[發(fā)明專利]一種用于“J”型蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的成型工裝及成型方法

在審

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• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114654766A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁超;邱啟艷;閔世雄;信澤坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空制造技術(shù)研究院
• 主分類號: B29C70/38
• 分類號: B29C70/38;B29C70/34;B29C33/00;B29L31/30
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本發(fā)明涉及一種用于“J”型蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的成型工裝及成型方法，包括主體支撐模、側(cè)向支撐模以及組合式上壓板，所述主體支撐模的上型面與“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“C”型鋪層組下型面相匹配；所述側(cè)向支撐模可拆卸安裝于所述主體支撐模一側(cè)，所述側(cè)向支撐模的工作型面與“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“1”型鋪層組外型面相匹配；所述組合式上壓板包括硬壓板和軟壓板，所述硬壓板和所述軟壓板分別對應(yīng)“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“Z”型鋪層組上型面的板?板區(qū)域和板?芯區(qū)域，封裝時采用不同剛度的側(cè)向壓板、硬壓板、軟壓板分別對零件不同區(qū)域進行加壓，易于熱壓罐成型過程中的壓力傳遞，成型的零件內(nèi)部質(zhì)量好、尺寸精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于“J”型蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的成型工裝及成型方法。

背景技術(shù)

復(fù)合材料由于其高比強度，高比剛度、可設(shè)計性強、抗疲勞斷裂性能好、耐腐蝕、尺寸穩(wěn)定性好以及便于大面積整體成形等優(yōu)點，已成為當(dāng)代最主要的航空結(jié)構(gòu)材料之一。而蜂窩夾層結(jié)構(gòu)更是具有非常大的強度重量比的一種結(jié)構(gòu)性材料，與實心材料相比，蜂窩夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料使用的有效材料僅為被替代材料的1％～5％，它顯然是一種用料省、耗能小的極具潛力的輕質(zhì)材料。

在飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計中，“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)作為一種輕質(zhì)、高剛度結(jié)構(gòu)件，在飛機翼面、垂尾等部件中越來越被廣泛采用。但如何在保證“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的成型尺寸精度及內(nèi)部質(zhì)量的同時簡化鋪疊組裝操作降低制造成本，是一個難度較大的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種用于“J”型蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的成型工裝及成型方法。

第一方面，本發(fā)明的實施例提出一種用于“J”型蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的成型工裝，包括主體支撐模、側(cè)向支撐模以及組合式上壓板，所述主體支撐模的上型面與“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“C”型鋪層組下型面相匹配；所述側(cè)向支撐模可拆卸安裝于所述主體支撐模一側(cè)，所述側(cè)向支撐模的工作型面與“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“1”型鋪層組外型面相匹配；所述組合式上壓板包括硬壓板和軟壓板，所述硬壓板和所述軟壓板分別對應(yīng)“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“Z”型鋪層組上型面的板-板區(qū)域和板-芯區(qū)域。

進一步地，還包括側(cè)向壓板，所述側(cè)向壓板可拆卸安裝于所述主體支撐模一側(cè)，所述側(cè)向壓板的工作型面與“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“1”型鋪層組外型面相匹配。

進一步地，所述側(cè)向壓板采用與“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)相同的預(yù)浸料固化成型材料。

進一步地，所述側(cè)向壓板的鋪層為[+45/-45/0/90]ns，其中2≤n≤4。

進一步地，所述側(cè)向壓板的側(cè)向壓板長度為L，寬度為H，所述“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“1”型鋪層組長度為L0，寬度為H0，其中40mm≤L-L0≤100mm，0mm≤H-H0≤50mm。

進一步地，所述主體支撐模上設(shè)置有部分容納所述側(cè)向壓板的限位卡槽。

進一步地，所述主體支撐模上設(shè)置有定位凸臺，所述側(cè)向支撐模底部設(shè)置有與所述定位凸臺相匹配的凹孔。

進一步地，所述硬壓板采用玻璃纖維預(yù)浸料固化成型材料。

進一步地，所述軟壓板采用干玻璃布和/或未硫化橡膠的低剛度材料。

第二方面，提供了一種用于“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的成型方法，包括步驟：

(1)在鋪疊平臺上鋪疊用于制作側(cè)向壓板的預(yù)浸料，并將預(yù)浸料封裝后放入熱壓罐進行固化成型；

(2)在鋪疊平臺上鋪疊“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“1”型鋪層組，抽真空壓實；

(3)在主體支撐模上鋪疊“J”型復(fù)合材料蜂窩夾層結(jié)構(gòu)“C”型鋪層組；