一(2-7)、下模中横型板二(2-8)、下模中横型板三(2-9)、下模中横型板四(2-10)分别与下模左型板一(2-2)、下模前型板二(2-4)采用板卡扣四(1-10-4)、型板卡槽孔十二(2-2-3)、型板卡槽孔十四(2-4-3)刚性连接；下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)分别与下模后型板(2-1)采用型板卡扣五(1-11-4)、型板卡槽孔十一(2-1-3)刚性连接；下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)与下模特征曲面型板九(2-26)采用型板插槽五(2-11-3)、型板插槽四(2-10-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)与下模前型板一(2-3)采用型板卡扣五(1-11-4)、型板卡槽孔十三(2-3-3)刚性连接；定位销组件(4)与下模左型板一(2-2)、下模前型板二(2-4)、下模中横型板三(2-9)采用焊接刚性连接；下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)为特征曲面型板，间隔布置在下模左型板一(2-2)、下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)、下模前型板二(2-4)之间，采用焊接方式刚性连接，此处拼焊型板曲率变化较大，增加特征曲面型板能更好的保证型面准确度以及较少型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

图4是本发明的上模后型板(1-1)立体结构示意图，所述上模后型板(1-1)由基体一(1-1-1)、型面一(1-1-2)、7个型板卡槽孔一(1-1-3)、2个型板孔一(1-1-4)、组成，基体一(1-1-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面一(1-1-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔一(1-1-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定。

图5是本发明的上模左型板一(1-2)立体结构示意图，所述上模左型板一(1-2)与上模右型板一(1-6)采用相同结构，上模左型板一(1-2)代表，说明二种型板结构组成，上模左型板一(1-2)由基体二(1-2-1)、型面二(1-2-2)、3个型板卡槽孔二(1-2-3)、2个型板孔二(1-1-4)、组成，基体二(1-1-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面二(1-1-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔二(1-1-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定。

图6是本发明的上模前型板一(1-3)立体结构示意图，所述上模前型板一(1-3)与上模前型板三(1-5)采用相同结构，以上模前型板一(1-3)代表，说明二种型板结构组成，上模前型板一(1-3)由基体三(1-3-1)、型面三(1-3-2)、型板孔三(1-3-3)组成，基体三(1-3-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面三(1-3-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

图7是本发明的上模前型板二(1-4)立体结构示意图，所述上模前型板二(1-4)由基体四(1-4-1)、型面四(1-4-2)、型板卡槽孔三(1-4-3)组成，基体四(1-4-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面四(1-4-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔三(1-4-3)间距尺寸为200～300mm，并与上模后型板(1-1)卡槽孔的间距一致。

图8是本发明的上模中横型板一(1-7)立体结构示意图，所述上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)结构组成相同，以上模中横型板一(1-7)为代表，说明这三种型板的结构组成，上模中横型板一(1-7)由基体七(1-7-1)、型面七(1-7-2)、7个型板插槽一(1-7-3)、2个型板卡扣一(1-7-4)、组成，基体七(1-7-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面七(1-7-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽一(1-7-3)间距尺寸为200～300mm，与上模后型板(1-1)卡槽孔的间距一致。

图9是本发明的上模中横型板四(1-10)立体结构示意图，所述上模中横型板四(1-10)由基体五(1-10-1)、型面五(1-10-2)、7个型板插槽二(1-10-3)组成，基体五(1-10-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面五(1-10-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽二(1-10-3)间距尺寸为200～300mm，与上模后型板(1-1)卡槽孔的间距一致。

图10是本发明的上模中纵型板一(1-11)立体结构示意图，所述上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)结构组成相同，以上模中纵型板一(1-11)为代表，说明这四种型板的结构组成，上模中纵型板一(1-11)由基体八(1-11-1)、型面八(1-11-2)、3个型板插槽二(1-11-3)、型板卡扣二(1-11-4)组成，基体八(1-11-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面八(1-11-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽二(1-11-3)间距尺寸为200～300mm，与上模左型板一(1-2)卡槽孔的间距一致。

图11是本发明的上模中纵型板二(1-13)立体结构示意图，所述上模中纵型板二(1-13)、上模中纵型板三(1-14)、上模中纵型板四(1-15)结构组成相同，以上模中纵型板二(1-13)为代表，说明这三种型板的结构组成，上模上模中纵型板二(1-13)由基体九(1-13-1)、型面九(1-13-2)、3个型板插槽三(1-13-3)、2个型板卡扣三(1-13-4)组成，基体九(1-13-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面九(1-13-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽三(1-13-3)间距尺寸为200～300mm，与上模左型板一(1-2)卡槽孔的间距一致。

