專利名稱：翼型框架與蒙皮一次性固化成形工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機(jī)制造技術(shù)，具體涉及一種翼型框架與蒙皮固化成形技術(shù)。
(二)
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)翼型框架與蒙皮成形工藝是先組裝翼型金屬框架，框架中有梁、肋板、長桁；之后 再鉚接或膠接蒙皮，所需零件數(shù)量較多，工藝復(fù)雜，效率低；同時(shí)重量大，耐蝕能力、耐疲 勞能力低，運(yùn)營成本高。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種零件少，重量少，生產(chǎn)周期短，成本低，抗蝕能力、抗疲勞 能力提高2倍以上，安全系數(shù)高的翼型框架與蒙皮一次性固化成形工藝方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用內(nèi)置可拆卸分組模具，模具在橫向上山縱梁分割形成 不同的模具組，每組由一組模塊和中心滑軌組成，每組中的模塊與其中心滑軌可相互滑動并 在成形后依次從型腔中取出；在所有隔框、縱梁處設(shè)有與框架外形一致的凹槽；翼型縱梁腹 板為復(fù)合材料與"I"形合金板的組合體；隔框纖維采用纏繞法在凹槽內(nèi)鋪設(shè)腹板纖維45 度角鋪設(shè)；翼板纖維0度角鋪設(shè)；蒙皮纖維45度角鋪設(shè)；完成框架纖維鋪設(shè)后，統(tǒng)一鋪設(shè)蒙 皮纖維，與隔框一樣形成口蓋邊緣框；之后在外表面置真空袋，采用真空膜壓法注脂成形， 根據(jù)纖維樹脂基體復(fù)合工藝要求利用電子?xùn)c加熱或在高溫爐中加熱或常溫固化技術(shù)實(shí)現(xiàn)框架 與蒙皮一次性固化成形。
本發(fā)明還有這樣一些技術(shù)特征
1、 所述的采用可拆卸內(nèi)置組合模具，前梁到前緣為一組模塊，后梁到后緣為一組模塊， 對于多梁結(jié)構(gòu)，梁與梁之間為一組模塊，前后模組分別山6塊模具和一條中心滑軌組成，中 間模組由8塊模具和一條中心滑軌組成，利用固定模具塊通栓固定組裝前組模具和后組模具；
2、 所述的纖維鋪設(shè)順序如下(l)先分開各組模具，在橫向隔框凹槽內(nèi)采用纏繞法鋪設(shè) 隔框凹槽纖維，纖維鋪設(shè)方向與凹槽方向一致；(2)鋪設(shè)完隔框凹槽纖維后鋪設(shè)縱梁腹板纖 維，纖維鋪設(shè)方向與縱梁縱向成45度角；(3)利用夾具合攏前后模具組，鋪設(shè)縱梁翼板纖維， 纖維鋪設(shè)方向與縱梁縱向成0度角；(4)鋪設(shè)蒙皮纖維，纖維鋪設(shè)方向與縱梁縱向成45度角；
(5)外置真空膜注脂吸真空；(6)利用儀器檢查內(nèi)部氣孔缺陷；(7)震動排除缺陷；(8)加 熱固化；
3、 所述的固化后，拆下固定通栓和夾具，先取出前組模具的中心滑軌8、后組模具的中
心滑軌13，然后，采用向中心串動法依次取出各組模具塊，最后修補(bǔ)通栓工藝孔和表面缺陷，
完成整體機(jī)翼；
5、所述的纖維樹脂基復(fù)合材料和"I"字形合金板組合體中，纖維可以是碳纖維、硼纖 維、E—玻璃纖維、芳綸纖維，樹脂為液態(tài)環(huán)氧樹脂，梁是"I"字形合金板和復(fù)合材料組合 體為腹板的"工"字形結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明成形工藝是針對飛機(jī)機(jī)翼及巨型風(fēng)力葉片成形工藝而言。本發(fā)明工藝與傳統(tǒng)工藝 有著本質(zhì)的區(qū)別。傳統(tǒng)成形工藝是先組裝翼型金屬框架，框架中有梁、肋板、長桁；之后再 鉚接或膠接蒙皮，所需零件數(shù)量較多，工藝復(fù)雜，效率低；同時(shí)重量大，耐蝕能力、耐疲勞 能力低，運(yùn)營成本高。本發(fā)明的翼型成形有如下特點(diǎn)。1、是采用纖維樹脂基復(fù)合材料和"I" 字形合金板組合體，纖維可以是碳纖維、硼纖維、E—玻璃纖維、芳綸纖維，樹脂為液態(tài)環(huán)氧 樹脂；2、其在成形方法上采用內(nèi)置可分組拆卸組合模具；3、因?yàn)橐硇统尚魏笠褍?nèi)模塊從 中腔內(nèi)取出，因此取消了橫向肋板，代之的是與蒙皮一起固化成形的T形框架，我們稱之為 T形隔框；4、梁是"I"字形合金板和復(fù)合材料組合體為腹板的"工"字形結(jié)構(gòu)，使翼型具 有較高的剛度和強(qiáng)度；5、從組合模具外側(cè)看，在所有隔框、縱梁位置設(shè)置了上述框架成形所 需的凹槽；6、最后外置真空膜，采用真空膜壓法注脂成形。
