[發明專利]一種復合材料錐段殼體成型模具及其方法

有效

• 申請號: 202110406419.7
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113211821B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 徐云研;潘韻;張志斌;余娜;史文鋒;沈輝;李濤;施靜;曹恒秀;葉奇飛;蔡克甲;陳萬新;夏海祥;張國凱
• 申請（專利權）人: 上海復合材料科技有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29C33/30
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 王丹東;郭國中

本發明涉及復合材料成型技術領域內的一種復合材料錐段殼體成型模具及其方法，包括模具本體和壓板；模具本體為錐形筒體，模具本體的底端開口向外翻折形成法蘭連接段；壓板包括法蘭壓板和側壓板，法蘭壓板包括法蘭面壓合段和支撐段，側壓板為L型結構；模具本體表面鋪設預浸料后，法蘭面壓合段覆蓋于法蘭連接段上的預浸料的表面，側壓板的端部置于支撐段上，側壓板的內表面與模具本體拐角部分的預浸料表面相貼合。本發明通過側壓板與法蘭壓板表面的貼合支撐設計，能夠對形成法蘭結構處的預浸料實施整體性壓實操作，同時分體結構的特點又會使得兩者可具有相對的移動，使得預浸料能夠得到充分壓實，減少固化后存在的聚膠、分層、孔隙等缺陷問題。

技術領域

本發明涉及復合材料成型技術領域，具體地，涉及一種復合材料錐段殼體成型模具及其方法。

背景技術

目前航天用運載火箭承力結構大量使用高強度復合材料，其主要優勢在于復合材料減重效果好，可增加單次發射的有效載荷。作為箭體末級動力艙的重要承力結構，復合材料錐段用來支撐衛星等有效載荷。復合材料錐段典型結構為一薄壁錐段，前、后端為增厚法蘭，法蘭與錐段間有一段壁厚漸變區。為提高法蘭上接口位置的強度，法蘭增厚區壁厚最大可達12mm；受動力艙內部空間限制，錐段法蘭需向外翻，并在法蘭連接處形成連續的轉折，轉折角度可達90°。上述因素導致法蘭增厚區預浸料壓實困難，固化后易產生聚膠、分層、孔隙等缺陷。需要通過優化加壓方式，實現增厚區預浸料充分壓實。

通過對現有專利文獻的檢索發現，中國發明專利公開號為CN109849367A，公開了一種大厚度復合材料裙的加工方法，其包括以下步驟：準備材料；模具準備；鋪疊；組裝封袋；固化；脫模；其特征在于，在鋪疊過程中，鋪疊預設厚度的復合材料后，對復合材料和模具整體進行預壓實。本發明提供的加工方法中，在鋪疊的過程中，對復合材料進行預壓實，能夠有效消除復合材料層間的氣泡、改善層間粘接質量，使復合材料坯料的壓實更加緊密。該專利技術中所公開的用于壓板的蓋板就存在上述無法壓實問題，特別是法蘭形變段。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種復合材料錐段殼體成型模具及其方法。

根據本發明提供的一種復合材料錐段殼體成型模具，包括模具本體和壓板；

所述模具本體為錐形筒體，所述模具本體的底端開口向外翻折形成法蘭連接段，所述法蘭連接段與所述模具本體的筒身外表面的夾角α小于90°；

所述壓板包括法蘭壓板和側壓板，所述法蘭壓板包括法蘭面壓合段和支撐段，所述側壓板為L型結構；

所述模具本體表面鋪設預浸料后，所述法蘭面壓合段覆蓋于所述法蘭連接段上的預浸料的表面，所述側壓板的端部置于所述支撐段上，所述側壓板的內表面與所述模具本體拐角部分的預浸料表面相貼合。

一些實施方式中，與所述支撐段表面相接觸的所述側壓板的端面能夠相對所述支撐段的表面滑動。

一些實施方式中，所述側壓板的端部為L型，所述側壓板的端部橫板與所述支撐段的水平段相貼合，所述側壓板的端部豎板位于所述支撐段的豎向面之外。

一些實施方式中，所述側壓板端部的豎板設有通孔，螺釘通過所述通孔與所述支撐段連接，所述側壓板相對于所述支撐段滑動時，所述螺釘的表面與所述通孔的表面不相接觸。

一些實施方式中，所述側壓板包括平直段和錐形段，所述錐形段自與所述平直段連接的一端向另一端逐漸變薄，所述平直段的端面與所述支撐段的表面相接觸。

一些實施方式中，所述平直段的內表面與所述錐形段的內表面曲線平滑過渡。

一些實施方式中，所述法蘭壓板還包括圍條段，所述圍條段連接于所述法蘭面壓合段的外側，所述圍條段與所述支撐段分別位于所述法蘭面壓合段軸向的兩端，所述圍條段的端面高于所述法蘭面壓合段的端面，高出所述法蘭面壓合段表面的所述圍條段的側面用于和預浸料的端面相接觸。