CN114633496B - 一种复合材料筒段结构整体成型工装的脱模装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于航空航天制造技术，具体涉及一种复合材料筒段结构整体成型工装的脱模装置及方法。通过液压杆连接带动分体成型工装收缩实现组合工装整体脱模，成本高，难移动，无法实现简易脱模。本发明脱模支架在底部具有卡环，在顶部具有周向分布的定位装置；脱模拉杆在中部是一体的旋转杆和连接块，在连接块两侧分别具有一个螺纹杆，两螺纹杆的螺纹旋向相反，在螺纹杆外端部分别与一个内螺纹套筒螺纹连接，在内螺纹套筒的外端部是连接头，通过转动旋转杆拉动弧形结构脱模。脱模拉杆操作简单，成本低，可应用于不同尺寸形状的筒段结构组合工装脱模。通过脱模支架固定筒段结构组合工装和零件，保证了脱模操作的安全性。

Description

一种复合材料筒段结构整体成型工装的脱模装置及方法
技术领域
本发明属于航空航天制造技术，具体涉及一种复合材料筒段结构整体成型工装的脱模装置及方法。
背景技术
目前，复合材料机身壁板大多由多块壁板组合装配而成，需要耗费大量金属件、紧固件和工装数量及人力成本，机身段整体成形技术可以大幅度地减少零件、紧固件和工装的数量，简化装配，是复合材料结构减重的重要措施，也是降低成本的一种有效方法。
但整体成型对模具设计也提出了更高要求，如本发明所针对的筒段结构采用阳模成型，虽然整体是椎体结构，但部分长桁扭曲较大，且存在长桁中部断开的情况，工装无法从大头端向小头端脱模，因此采取分体工装设计。由于分体工装在复合材料筒段结构的壁板内侧，分体工装只能从内侧进行分离，从而实现脱模。如何实现分体组合工装的快速简易脱模是实现机身筒段结构整体成型的关键技术之一。
目前，关于复合材料机身壁板整体成型的相关报道较少。CN 204340231 U提供了一种筒段结构整体成型工装液压脱模装置，液压装置由液压杆和中心主轴组成，通过液压杆连接带动分体成型工装收缩实现组合工装整体脱模。但该液压脱膜装置的脱模方向仅局限于“十”字方向，需要组合工装和液压装置进行精准定位实现脱模，且液压装置重量大，成本高，难移动，无法实现简易脱模。
发明内容
本发明针对液压脱模装置操作复杂、成本高的问题，提供了一种复合材料筒段结构整体成型工装的脱模装置及方法，为实现低成本大尺寸全复合材料机身筒段制造奠定技术基础。
本发明在一个方面，提供了一种复合材料筒段结构整体成型工装的脱模装置，该整体成型工装为分体组合式工装结构，包括多个沿轴向延伸的弧形结构，弧形结构组合后构成整体阳模，该脱模装置包括脱模支架和脱模拉杆，
所述脱模支架在底部具有卡环，在顶部具有周向分布的定位装置，所述整体成型工装底部卡接在卡环上，顶部在周向固定在所述定位装置上；
所述脱模拉杆在中部是一体的旋转杆和连接块，在连接块两侧分别具有一个螺纹杆，两螺纹杆的螺纹旋向相反，在螺纹杆外端部分别与一个内螺纹套筒螺纹连接，在内螺纹套筒的外端部是连接头，其与整体成型工装内部相对位置的型板连接；通过转动旋转杆拉动弧形结构脱模。
有利地，所述筒段结构为机身段的筒段零件。
有利地，所述脱模支架为双层框架式结构，具有底座，在底座上固定有中间层的支撑架以及贯穿中间层的环形布置的支撑框架，在支撑框架顶部具有环形框架，在环形框架上布置有若干定位装置。
有利地，所述环形框架为多边形结构。
有利地，所述定位装置包括固定在环形框架上的定位块，在定位块端部是螺栓。
有利地，在整体成型工装的大径端面上具有定位孔，通过定位孔与定位装置连接。