通過采用上述工藝制造的飛機(jī)機(jī)翼與傳統(tǒng)工藝相比，零件數(shù)量減少了 99%，僅由包括口 蓋在內(nèi)的兒個(gè)零件組成，重量減少50%，生產(chǎn)周期縮短超過80%，成本降低30%，抗蝕能力、 抗疲勞能力提高2倍以上，因而提高了安全系數(shù)，降低了運(yùn)營成本。
(四)


圖1為具體實(shí)施方式
的模具示意圖2是隔框凹槽纖維16、 20和縱梁腹板纖維17、 19鋪設(shè)完后即將與縱梁"I"字形合金 板18組合在一起示意圖3是前后模具組通過夾具22組合在一起，鋪設(shè)翼板纖維23和蒙皮纖維21示意圖； 圖4是固化成形后，拆下通栓和中心滑軌示意圖； 圖5是拆下全部模具后的翼型示意圖； 圖6是翼型在固化時(shí)的橫向剖面示意圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一歩的說明
圖1-圖6為單梁翼型結(jié)構(gòu)，多梁翼型結(jié)構(gòu)與之成形原理相同。結(jié)合圖l，本實(shí)施例模具
包括可拆卸內(nèi)置組合模具，前梁到前緣為一組模塊，后梁到后緣為一組模塊，對于多梁結(jié)構(gòu)，
梁與梁之間為一組模塊，前后模組分別由6塊模具和--條中心滑軌組成，前組模具包括橫向 隔框凹槽l、"工"字形梁翼板凹槽2、前組模具的前緣成形模6、前組模具的上下成形模7、
前組模具的中心滑軌8、前組模具的縱梁上下成形模9和前組模具的縱梁腹板成形模10，后 組模具包括"工"字形梁翼板凹槽3、橫向隔框凹槽4、后組模具的縱梁上下成形模11、后 組模具的縱梁腹板成形模12、后組模具的中心滑軌13、后組模具的上下成形模14和后組模 具的后緣成形模15，屮間模組由8塊模具和一條中心滑軌組成。利用固定模具塊通栓5固定 組裝前組模具和后組模具。
結(jié)合圖2，圖2展示的是隔框凹槽纖維16、 20和縱梁腹板纖維17、 19鋪設(shè)完后即將與 縱梁"I"字形合金板18組合在一起。圖3展示的是甜后模具組通過夾具22組合在起，鋪 設(shè)翼板纖維23和蒙皮纖維21。
纖維鋪設(shè)順序如下(1)先分丌各組模具，在橫向隔框凹槽內(nèi)采用纏繞法鋪設(shè)隔框凹槽 纖維16、 20，纖維鋪設(shè)方向與凹槽方向一致；(2)鋪設(shè)完隔框凹槽纖維16、 20后鋪設(shè)縱梁 腹板纖維17、 19，纖維鋪設(shè)方向與縱梁縱向成45度角(結(jié)合圖2); (3)利用夾具22合龍前 后模具組，鋪設(shè)縱梁翼板纖維23，纖維鋪設(shè)方向與縱梁縱向成0度角；(4)鋪設(shè)蒙皮纖維21 ， 纖維鋪設(shè)方向與縱梁縱向成45度角(結(jié)合圖3); (5)外置真空膜注脂吸真空；(6)利用儀 器檢査內(nèi)部氣孔缺陷；(7)震動排除缺陷；(8)加熱固化。
完全固化后，拆下固定通栓和夾具，依據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)先取出甜組模具的中心滑軌8、 后組模具的中心滑軌13 (結(jié)合圖4，圖4展示的是凼化成形后，拆下通栓和中心滑軌)，然后， 采用向中心串動法依次取出各組模具塊(結(jié)合圖4、圖5，圖5展7K的是拆K全部模具后的翼 型)。
最后修補(bǔ)通栓工藝孔和表面缺陷，完成整體機(jī)翼。
權(quán)利要求
