[發明專利]一種變厚度復雜構型復合材料接頭的整體成型方法

有效

• 申請號: 201310634409.4
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103660311A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 陳維強;張鵬飛;董豐路;黎昱;劉芃
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

1.一種變厚度復雜構型復合材料接頭的整體成型方法，其特征在于：

待成形的復合材料接頭包括加強筋坯件、筒壁坯件和翻邊坯件；

采用模具成型加強筋坯件、筒壁坯件和翻邊坯件；

加強筋坯件（3）成形模具包括壓模底座（15）、兩個壓模擋板（16）、M8螺釘（17）、加強筋預壓膜A（18）、加強筋預壓模B（20）；壓模底座（15）為一中空長方體，從長方體的一個面向內延伸為中空部分，中空部分的形狀為半圓柱，兩個壓模擋板（16）分別用M8螺釘（17）固定在壓模底座（15）的兩側，壓模底座（15）和兩個壓模擋板（16）組成一個上開口的長方體；所述的加強筋預壓模A（18）為加強筋大坯件（19）的成形陽模；加強筋預壓模B（20）為加強筋小坯件（20）的成形陽模；

筒壁坯件（2）成形模具包括兩個彈性軟模（7）、接頭成形模具A（10）、接頭成形模具B（11）、擋板（12）、M5螺釘（13）、螺栓（14）；接頭成形模具A（10）和接頭成形模具B（11）均為陽模；兩個彈性軟模（7）中一個的形狀與加強筋預壓模A（18）的形狀一致、另一個的形狀與加強筋預壓模B（20）的形狀一致；彈性軟模（7）的一端通過螺栓（14）固定在接頭成形模具A（10）上，彈性軟模（7）的另一端通過螺栓（14）固定在接頭成形模具B（11）上，接頭成形模具B（11）通過M5螺釘（13）固定在擋板（12）上；

翻邊坯件（1）成形模具為翻邊成形模具（5），所述翻邊成形模具（5）的尺寸與翻邊的尺寸相同；

將成形完的三種坯件采用整體成形模具組裝進熱壓罐抽真空固化得到產品，所述整體成形模具包括成形外模（4）、翻邊成形模具（5）、成形擋板（6）、彈性軟模（7）、M6螺釘（8）；其中成形外模（4）為陰模；成形外模（4）套在筒壁坯件（2）外側，筒壁坯件（2）套在加強筋坯件（3）外，彈性軟模（7）位于筒壁坯件（2）和加強筋坯件（3）之間的空隙中；翻邊成形模具（5）位于筒壁坯件（2）的兩端；成形擋板（6）位于成形外模（4）的兩端，且將翻邊成形模具（5）包在內側；彈性軟模（7）由軟模澆注模具成型而成，軟模澆注模具包括銷釘（22）、澆注底座（23）、澆注筒（24）；澆注筒（24）通過銷釘（22）固定在澆注底座（23）上面，形成一個上開口的圓筒；

具體步驟如下：

（1）加強筋坯件（3）的成型

a、將加強筋預壓模A（18）放置在壓模底座（15）和兩個壓模擋板（16）組成的長方體內，并用螺釘進行固定；加強筋預壓模A（18）與壓模底座（15）的內表面相匹配并貼合；將浸好樹脂的纖維布在加強筋預壓模A（18）表面進行鋪層，每鋪10層后進行預壓致密化，當纖維疊層厚度達到要求時，將纖維鋪層從加強筋預壓模A（18）上取下，得到加強筋大坯件（19）；用加強筋預壓模B（20）替換加強筋預壓模A（18），將浸好樹脂的纖維布在加強筋預壓模B（20）表面進行鋪層，每鋪10層后進行預壓致密化，當纖維疊層厚度達到要求時，將纖維鋪層從加強筋預壓模B（20）上取下，得到加強筋小坯件（21）；

b、將加強筋大坯件（19）和加強筋小坯件（21）的平面疊合在一起即形成了加強筋坯件（3）；

（2）彈性軟模（7）的成型

c、將液態膨脹橡膠緩慢灌入軟模澆注模具中，當液面高度與加強筋坯件寬度一致時停止澆灌，并將膨脹橡膠連同軟模澆注模具放入烘箱進行固化；

d、膨脹橡膠固化完成后拆除銷釘（22）、澆注底座（23）、澆注筒（24）得到彈性軟模（7）；

（3）翻邊坯件（1）的成形

e、將浸有樹脂的纖維布鋪在翻邊成形模具（5）上，共鋪5層，根據翻邊成形模具（5）外形進行裁剪得到翻邊坯件（1）；

（4）筒壁坯件（2）的成型

f、在步驟b得到的加強筋坯件（3）、步驟d得到的彈性軟模（7）、接頭成形模具A（10）、接頭成形模具B（11）、擋板（12）、M5螺釘（13）以及螺栓（14）組裝完成后的模具表面進行鋪疊纖維預浸料，預浸料沿著模具表面鋪疊至擋板（12）表面，接著拆除接頭成形模具A（10）、接頭成形模具B（11）、擋板（12）得到筒壁坯件（2）、加強筋坯件（3）以及彈性軟模（7）的組合體，其中彈性軟模（7）在筒壁坯件（2）和加強筋坯件（3）之間；

（5）加強筋坯件、筒壁坯件和翻邊坯件用整體成形模具組裝

g、將步驟e得到的翻邊坯件（1）、步驟f得到的筒壁坯件（2）、加強筋坯件（3）以及彈性軟模（7）的組合體一同放入成形外模（4）中；

（6）復合材料接頭固化

h、依次用不透氣氟布、透氣毛氈包裹住成形外模（4），然后用真空袋（9）將其封成密閉空間，放入熱壓罐平臺；在真空袋（9）表面接入抽真空通道，并抽真空，使不透氣氟布、透氣毛氈以及真空袋（9）完全貼在模具和產品表面，接著入罐加壓固化；

（7）復合材料接頭脫模

i、固化完后卸去罐內壓力并停止加熱，并開罐；將成形外模（4）表面的不透氣氟布、透氣毛氈以及真空袋（9）清除掉，將成形外模（4）表面的M6螺釘（8）拆除將復合材料接頭產品取出，清理多余樹脂后復合材料接頭成型完畢。