有利地，在整体成型工装的弧形结构内侧具有型板，型板上具有脱模孔，所述脱模拉杆两端的连接头与相对的型板连接。
本发明还提供一种复合材料筒段结构整体成型工装的脱模方法，该方法利用上述的脱模装置，包括以下步骤：
S1、将整体成型工装的底部卡在脱模支架的卡环上；
S2、将整体成型工装的顶部与定位装置连接一周；
S3、将脱模拉杆两侧的连接头与整体成型工装内部相对位置的型板连接固定；
S4、拆卸与脱模拉杆相同方向上的定位装置与整体成型工装的连接；
S5、转动旋转杆带动型板向内活动，从而将相对的两个弧形结构分离；
S6、重复步骤S3-S5将其余弧形结构分离，实现脱模。
有益效果：与液压脱膜装置相比，脱模拉杆操作简单，成本低，可应用于不同尺寸形状的筒段结构组合工装脱模。通过脱模支架固定筒段结构组合工装和零件，保证了脱模操作的安全性。
已经讨论的特征、功能和优点可在各种示例中独立实现，或者可以在其他示例中进行组合。可参照以下描述和附图看出示例的其他细节。
附图说明
当结合附图阅读时，通过参考以下对本发明示例的详细描述，将最好地理解例示性示例以及优选的使用模式、其他目的及其描述，其中：
图1为整体成型工装安装在脱模装置上的俯视图；
图2为整体成型工装安装在脱模装置上的正视图；
图3为脱模拉杆在成型工装内部的连接示意图；
图4为脱模支架的结构示意图；
图5为定位装置的结构示意图；
图6为脱模拉杆的结构示意图。
具体实施方式
将参照附图更充分地描述所公开的示例，在附图中示出了所公开示例中的一些(但并非全部)。事实上，可描述许多不同的示例并且这些示例不应该被解释为限于本文中阐述的示例。相反，描述这些示例，使得本公开将是彻底和完全的，并且将把本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。
现在参照附图所示实施例，图1所示复合材料筒段结构的整体成型工装1安装在脱模支架3上，在整体成型工装1的外侧表面是筒段零件2。整体成型工装1为分体组合式工装结构，包括多个沿轴向延伸的弧形结构，图中实施例为8个分段弧形结构，组合后构成整体环形结构。分段弧形结构在大径端面具有定位孔17，在内部具有多个弧形的型板16，在型板16上具有脱模孔18。
脱模装置包括脱模支架3和脱模拉杆4。所述的脱模支架3右下至少包括底座7、卡环6、支撑框架10和定位装置5。其中定位装置5包括定位块8和螺栓9。
所述的脱模拉杆4在中部包括一体的旋转杆15和连接块14，在连接块14两侧具有螺纹杆13，在螺纹杆13外端部与内螺纹套筒12螺纹连接，并且两端的螺纹方向相反，在内螺纹套筒12的外端部是连接头。其中，连接头11通过螺栓螺母与组合工装1的型板16连接固定。两侧螺纹杆13的外螺纹方向相反，通过手动转动旋转杆15来带动螺纹杆13旋转，从而向内拉动内螺纹套筒12实现脱模拉杆4在长度上收缩，将一对方向上的整体成型工装1构件分离。
某实施例复合材料筒段结构整体成型工装的脱模方法，执行过程如下：
(1)整体成型工装1整体放置在脱模支架3的底座7上部的卡环6内；
(2)利用脱模支架3顶部的定位装置5和底部的卡环6对整体成型工装1进行固定，其中定位装置5中的定位块8在端部通过螺栓9将与筒段成型工装1的大径端面连接固定；
(3)在直径方向上将相对的型板16通过螺栓和螺母与脱模拉杆4的连接头11连接固定；
(4)在整体成型工装1与脱模拉杆4平行的方向上，将整体成型工装1大径端部与定位装置5的螺栓和螺母拆卸；
(5)手动转动旋转杆15带动两侧螺纹杆13旋转，实现脱模拉杆4收缩，将与脱模拉杆4连接的相对的两个分段弧形结构分离；