图12是本发明的上模特征曲面型板一(1-18)立体结构示意图，所述上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)结构组成相同，以上模特征曲面型板一(1-18)为代表，说明这10种特征曲面型板的结构组成，上模特征曲面型板一(1-18)由基体十(1-18-1)、型面十(1-18-2)组成，基体十(1-18-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十(1-18-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

图13是本发明的下模后型板(2-1)立体结构示意图，所述下模后型板(2-1)由基体十一(2-1-1)、型面十一(2-1-2)、7个型板卡槽孔十一(2-1-3)、2个型板孔十一(2-1-4)、组成，基体一(2-1-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面一(2-1-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十一(2-1-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定。

图14是本发明的下模左型板一(2-2)立体结构示意图，所述下模左型板一(2-2)由基体十二(2-2-1)、型面十二(2-2-2)、3个型板卡槽孔十二(2-2-3)、2个型板孔十二(2-2-4)组成，基体十二(2-2-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十二(2-2-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十二(2-2-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定

图15是本发明的下模前型板一(2-3)立体结构示意图，所述下模前型板一(2-3)由基体十三(2-3-1)、型面十三(2-3-2)、3个型板卡槽孔十三(2-3-3)、2个型板孔十二(2-3-4)组成，基体十三(2-3-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十三(2-3-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十三(2-3-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定。

图16是本发明的下模前型板二(2-4)立体结构示意图，下模前型板二(2-4)由基体十四(2-4-1)、型面十四(2-4-2)、3个型板卡槽孔十四(2-4-3)、2个型板孔十四(2-4-4)组成，基体十四(2-4-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十四(2-4-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十四(2-4-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定。

图17是本发明的下模前型板三(2-5)立体结构示意图，下模前型板三(2-5)和下模右型板一(2-6)结构组成相同，以下模前型板三(2-5)为代表，说明这二种型板的结构组成，下模前型板三(2-5)由基体十五(2-5-1)、型面十五(2-5-2)、型板孔十王(2-5-3)组成，基体十五(2-5-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十五(2-5-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

图18是本发明的下模中横型板四(2-10)立体结构示意图，所述下模特征曲面型板九(2-26)、下模中横型板一(2-7)、下模中横型板二(2-8)、下模中横型板三(2-9)、下模中横型板四(2-10)结构组成相同，以下模中横型板四(2-26)为代表，说明这五种型板的结构组成，下模中横型板四(2-10)由由基体十六(2-10-1)、型面十六(2-10-2)、7个型板插槽四(2-10-3)、2个型板卡扣四(1-10-4)组成，基体十六(2-10-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十六(2-10-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

图19是本发明的下模中纵型板一(2-11)立体结构示意图，下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)结构组成相同，以下模中纵型板一(2-11)为代表，说明这七种型板的结构组成，下模中纵型板一(2-11)由基体十七(2-11-1)、型面十七(2-11-2)、型板插槽五(2-11-3)、2个型板卡扣五(1-11-4)组成，基体十七(2-11-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十七(2-11-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

图20是本发明的下模特征曲面型板一(2-18)立体结构示意图，所述下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)结构组成相同，以下模特征曲面型板一(2-18)为代表，说明这四种型板的结构组成，下模特征曲面型板一(2-18)由基体六(2-18-1)、型面六(2-18-2)组成，基体六(2-18-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面六(2-18-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

图21是本发明的下模特征曲面型板三(2-20)立体结构示意图，所述下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)结构组成相同，以下模特征曲面型板三(2-20)为代表，说明这四种型板的结构组成，下模特征曲面型板三(2-20)由基体十八(2-20-1)、型面十八(2-20-2)组成，基体十八(2-20-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十八(2-20-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

图22是本发明的定位销组件(4)立体结构示意图，所述定位销组件(4)由基体十九(4-1)、定位销孔(4-2)组成，共有2件定位销组件(4)，通过2个定位销孔(4-2)、定位销及薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)背面的2个定位肓孔进行定位，保证合模时薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)位置。

