[發明專利]一種飛機球面框的共固化成型方法

在審

• 申請號: 202010218137.X
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111497284A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 倪敏軒;唐中華;陳超;張帥;劉秀;張智佳;嵇培軍
• 申請（專利權）人: 海鷹空天材料研究院（蘇州）有限責任公司
• 主分類號: B29C70/38
• 分類號: B29C70/38;B29C70/34;B29C70/54;B29L31/30
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 關家強

本發明公開了一種飛機球面框的共固化成型方法，包括以下步驟：步驟一：泡沫夾芯機加成型；步驟二：帽型長桁的預浸料片鋪貼；步驟三：泡沫夾芯長桁的定位與合模；步驟四：球皮鋪放成型；步驟五：共固化一體成型。其球皮鋪設效率高，縮短制造周期。

技術領域

本發明涉及了結構和功能一體化航空材料成型技術領域，具體的是一種飛機球面框的共固化成型方法。

背景技術

球面框是飛機中后機身的后端框，主要承受氣密壓力作用。傳統的球面框大多采用金屬結構，零件重量大，逐漸被比強度、比剛度高的復合材料取代。目前復合材料球面框多使用樹脂膜熔浸成型(RFI)工藝或利用真空輔助液體成型(VARTM)工藝成型，例如A380、B787的球面框，雖然這些工藝形式簡單易操作，但是樹脂液體在注膠的過程中，由于纖維的表面狀態不盡相同，造成樹脂浸潤性差異很大，最終造成零件固化后孔隙率較大，纖維體積含量低，抗疲勞、耐腐蝕性能較差。

樹脂基碳纖維復合材料具有比強度、比剛度高，可設計性強，抗疲勞斷裂性能好，耐腐蝕，尺寸穩定性好等優越的性能，是目前航空、航天、交通等領域中應用十分廣泛的高性能結構材料。

發明內容

為了克服現有技術中的缺陷，本發明實施例提供了一種飛機球面框的共固化成型方法，其球皮鋪設效率高，縮短制造周期。

為實現上述目的，本申請實施例公開了一種飛機球面框的共固化成型方法，包括以下步驟：

步驟一：將泡沫坯料使用夾具固定，啟動五軸機床，按照零件數模對所述泡沫坯料的外形面進行機械加工成型，所述泡沫坯料機加后為橫截面呈梯形的長條狀泡沫夾芯；

步驟二：將所述泡沫夾芯支撐固定，在所述泡沫夾芯一側的外表面鋪貼有帽型的預浸料片，所述預浸料片沿所述泡沫夾芯的長度方向鋪貼；在鋪貼過程中，使用真空袋預壓實，得到預成型的帽型泡沫夾芯長桁；

步驟三：將所述泡沫夾芯長桁置于球面框成型工裝上的凹槽中，所述凹槽的縱截面呈帽型；將所述泡沫夾芯長桁上鋪貼的所述預浸料片與所述凹槽的表面貼合設置，進一步的，沿所述凹槽的邊緣將所述泡沫夾芯長桁兩端的邊緣修齊并定位，進一步的，進行真空袋預壓實，將所述泡沫夾芯長桁壓入所述球面框成型工裝的凹槽；

步驟四：使用自動鋪絲機在所述球面框成型工裝上鋪放預浸絲束形成球皮；所述自動鋪絲機定位已經填充所述泡沫夾芯長桁的球面框成型工裝，在所述球面框成型工裝設有凹槽的一面上鋪設預浸絲束形成球皮，得到球面框；

步驟五：使用隔離膜、透氣氈以及真空袋對鋪放成型的所述球面框進行封裝，測漏合格后，對封裝的所述球面框進行熱壓罐共固化成型。

優選的，所述泡沫坯料為PMI泡沫和PVC泡沫中的一種。

優選的，所述泡沫夾芯與所述預浸料片之間通過一層結構膠膜進行粘接。

優選的，所述結構膠膜為環氧樹脂結構膠膜。

優選的，所述預浸料片采用手工鋪貼在所述泡沫夾芯上；所述預浸料片使用裁布機根據Fibersim軟件仿真計算后的外形尺寸精確裁剪成型。

優選的，所述共固化成型的條件為：最高固化溫度174-186℃，升溫速率1-3℃/min，降溫速率1-2.5℃/min，最高固化溫度保溫時間至少2h，固化壓力0.6-0.7Mpa。

優選的，所述預浸料為高溫環氧樹脂預浸料。

本發明的有益效果如下：

1、與傳統手工鋪放成型工藝相比，采用自動鋪絲機鋪放成型大尺寸的球皮能在保證零件的成型質量的前提下有效提高鋪貼效率；

2、球皮與泡沫夾芯長桁一體固化成型簡化了成型工序，縮短了零件制造周期，且熱壓罐共固化成型零件成型質量更穩定。