(6)重复步骤(3)-(5)将其余分段弧形结构分离，实现筒段结构脱模。
在某些情形中，装置和/或***的部件可被配置为执行功能，使得部件被实际配置和构造(利用硬件和/或软件)以使得能够有这种性能。在其他示例中，装置和/或***的部件可被布置为诸如以特定方式操作时适合于、能够或适于执行功能。方法可包括如框中的一个或更多个所例示的一个或更多个操作、功能或动作。尽管顺序地例示了这些框，但是这些框也可并行和/或以与本文描述的顺序不同的顺序来执行。另外，各种框可基于所期望的实现方式被组合成更少的框，被划分成另外的框和/或被去除。
已出于例示和描述的目的展示了对不同有利布置的描述，但是该描述并不旨在是排他性的或限于所公开形式的示例。许多修改形式和变化形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外，不同的有利示例可描述与其他有利示例相比不同的优点。选择和描述所选择的一个示例或多个示例，以便最佳地说明示例的原理、实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开有进行了适于所料想特定使用的各种修改的各种示例。

Claims (4)

1.一种复合材料筒段结构整体成型工装的脱模装置，该整体成型工装（1）为分体组合式工装结构，包括多个沿轴向延伸的弧形结构，弧形结构组合后构成整体阳模，在整体成型工装（1）的大径端面上具有定位孔（17），在整体成型工装（1）的弧形结构内侧多个位置具有型板（16），型板（16）上具有脱模孔（18），其特征在于：该脱模装置包括脱模支架（3）和脱模拉杆（4），
所述脱模支架（3）为双层框架式结构，具有底座（7），在底座（7）上固定有中间层的支撑架以及贯穿中间层的环形布置的支撑框架（10），在支撑框架（10）顶部具有环形框架，在环形框架上周向布置有若干定位装置（5）,在底座（7）上具有卡环（6），所述定位装置（5）包括固定在环形框架上的定位块（8），在定位块（8）端部是螺栓（9），所述整体成型工装（1）底部卡接在卡环（6）上，绕周向将顶部的定位孔（17）固定在所述定位装置（5）的定位块（8）上；
所述脱模拉杆（4）在中部是一体的旋转杆（15）和连接块（14），在连接块（14）两侧分别具有一个螺纹杆（13），两螺纹杆（13）的螺纹旋向相反，在螺纹杆（13）外端部分别与一个内螺纹套筒（12）螺纹连接，在内螺纹套筒（12）的外端部是连接头（11），其与整体成型工装（1）内部相对位置型板（16）的脱模孔（18）连接；通过转动旋转杆（15）拉动弧形结构脱模。
2.根据权利要求1所述的脱模装置，其特征在于：所述筒段结构为机身段的筒段零件（2）。
3.根据权利要求1所述的脱模装置，其特征在于：所述环形框架为多边形结构。
4.一种复合材料筒段结构整体成型工装的脱模方法，其特征在于：该方法利用如权利要求1-3中任一项所述的脱模装置，包括以下步骤：
S1、将整体成型工装（1）的底部卡在脱模支架（3）的卡环（6）上；
S2、将整体成型工装（1）的顶部与定位装置（5）连接一周；
S3、将脱模拉杆（4）两侧的连接头（11）与整体成型工装（1）内部相对位置的型板（16）连接固定；
S4、拆卸与脱模拉杆（4）相同方向上的定位装置（5）与整体成型工装（1）的连接；
S5、转动旋转杆（15）带动型板（16）向内活动，从而将相对的两个弧形结构分离；
S6、重复步骤S3-S5将其余弧形结构分离，实现脱模。
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