图23是本发明的用于制造航空用复合材料的热固化成型模具立体结构示意图，图24是本发明的热固化成型模具的薄壳型面(3)立体结构示意图，图25是本发明的薄壳型面(3-1)立体结构示意图，所述薄壳型面(3)由薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)对称组成，采用焊接刚性连接，在薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)背面分别设计有2个定位肓孔，用于合模时进行定位，在上模组件(1)与热压下模组件(2)上热压成型薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)。

所述航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装的制造方法，具体包括以下工艺步骤：

(1)建立航空用复合材料三维模型，由于这类复合材料零件一般是对称结构，通过三维软件进行建模，根据热固化成形的工作状况和有限元受力仿真分析，建立厚度为10～15mm的Invar金属材料的工艺数模，作为模具的薄壳型面(3)的数模，将其对称一分为二建立薄壳型面(3)的三维模型，即建立了薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)、薄壳基准板(3-3)、薄壳基准板(3-3)数模。

(2)建立热压上模组件(1)三维模型，采用7～8mm厚度普通钢板制成制成，建立了热压上模组件(1)的27种型板数模,相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300mm，插接装配连接间隙0.8～1.8mm；同时在薄壳型面曲率变化较大处，增了上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)这10种特征曲面型板，并间隔布置在上模右型板一(1-6)、上模中横型板四(1-10)、上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)、上模左型板一(1-2)之间，从而增加刚度，获得更好的薄壳型面精度以及较少薄壳型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

(3)建立热压下模组件(2)三维模型，采用7～8mm厚度普通钢板制成，建立了热压下模组件(2)的26种型板数模，相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300mm，插接装配连接间隙0.8～1.8mm；同时在薄壳型面曲率变化较大处，增加了下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)这8种特征曲面型板，间隔布置在下模左型板一(2-2)、下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)、下模前型板二(2-4)之间，从而增加刚度，获得更好的薄壳型面精度以及较少薄壳型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

(4)制备热压上模组件(1)和热压下模组件(2)，备好厚度7～8mm厚度普通钢板，热压上模组件(1)27种型板按步骤(2)的数模采用线切割设备进行加工，热压下模组件(2)的26种型板按步骤(3)的数模采用激光下料，按形要求采用卡扣与卡槽、插槽插接组合到一起后焊接组装热压上模组件(1)和和热压下模组件(2)，采用网格框架式主要作用是对上面型板的足够的支撑，既能保证强度，又能减轻重量，既能节约成本又能快速均匀加热模具的薄壳型面(3)。

(5)制备定位销组件(4)，建立定位销组件(4)工艺数模，按工艺数模加工定位销组件(4)并焊接在热压下模组件(2)的下模左型板一(2-2)、下模前型板二(2-4)、下模中横型板三(2-9)的位置上。

(6)制备薄壳基准板(3-3)或薄壳基准板(3-4)，备好厚度为10～15mm的Invar金属材料，按步骤(1)的数模采用线切割设备进行加工薄壳基准板(3-3)或薄壳基准板(3-4)。

(7)为薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料，备好厚度为10～15mm的Invar金属材料，按步骤(1)通过三维软件对薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)进行展开为平板形式，确定展开后形状尺寸进行下料，下料的外形尺寸预留20mm余量，按步骤(4)的2个定位销组件(4)的位置在薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料背面上钻有同样的2个定位肓孔。

(8)热压成型制造薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)：①将步骤(6)准备好薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料，放入加热炉；②加热温度范围为750-800℃温度，取出薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料放在热压下模组件(2)上；③通过2个定位销孔(4-2)、定位销及薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)背面的2个定位肓孔进行定位，保证热压合模薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)位置；④用冲夹具夹住热压上模组件(1)进行冲压，等待冷却后取出，取出后初步进行检测检查是否与型面相符，如果合格进行下一个薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)制造，如果不一致按再执行①、②、③、④工艺步骤至合格。

(9)组焊薄壳型面(3)，将步骤(8)和步骤(6)加工完的薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)、薄壳基准板(3-3)、薄壳基准板(3-4)的背面开坡口，按要求进行在背面组焊成薄壳型面(3)。

(10)气密性实验：①常温气密性：在薄壳型面(3)的上表面打真空袋，空模时，装袋抽到真空0.09MPa以上；关闭抽气口，保压5min，压降不大于0.02MPa为合格；②进入热压罐高温气密性：抽真空至0.07Mpa，升温到180±5℃，加压0.8±0.02MPa，保温保压30分钟，关闭真空管路，5min内真空表读数下降不可超过0.017MPa为合格；常温气密性和高温气密性两项气密性实验都合格，才能确定薄壳型面(3)的气密性为格。

