[發明專利]復合材料邊緣密封輔助工具及密封方法

有效

• 申請號: 201410471188.8
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104290339B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 李希鵬;馬剛;張曉哲
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機工業（集團）有限公司
• 主分類號: B29C73/02
• 分類號: B29C73/02
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司21207
• 代理人: 羅瑩

技術領域

本發明屬于復合材料制造技術領域，尤其是一種復合材料邊緣密封輔助工具及密封方法。具體將數學模型應用于生產實踐，完成復合材料制件邊緣密封。

背景技術

當前階段，飛機上復合材料的應用率達40％以上，為防止復合材料零件切割之后邊緣產生二次分層、裂紋擴展和邊緣受潮等不利因素出現，會對復合材料制件邊緣進行密封。傳統邊緣密封工藝方法為用筆刷蘸取封邊劑對邊緣進行密封。該工藝方法局限性大，只能面向黏度較小的封邊劑，而且密封不徹底，會出現漏涂和涂層不均勻的現象，傳統工藝方法不能保證邊緣密封后封邊劑的厚度，對零件后續加工造成極大影響。將傳統工藝應用于飛機復合材料制件邊緣密封中，其劣勢被放大：

1、新型膠粘劑黏度極大，膠粘劑在毛刷上產生粘連，導致零件邊緣厚度不均，不能滿足客戶要求。

2、封邊效率低，不能保證復材制件在該新型膠粘劑壺裝壽命之內完成邊緣密封。

3、后續修整花費時間長，嚴重影響工作效率。

發明內容

為了解決上述存在的技術問題，本發明提供一種用于復合材料邊緣密的密封輔助工具。

本發明的另一目的是提供一種利用該密封工具針對復合材料邊緣進行密封的方法。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：一種復合材料邊緣密封輔助工具，其特征在于：該密封輔助工具本體的一側制有弧形凹槽；所述的弧形凹槽大小與附著膠粘劑的復合材料制件邊緣厚度相匹配。

一種復合材料邊緣密封方法，其特征在于，步驟如下：

(1)建立數學模型，模擬封邊過程：利用CATLA軟件將實際生產中的邊緣密封過程模擬，輸入待封邊的復合材料制件參數，建立三維模型；

(2)定量分析，建立函數方程：將三維模型簡化，得到邊緣密封二維數學模型；并對封邊的膠粘劑進行定量分析，

結合三角函數知識，得出方程：R＝H²/8D+D/2

其中R：密封輔助工具本體前緣圓弧形凹槽的半徑

H:復合材料制件的厚度；

D:膠粘劑厚度；

(3)解析方程，建立關系式；

上述方程中：復合材料制件的厚度H和膠粘劑厚度D可以定量控制，由此計算出密封輔助工具本體前緣圓弧形凹槽的半徑D；

(4)篩選出常用典型數值，制作出常用型號的復合材料邊緣密封輔助工具，具體選用R＝1.1mm,R＝2.3mm，R＝5.3mm，利用該復合材料邊緣密封輔助工具進行邊緣密封，控制膠粘劑的厚度均在0.3-0.8mm范圍內。

本發明的有益效果：本發明采用上述方案，通過自制的密封工具，有效降低成本，并且實現了邊緣密封厚度可控，保證邊緣無毛刺，無需后續修整，大大提高了工作效率。

實施后，改進效果明顯，邊緣密封質量得到完美控制，復合材料制件邊緣再無毛刺產生，有效避免了裂紋擴展，且厚度均勻，滿足客戶要求；且操作容易，在保證邊緣密封質量的同時，大幅度提高了工作效率。

附圖說明

圖1是密封輔助工具的結構示意圖。

圖2是邊緣密封方法的三維數學模型建模圖。

圖3是邊緣密封方法的二維數學模型建模圖。

圖中1、密封輔助工具本體；2.弧形凹槽；3、復合材料制件；4、膠粘劑；5、壓敏膠帶。

具體實施方式

一種復合材料邊緣密封輔助工具，如圖1所示，在該密封輔助工具本體1的一側制有弧形凹槽2；弧形凹槽2大小與附著膠粘劑的復合材料制件邊緣厚度相匹配。

一種復合材料邊緣密封方法，步驟如下：

(1)建立數學模型，模擬封邊過程：利用CATLA軟件將實際生產中的邊緣密封過程模擬，建立三維模型，如圖2所示，圖中壓敏膠帶5是為了防止在邊緣密封過程中膠粘劑順流到復合材料制件上，清理困難。

(2)定量分析，建立函數方程：將三維模型簡化，得到邊緣密封二維數學模型；如圖3所示，并對封邊的膠粘劑進行定量分析，結合三角函數知識，得出方程：R＝H²/8D+D/2

其中R：密封輔助工具本體前緣圓弧形凹槽的半徑

H:復合材料零件厚度(該機型復合材料零件厚度為1.5～5.6mm)

D:膠粘劑厚度(客戶要求為0.3～0.8mm)

(3)解析方程，建立關系式；

上述方程中：復合材料制件3的厚度H和膠粘劑4厚度D可以定量控制，由此計算出密封輔助工具本體前緣圓弧形凹槽2的半徑D；利用Excel軟件，解析上述方程，見表1。

表1