1、一種翼型框架與蒙皮一次性固化成形工藝方法，其特征在于采用內(nèi)置可拆卸分組模具，模具在橫向上由縱梁分割形成不同的模具組，每組由一組模塊和中心滑軌組成，每組中的模塊與其中心滑軌可相互滑動并在成形后依次從型腔中取出；在所有隔框、縱梁處設(shè)有與框架外形一致的凹槽；翼型縱梁腹板為復(fù)合材料與“I”形合金板的組合體；隔框纖維采用纏繞法在凹槽內(nèi)鋪設(shè)腹板纖維45度角鋪設(shè)；翼板纖維0度角鋪設(shè)；蒙皮纖維45度角鋪設(shè)；完成框架纖維鋪設(shè)后，統(tǒng)一鋪設(shè)蒙皮纖維，與隔框一樣形成口蓋邊緣框；之后在外表面置真空袋，采用真空膜壓法注脂成形，根據(jù)纖維樹脂基體復(fù)合工藝要求利用電子束加熱或在高溫爐中加熱或常溫固化技術(shù)實(shí)現(xiàn)框架與蒙皮一次性固化成形。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翼型框架與蒙皮一次性固化成形工藝方法，其特征在于所述的采用 可拆卸內(nèi)置組合模具，前梁到前緣為一組模塊，后梁到后緣為一組模塊，對于多梁結(jié)構(gòu)， 梁與梁之間為一組模塊，前后模組分別由6塊模具和一條中心滑軌組成，中間模組由8塊 模具和一條中心滑軌組成，利用固定模具塊通栓固定組裝前組模具和后組模具。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的翼型框架與蒙皮一次性固化成形工藝方法，其特征在于所述的纖維 鋪設(shè)順序如下(1)先分開各組模具，在橫向隔框凹槽內(nèi)采用纏繞法鋪設(shè)隔框凹槽纖維， 纖維鋪設(shè)方向與凹槽方向一致；(2)鋪設(shè)完隔框凹槽纖維后鋪設(shè)縱梁腹板纖維，纖維鋪設(shè) 方向與縱梁縱向成45度角；(3)利用夾具合攏前后模具組，鋪設(shè)縱梁翼板纖維，纖維鋪 設(shè)方向與縱梁縱向成0度角；(4)鋪設(shè)蒙皮纖維，纖維鋪設(shè)方向與縱梁縱向成45度角；(5)外置真空膜注脂吸真空；(6)利用儀器檢査內(nèi)部氣孔缺陷；(7)震動排除缺陷；(8) 加熱固化。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的翼型框架與蒙皮一次性固化成形工藝方法，其特征在于所述的固化 后，拆下固定通栓和夾具，先取出前組模具的中心滑軌8、后組模具的中心滑軌13，然后， 采用向中心串動法依次取出各組模具塊，最后修補(bǔ)通栓工藝孔和表面缺陷，完成整體機(jī)翼。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的翼型框架與蒙皮一次性固化成形工藝方法，其特征在于所述的纖維 樹脂基復(fù)合材料和"I"字形合金板組合體中，纖維可以是碳纖維、硼纖維、E—玻璃纖維、 芳綸纖維，樹脂為液態(tài)環(huán)氧樹脂，梁是"I"字形合金板和復(fù)合材料組合體為腹板的"工" 字形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種翼型框架與蒙皮一次性固化成形工藝方法。它采用內(nèi)置可拆卸分組模具，模具在橫向上由縱梁分割形成不同的模具組，每組由一組模塊和中心滑軌組成，每組中的模塊與其中心滑軌可相互滑動并在成形后依次從型腔中取出；在所有隔框、縱梁處設(shè)有與框架外形一致的凹槽；翼型縱梁腹板為復(fù)合材料與“I”形合金板的組合體；隔框纖維采用纏繞法在凹槽內(nèi)鋪設(shè)；完成框架纖維鋪設(shè)后，統(tǒng)一鋪設(shè)蒙皮纖維，與隔框一樣形成口蓋邊緣框；之后在外表面置真空袋，采用真空膜壓法注脂成形，根據(jù)纖維樹脂基體復(fù)合工藝要求利用電子束加熱或在高溫爐中加熱或常溫固化技術(shù)實(shí)現(xiàn)框架與蒙皮一次性固化成形。本發(fā)明零件少，重量少，生產(chǎn)周期短，成本低，抗蝕能力、抗疲勞能力提高2倍以上，安全系數(shù)高。
文檔編號B64F5/00GK101342942SQ20081013697
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者張玉龍, 馬獻(xiàn)林 申請人:馬獻(xiàn)林;張玉龍