Claims (7)

1.一种航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装，由热压上模组件(1)、热压下模组件(2)、薄壳型面(3)、定位销组件(4)组成。其特征在于：所述热压上模组件(1)、热压下模组件(2)与定位销组件(4)组成热压成型工装，通过热压成型制造航空用复合材料模具的薄壳型面(3)；所述热压上模组件(1)由27种型板组成，采用7～8mm厚度普通钢板制成，相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构，热压上模组件(1)是由上模后型板(1-1)、上模左型板一(1-2)、上模前型板一(1-3)、上模前型板二(1-4)、上模前型板三(1-5)、上模右型板一(1-6)、上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)、上模中横型板四(1-10)、上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)、上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)组成，27种型板相互之间通过插槽插接、卡扣与卡槽刚性连接网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300m，具体网格数量和间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；热压下模组件(2)由26种型板组成，采用7～8mm厚度普通钢板制成，相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构；所述热压下模组件(2)是由下模后型板(2-1)、下模左型板一(2-2)、下模前型板一(2-3)、下模前型板二(2-4)、下模前型板三(2-5)、下模右型板一(2-6)、下模中横型板一(2-7)、下模中横型板二(2-8)、下模中横型板三(2-9)、下模中横型板四(2-10)、下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)、下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)、下模特征曲面型板九(2-26)组成，26种型板相互之间通过插槽插接、卡扣与卡槽刚性连接同等间隔距离网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300mm，具体网格数量和间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述薄壳型面(3)由薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)对称组成，采用焊接刚性连接，在薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)背面分别设计有2个定位肓孔，用于合模时进行定位，在上模组件(1)与热压下模组件(2)上热压成型薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)；所述定位销组件(4)与下模左型板一(2-2)、下模前型板二(2-4)、下模中横型板三(2-9)采用焊接刚性连接。

2.根据权利要求1所述的航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装，其特征在于：所述上模后型板(1-1)、上模左型板一(1-2)、上模前型板一(1-3)、上模前型板二(1-4)、上模前型板三(1-5)、上模右型板一(1-6)相互之间采用焊接刚性连接围成热压上模组件(1)的外框架；所述上模后型板(1-1)与上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)采用型板卡槽孔一(1-1-3)、型板卡扣二(1-11-4)刚性连接；所述上模后型板(1-1)与上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)采用型板卡槽孔一(1-1-3)、型板卡扣三(1-12-4)刚性连接；所述上模前型板二(1-4)与上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)采用型板卡槽孔三(1-4-3)、型板卡扣三(1-12-4)刚性连接；所述上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)分别与上模左型板一(1-2)、上模右型板一(1-6)采用型板卡扣一(1-7-4)、型板卡槽孔二(1-2-3)刚性连接；所述上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)分别与上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)相互之间采用型板插槽二(1-11-3)、型板插槽一(1-7-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；所述上模中横型板四(1-10)与上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)采用板插槽二(1-10-3)、板插槽一(1-7-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；所述上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)为特征曲面型板，间隔布置在上模右型板一(1-6)、上模中横型板四(1-10)、上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)、上模左型板一(1-2)之间，采用焊接方式刚性连接组成空间网格框架，在薄壳型面曲率变化较大处，增加特征曲面型数量，从而增加刚度，获得更好的薄壳型面精度以及较少薄壳型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

3.根据权利要求1所述的航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装，其特征在于：所述下模后型板(2-1)、下模左型板一(2-2)、下模前型板一(2-3)、下模前型板二(2-4)、下模前型板三(2-5)、下模右型板一(2-6)相互之间采用焊接刚性连接围成热压下模组件(2)的外框架；所述下模中横型板一(2-7)、下模中横型板二(2-8)、下模中横型板三(2-9)、下模中横型板四(2-10)分别与下模左型板一(2-2)、下模前型板二(2-4)采用板卡扣四(1-10-4)、型板卡槽孔十二(2-2-3)、型板卡槽孔十四(2-4-3)刚性连接；所述下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)分别与下模后型板(2-1)采用型板卡扣五(1-11-4)、型板卡槽孔十一(2-1-3)刚性连接；所述下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)与下模特征曲面型板九(2-26)采用型板插槽五(2-11-3)、型板插槽四(2-10-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；所述下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)与下模前型板一(2-3)采用型板卡扣五(1-11-4)、型板卡槽孔十三(2-3-3)刚性连接；下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)为特征曲面型板，间隔布置在下模左型板一(2-2)、下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)、下模前型板二(2-4)之间，采用焊接方式刚性连接，此处拼焊型板曲率变化较大，增加特征曲面型板能更好的保证型面准确度以及较少型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

