[發明專利]帽型復合材料零件的成型模具型面補償修正方法

在審

• 申請號: 202310045102.4
• 申請日: 2023-01-30
• 公開（公告）號: CN116118052A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 盧政斌;孫巍;劉路;呂秀雷;韋寧
• 申請（專利權）人: 連云港中復連眾復合材料集團有限公司
• 主分類號: B29C33/00
• 分類號: B29C33/00;B29C33/38;B29L31/30
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 賈愛存

本發明公開了一種帽型復合材料零件的成型模具型面補償修正方法，其屬于復合材料零部件制造技術領域，包括：將實際零件的實測數據集與目標零件的目標數據集進行數據比對和計算，獲得回彈變形角度；以成型模具的型面為研究對象，在每個截面上，以每個圓角兩側的兩條線段的曲率延長線的交點為旋轉點，根據回彈變形角度進行回彈方向逆向旋轉補償；對逆向旋轉補償之后的圓角兩側的兩條線段的曲率延長線的夾角A進行倒圓角處理，獲得補償后的各個截面；以目標零件上各個圓角的連接脊線作為引導線，連接補償后的各個截面，構建出補償后的型面，以此型面為基礎進行成型模具的型面補償修正。

技術領域

本發明涉及復合材料零部件制造技術領域，尤其涉及一種帽型復合材料零件的成型模具型面補償修正方法。

背景技術

復合材料應用在航空領域，能夠有效地提高現代航空的性能，在提高性能的同時，還能降低制造成本與運營養護成本，目前，復合材料已經成為飛船、衛星、飛機、火箭甚至無人機等航空航天器的應用材料。

航空航天飛行器對主承力結構件或涉及關鍵裝配區的零部件裝配型面精度要求比較高，用以避免后續裝配過程產生的墊片增重及應力裝配等問題。帽型復合材料零件一般采用熱壓罐成型工藝加工，在熱壓罐中經歷整個升降溫固化循環過程，因為不同材質熱膨脹系數的差別、高分子基體的固化反應收縮以及模具和制品之間的相互作用，最終制件的成型外形與理論模型必然會存在一定的型面偏差。

如圖1所示，帽型復合材料零件包括帽頂10、帽腰20和帽底30，帽頂10與帽腰20的連接處以及帽腰20與帽底30的連接處均為圓角40設置，某一個圓角40的變形將會對其他圓角40的變形產生影響，且對于具有大長徑比的長桁類零件，不僅在截面上的角度回彈變形，也存在零件軸向的扭轉變形，實際獲得的產品是截面內變形與軸向扭曲的綜合結果。

目前主要通過回彈角度補償的方法進行模具型面補償，具體為以圓角的切點為變形補償的旋轉基點進行旋轉，并將旋轉后的圖形光滑過渡，近似替代為補償后的圖形，該處理方法與圓角的實際變形行為不相符，對于有高精度的型面控制時產生的偏差較大。且此種方法存在一定的局限性，對于截面形狀復雜、尤其是截面形狀存在弧線或制件整體軸向方向存在扭轉、翹曲的零件變形補償時，很難獲得較高的型面控制精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帽型復合材料零件的成型模具型面補償修正方法，減小了帽型零件圓角回彈變形的補償偏差，完成了零件軸向扭轉變形補償，提高零件型面的精度控制。

如上構思，本發明所采用的技術方案是：

一種帽型復合材料零件的成型模具型面補償修正方法，包括：

步驟1：將實際零件的實測數據集與目標零件的目標數據集進行數據比對和計算，獲得回彈變形角度，包括：

步驟11：沿目標零件的貼模具面的長度方向，選取若干個截面，每個截面由五條線段和四個圓角組成，相鄰兩條線段之間由圓角連接，在每個截面內的每條線段上均勻選擇若干個測量點位，形成目標數據集，根據目標數據集中的各個測量點位對實際零件進行型面測量，獲得實測數據集；

步驟12：把圓角的兩側的每條線段上距離最遠的兩個測量點位連線，相鄰兩條連線的延長線之間的夾角定義為該圓角的名義角，以此獲得實際零件上的各個截面上各個圓角的實際名義角和目標零件上對應的各個截面上各個圓角的目標名義角；

步驟13：在每個截面上，于每個圓角處以實際名義角與目標名義角的角度差異作為該截面該圓角的回彈變形角度；

步驟2：以成型模具的型面為研究對象，在每個截面上，以每個圓角兩側的兩條線段的曲率延長線的交點為旋轉點，根據回彈變形角度進行回彈方向逆向旋轉補償；

步驟3：對逆向旋轉補償之后的圓角兩側的兩條線段的曲率延長線的夾角A進行倒圓角處理，獲得補償后的各個截面；