[發明專利]一種碳纖維轉接框模具及其整體成型方法

有效

• 申請號: 202110556707.0
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113232205B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 吳東;陳旭;王偉;張彥;桂濤;楊春霞
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十四研究所
• 主分類號: B29C33/00
• 分類號: B29C33/00;B29C33/12;B29C33/44;B29C70/34;B29C70/54;H05K7/18;B29L31/30;B29L31/34
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高嬌陽

本發明公開了一種碳纖維轉接框模具及其整體成型方法，涉及復合材料領域，具體是通過本方法成型的碳纖維轉接框，加強筋和預埋件與轉接框主體為整體鋪層和一次膠接成型，不需要二次膠接、螺接、鉚接，不對轉接框主體產生破壞。該碳纖維轉接框由預埋件、加強筋、碳纖維轉接框主體組成，通過模具保證預埋件的相對位置要求和加強筋的成型質量，最終通過機加工保證接口的位置精度和平面度要求。本發明與現有技術相比，其顯著優點在于：（1）重量輕，相對于相同結構的鋁合金轉接框減重30%以上；（2）預埋件、加強筋與轉接框主體整體鋪層并一次膠接固化成型，免去后續的裝配工序，避免了對轉接框主體的破壞，節省了制造時間和經濟成本。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，具體是一種碳纖維轉接框模具及其整體成型方法。

背景技術

轉接框用于機載電子裝備中天線與飛機平臺的連接，屬于主承力構件。為充分降低機載平臺的載荷，同時滿足電子裝備天線的工作要求，轉接框應該具有質量輕、剛強度高的特點，需要充分利用碳纖維復合材料的優勢，而不再局限于傳統的金屬材料。

轉接框一般為環向閉合式框架結構，因其結構特殊導致模具方案復雜、工藝設計難度大且鋪層操作復雜，碳纖維復合材料未有在轉接框中應用的先例。本發明通過優化轉接框模具方案和工藝過程，提供了一種帶預埋件和加強筋的碳纖維轉接框及其整體成型方法，實現了碳纖維復合材料在機載電子裝備轉接框中的工程應用突破。

發明內容

本發明目的在于提供一種帶預埋件和加強筋的碳纖維轉接框模具及其整體成型方法，在滿足重量和結構剛強度的情況下，解決了天線與機載平臺連接問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種碳纖維轉接框模具，包括模具型芯、模具底板和脫模架，所述模具底板上通過定位銷和螺釘固定裝配有呈環形分布的模具型芯，模具型芯環向間距上預留出預埋件和加強筋的裝配空間，模具型芯外形尺寸根據碳纖維轉接框的內腔型面設計，模具底板的底部設置有脫模架，在模具使用時，通過模具型芯，模具底板將加強筋，預埋件和轉接框主體整體鋪層和一次膠接成型，成型完成后，通過脫模架將轉接框頂出，得到轉接框毛坯件。

作為本發明進一步的方案：所述脫模架的頂面均勻固定有多個豎直的導向桿，模具底板滑動安裝在導向桿上，且導向桿的頂端位于模具底板的上方螺紋連接有防脫螺母，通過防脫螺母的設置，避免模具底板與導向桿脫離，導向桿位于模具底板和脫模架之間的部分套設有彈簧，通過彈簧對模具底板起到支撐作用，模具底板上位于模具型芯之間的部分均開設有通孔，脫模架上對應通孔的位置均焊接固定有豎直的頂出桿，且頂出桿的直徑小于通孔的直徑，在頂出轉接框時，將模具底板下壓，使頂出桿通過通孔穿過模具底板，從而將轉接框的毛坯件頂起，操作簡單方便，便于轉接框毛坯件的脫模。

作為本發明進一步的方案：所述加強筋的環向兩側裝配有硅橡膠模，在轉接框固化成型過程中，硅橡膠模隨溫度的升高在環向上產生熱膨脹，因固定模具型芯的阻擋，硅橡膠模只能向加強筋方向膨脹從而提供加壓壓力，解決了加強筋環向上缺失壓力導致成型質量差的問題。

一種碳纖維轉接框的整體成型方法，具體流程如下：

步驟一：先在模具型芯上鋪層碳纖維預浸料，層數5層，預定厚度1mm，然后將模具型芯固定在模具底板上；

步驟二：在預埋件上鋪層碳纖維預浸料，層數5層，預定厚度1mm，然后將預埋件依次卡在模具型芯的相鄰位置并固定在模具底板上，這樣，模具型芯和預埋件形成閉合的環向結構；

步驟三：在環向結構上鋪層碳纖維預浸料，層數15層，預定厚度3mm，鋪層完成后，將模具整體運進熱壓罐中，按照預定的溫度和壓力參數固化成型；

步驟四：成型完成后，通過脫模架將轉接框頂出，得到轉接框毛坯件；

步驟五：通過數控加工機床對轉接框毛坯件的外形和接口進行加工，最終得到轉接框制件，滿足產品精度指標要求。