4.根据权利要求1或2所述的航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装，其特征在于：所述上模后型板(1-1)由基体一(1-1-1)、型面一(1-1-2)、7个型板卡槽孔一(1-1-3)、2个型板孔一(1-1-4)、组成，基体一(1-1-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面一(1-1-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔一(1-1-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述上模左型板一(1-2)与上模右型板一(1-6)采用相同结构，上模左型板一(1-2)代表，说明二种型板结构组成，上模左型板一(1-2)由基体二(1-2-1)、型面二(1-2-2)、3个型板卡槽孔二(1-2-3)、2个型板孔二(1-1-4)、组成，基体二(1-1-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面二(1-1-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔二(1-1-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述上模前型板一(1-3)与上模前型板三(1-5)采用相同结构，以上模前型板一(1-3)代表，说明二种型板结构组成，上模前型板一(1-3)由基体三(1-3-1)、型面三(1-3-2)、型板孔三(1-3-3)组成，基体三(1-3-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面三(1-3-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述上模前型板二(1-4)由基体四(1-4-1)、型面四(1-4-2)、型板卡槽孔三(1-4-3)组成，基体四(1-4-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面四(1-4-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔三(1-4-3)间距尺寸为200～300mm，并与上模后型板(1-1)卡槽孔的间距一致；所述上模中横型板一(1-7)、上模中横型板二(1-8)、上模中横型板三(1-9)结构组成相同，以上模中横型板一(1-7)为代表，说明这三种型板的结构组成，上模中横型板一(1-7)由基体七(1-7-1)、型面七(1-7-2)、7个型板插槽一(1-7-3)、2个型板卡扣一(1-7-4)、组成，基体七(1-7-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面七(1-7-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽一(1-7-3)间距尺寸为200～300mm，与上模后型板(1-1)卡槽孔的间距一致；所述上模中横型板四(1-10)由基体五(1-10-1)、型面五(1-10-2)、7个型板插槽二(1-10-3)组成，基体五(1-10-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面五(1-10-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽二(1-10-3)间距尺寸为200～300mm，与上模后型板(1-1)卡槽孔的间距一致；所述上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)结构组成相同，以上模中纵型板一(1-11)为代表，说明这四种型板的结构组成，上模中纵型板一(1-11)由基体八(1-11-1)、型面八(1-11-2)、3个型板插槽二(1-11-3)、型板卡扣二(1-11-4)组成，基体八(1-11-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面八(1-11-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽二(1-11-3)间距尺寸为200～300mm，与上模左型板一(1-2)卡槽孔的间距一致；所述上模中纵型板二(1-13)、上模中纵型板三(1-14)、上模中纵型板四(1-15)结构组成相同，以上模中纵型板二(1-13)为代表，说明这三种型板的结构组成，上模上模中纵型板二(1-13)由基体九(1-13-1)、型面九(1-13-2)、3个型板插槽三(1-13-3)、2个型板卡扣三(1-13-4)组成，基体九(1-13-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面九(1-13-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板插槽三(1-13-3)间距尺寸为200～300mm，与上模左型板一(1-2)卡槽孔的间距一致；所述上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)结构组成相同，以上模特征曲面型板一(1-18)为代表，说明这10种特征曲面型板的结构组成，上模特征曲面型板一(1-18)由基体十(1-18-1)、型面十(1-18-2)组成，基体十(1-18-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十(1-18-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

5.根据权利要求1或3所述的航空用复合材料热压成型框架薄壳模具，其特征在于：所述下模后型板(2-1)由基体十一(2-1-1)、型面十一(2-1-2)、7个型板卡槽孔十一(2-1-3)、2个型板孔十一(2-1-4)、组成，基体一(2-1-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面一(2-1-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十一(2-1-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述下模左型板一(2-2)由基体十二(2-2-1)、型面十二(2-2-2)、3个型板卡槽孔十二(2-2-3)、2个型板孔十二(2-2-4)组成，基体十二(2-2-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十二(2-2-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十二(2-2-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述下模前型板一(2-3)由基体十三(2-3-1)、型面十三(2-3-2)、3个型板卡槽孔十三(2-3-3)、2个型板孔十二(2-3-4)组成，基体十三(2-3-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十三(2-3-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十三(2-3-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述下模前型板二(2-4)由基体十四(2-4-1)、型面十四(2-4-2)、3个型板卡槽孔十四(2-4-3)、2个型板孔十四(2-4-4)组成，基体十四(2-4-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十四(2-4-2)的数模与薄壳型面(3)相一致，型板卡槽孔十四(2-4-3)间距尺寸为200～300mm，具体间隔尺寸由复合材料产品零件和薄壳型面(3)决定；所述下模前型板三(2-5)和下模右型板一(2-6)结构组成相同，以下模前型板三(2-5)为代表，说明这二种型板的结构组成，下模前型板三(2-5)由基体十五(2-5-1)、型面十五(2-5-2)、型板孔十王(2-5-3)组成，基体十五(2-5-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十五(2-5-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述下模特征曲面型板九(2-26)、下模中横型板一(2-7)、下模中横型板二(2-8)、下模中横型板三(2-9)、下模中横型板四(2-10)结构组成相同，以下模中横型板四(2-26)为代表，说明这五种型板的结构组成，下模中横型板四(2-10)由由基体十六(2-10-1)、型面十六(2-10-2)、7个型板插槽四(2-10-3)、2个型板卡扣四(1-10-4)组成，基体十六(2-10-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十六(2-10-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)结构组成相同，以下模中纵型板一(2-11)为代表，说明这七种型板的结构组成，下模中纵型板一(2-11)由基体十七(2-11-1)、型面十七(2-11-2)、型板插槽五(2-11-3)、2个型板卡扣五(1-11-4)组成，基体十七(2-11-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十七(2-11-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)结构组成相同，以下模特征曲面型板一(2-18)为代表，说明这四种型板的结构组成，下模特征曲面型板一(2-18)由基体六(2-18-1)、型面六(2-18-2)组成，基体六(2-18-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面六(2-18-2)的数模与薄壳型面(3)相一致；所述下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)结构组成相同，以下模特征曲面型板三(2-20)为代表，说明这四种型板的结构组成，下模特征曲面型板三(2-20)由基体十八(2-20-1)、型面十八(2-20-2)组成，基体十八(2-20-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面十八(2-20-2)的数模与薄壳型面(3)相一致。

6.根据权利要求1所述的航空用复合材料热压成型框架薄壳模具，其特征在于：所述定位销组件(4)由基体十九(4-1)、定位销孔(4-2)组成，共有2件定位销组件(4)，通过2个定位销孔(4-2)、定位销及薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)背面的2个定位肓孔进行定位，保证合模时薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)位置。

7.根据权利要求1所述的航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装的制造方法，其特征在于：所述航空用复合材料模具薄壳型面热压成型工装的制造方法，具体包括以下工艺步骤：

(1)建立航空用复合材料三维模型，由于这类复合材料零件一般是对称结构，通过三维软件进行建模，根据热固化成形的工作状况和有限元受力仿真分析，建立厚度为10～15mm的Invar金属材料的工艺数模，作为模具的薄壳型面(3)的数模，将其对称一分为二建立薄壳型面(3)的三维模型，即建立了薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)、薄壳基准板(3-3)、薄壳基准板(3-3)数模。

(2)建立热压上模组件(1)三维模型，采用7～8mm厚度普通钢板制成制成，建立了热压上模组件(1)的27种型板数模,相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300mm，插接装配连接间隙0.8～1.8mm；同时在薄壳型面曲率变化较大处，增了上模特征曲面型板一(1-18)、上模特征曲面型板二(1-19)、上模特征曲面型板三(1-20)、上模特征曲面型板四(1-21)、上模特征曲面型板五(1-22)、上模特征曲面型板六(1-23)、上模特征曲面型板七(1-24)、上模特征曲面型板八(1-25)、上模特征曲面型板九(1-26)、上模特征曲面型板十(1-27)这10种特征曲面型板，并间隔布置在上模右型板一(1-6)、上模中横型板四(1-10)、上模中纵型板一(1-11)、上模中纵型板二(1-12)、上模中纵型板三(1-13)、上模中纵型板四(1-14)、上模中纵型板五(1-15)、上模中纵型板六(1-16)、上模中纵型板七(1-17)、上模左型板一(1-2)之间，从而增加刚度，获得更好的薄壳型面精度以及较少薄壳型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

(3)建立热压下模组件(2)三维模型，采用7～8mm厚度普通钢板制成，建立了热压下模组件(2)的26种型板数模，相互之间采用插槽插接、卡扣与卡槽连接及焊接刚性连接方式组成网格式框架结构，网格间隔尺寸为200～300mm，插接装配连接间隙0.8～1.8mm；同时在薄壳型面曲率变化较大处，增加了下模特征曲面型板一(2-18)、下模特征曲面型板二(2-19)、下模特征曲面型板三(2-20)、下模特征曲面型板四(2-21)、下模特征曲面型板五(2-22)、下模特征曲面型板六(2-23)、下模特征曲面型板七(2-24)、下模特征曲面型板八(2-25)这8种特征曲面型板，间隔布置在下模左型板一(2-2)、下模中纵型板一(2-11)、下模中纵型板二(2-12)、下模中纵型板三(2-13)、下模中纵型板四(2-14)、下模中纵型板五(2-15)、下模中纵型板六(2-16)、下模中纵型板七(2-17)、下模前型板二(2-4)之间，从而增加刚度，获得更好的薄壳型面精度以及较少薄壳型面弹性变形造成后期更多的维修校正。

(4)制备热压上模组件(1)和热压下模组件(2)，备好厚度7～8mm厚度普通钢板，热压上模组件(1)27种型板按步骤(2)的数模采用线切割设备进行加工，热压下模组件(2)的26种型板按步骤(3)的数模采用激光下料，按形要求采用卡扣与卡槽、插槽插接组合到一起后焊接组装热压上模组件(1)和和热压下模组件(2)，采用网格框架式主要作用是对上面型板的足够的支撑，既能保证强度，又能减轻重量，既能节约成本又能快速均匀加热模具的薄壳型面(3)。

(5)制备定位销组件(4)，建立定位销组件(4)工艺数模，按工艺数模加工定位销组件(4)并焊接在热压下模组件(2)的下模左型板一(2-2)、下模前型板二(2-4)、下模中横型板三(2-9)的位置上。

(6)制备薄壳基准板(3-3)或薄壳基准板(3-4)，备好厚度为10～15mm的Invar金属材料，按步骤(1)的数模采用线切割设备进行加工薄壳基准板(3-3)或薄壳基准板(3-4)。

(7)为薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料，备好厚度为10～15mm的Invar金属材料，按步骤(1)通过三维软件对薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)进行展开为平板形式，确定展开后形状尺寸进行下料，下料的外形尺寸预留20mm余量，按步骤(4)的2个定位销组件(4)的位置在薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料背面上钻有同样的2个定位肓孔。

(8)热压成型制造薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)：①将步骤(6)准备好薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料，放入加热炉；②加热温度范围为750-800℃温度，取出薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)备料放在热压下模组件(2)上；③通过2个定位销孔(4-2)、定位销及薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)背面的2个定位肓孔进行定位，保证热压合模薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)位置；④用冲夹具夹住热压上模组件(1)进行冲压，等待冷却后取出，取出后初步进行检测检查是否与型面相符，如果合格进行下一个薄壳型面一(3-1)或薄壳型面二(3-2)制造，如果不一致按再执行①、②、③、④工艺步骤至合格。

(9)组焊薄壳型面(3)，将步骤(8)和步骤(6)加工完的薄壳型面一(3-1)、薄壳型面二(3-2)、薄壳基准板(3-3)、薄壳基准板(3-4)的背面开坡口，按要求进行在背面组焊成薄壳型面(3)。

(10)气密性实验：①常温气密性：在薄壳型面(3)的上表面打真空袋，空模时，装袋抽到真空0.09MPa以上；关闭抽气口，保压5min，压降不大于0.02MPa为合格；②进入热压罐高温气密性：抽真空至0.07Mpa，升温到180±5℃，加压0.8±0.02MPa，保温保压30分钟，关闭真空管路，5min内真空表读数下降不可超过0.017MPa为合格；常温气密性和高温气密性两项气密性实验都合格，才能确定薄壳型面(3)的气密性为格。

Images