專利名稱：復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件的制造技術(shù)，特別涉及到一種復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件通常是指內(nèi)部設(shè)置有工字墻加強筋，外側(cè)設(shè)置有上、下兩張蒙皮的多腔整體結(jié)構(gòu)，上、下蒙皮間由工字梁加強筋支撐。現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件采用分別制造成型上、下蒙皮和工字梁加強筋，再采用鉚接工藝將上、下蒙皮和工字梁加強筋連接在一起。由于鉚接工藝的連接為點連接，上、下蒙皮與加強工字梁加強筋之間的連接也為點連接，因此，其連接強度十分有限，整體結(jié)構(gòu)強度也受到影響。顯然，現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件的制造方法存在著上、下蒙皮與工字梁之間為點連接和整體結(jié)構(gòu)強度不佳等問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法存在的上、下蒙皮與工字梁之間為點連接和整體結(jié)構(gòu)強度不佳等問題，本發(fā)明提出一種復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法。本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，采用蒙皮成形鋼模板分別制作上、下蒙皮并固化處理，采用工字梁加強筋成型鋼模制作工字梁加強筋但不進(jìn)行固化處理，采用工字梁軟模鋼模制備工字梁橡膠軟膜并固化處理，然后，將上、下蒙皮和工字梁加強筋組合件組合成多腔結(jié)構(gòu)件后在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行固化處理，所述工字梁加強筋組合件是指兩件內(nèi)空處裝入工字梁軟模的工字梁加強筋坯件背靠背放置在一起所形成的組合件。進(jìn)一步的，本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法工字梁加強筋坯件的橫斷面形狀為“]”形。進(jìn)一步的，本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法上、下蒙皮在熱壓罐內(nèi)固化處理的工藝條件為固化溫度180°C 200°C，固化壓力O. 4MPa^0. 6Mpa。進(jìn)一步的，本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法多腔結(jié)構(gòu)件在熱壓罐內(nèi)固化處理的工藝條件為固化溫度180°C 200°C，固化壓力O. 4MPa^0. 6Mpa。進(jìn)一步的，本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，包括以下步驟
51:分別制作上、下蒙皮成形鋼模各一套，包括框架和模板，所述模板為剛性平板，所述框架為剛性支承架，框架與模板焊接形成一整體；
分別制作工字梁加強筋成形鋼模和工字梁軟模成形鋼模各一套，其橫斷面形狀均為“]”形，且工字梁加強筋成形鋼模的高度與工字梁軟模成形鋼模的高度相匹配，即成型后的工字梁加強筋的內(nèi)空長度與成型后的工字梁軟模高度相同；
52:采用工字梁軟模鋼模制備工字梁軟膜，主體材料為片狀橡膠，單層厚度I. 5mm，層數(shù)為兩層，在兩層橡膠片之間使用3層單層厚度為O. 2mm的玻璃布預(yù)浸料增強，在熱壓罐內(nèi)以180°C和O. 50MPa的條件進(jìn)行軟模固化；. 53:采用上、下蒙皮成形鋼模分別制作上、下蒙皮，包括
.531:在上、下蒙皮成形鋼模板上鋪疊預(yù)浸料，即成型坯料，并在預(yù)浸料上依次覆蓋隔離膜、透氣氈和真空袋，采用密封膩子條將真空袋密封；
. 532:抽真空并固化，固化溫度180°C 200°C，固化壓力O. 4MPa^0. 6Mpa ；
.S33:對固化后的蒙皮進(jìn)行厚度測量和無損檢測后備用，要求蒙皮內(nèi)部質(zhì)量良好、無缺陷，且厚度準(zhǔn)確；. .. 54:采用工字梁加強筋成型鋼模鋪疊工字梁坯件，包括
.541:在工字梁加強筋成形模上鋪疊坯料，每一件工字梁加強筋坯件的橫斷面形狀為“]”形，兩件工字梁加強筋坯件背靠背組合成一件工字梁加強筋；
. 542:將組合后的工字梁加強筋進(jìn)行預(yù)壓，但不進(jìn)行固化處理；
.543:取下預(yù)壓后工字梁加強筋坯料，并在工字梁加強筋內(nèi)空處裝入步驟S2制備的工字梁軟模，即成為工字梁加強筋組合件；
. 55:復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件成形，包括
.551:依下列次序?qū)Χ嗲唤Y(jié)構(gòu)件及成形模進(jìn)行組合，即下蒙皮成形鋼模、步驟S3制作的下蒙皮、步驟S4制作的工字梁加強筋組合件、步驟S3制作的上蒙皮、上蒙皮成形鋼模；
.552:在步驟S51的組合梯上覆蓋透氣氈和真空袋，并采用密封膩子條將真空袋密封
.553:在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行固化處理，固化溫度180°C 200°C，固化壓力O. 4MPa^0. 6Mpa ；
.56:復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件脫模，包括
.561:拆除真空袋及透氣氈，吊離上蒙皮成型鋼模，取出工字梁軟模；. .562:從下蒙皮成形鋼模上取下已經(jīng)成形好的復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件；
.57:按照尺寸要求切除零件周邊的余量后即可得到復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件；
. 58:檢驗、包裝、入庫。本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法的有益技術(shù)效果是制成的復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件為整體結(jié)構(gòu)，強度和剛性均得到有效提高，且不需用螺釘、鉚釘?shù)冗B接件，減少了裝配
工作量。


附圖I是復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件的剖面示意 附圖2是本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法下蒙皮成形工序的示意 附圖3是本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法組合后裝入軟膜的工字梁加強筋剖面示意 附圖4是本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法多腔結(jié)構(gòu)件及成形模組合的示意圖。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法作進(jìn)一步的說明。
具體實施例方式附圖I是復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件的剖面示意圖，圖中，I為上蒙皮，2為下蒙皮，3為工字梁加強筋。由圖可知，復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件通常是指內(nèi)部設(shè)置有工字梁加強筋，外側(cè)設(shè)置有上、下兩張蒙皮的多腔整體結(jié)構(gòu)，上、下蒙皮間由工字梁支撐。現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件采用分別制造成型上、下蒙皮和工字梁加強筋，再采用鉚接工藝將上、下蒙皮和工字梁加強筋連接在一起。由于鉚接工藝的連接為點連接，上、下蒙皮與加強工字梁加強筋之間的連接也為點連接，因此，其連接強度十分有限，整體結(jié)構(gòu)強度也受到影響。顯然，現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件的制造方法存在著上、下蒙皮與工字梁之間為點連接和整體結(jié)構(gòu)強度不佳等問題。附圖2是本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法下蒙皮成形工序的示意圖，圖中，4為成形鋼模框架，5為成形模板，6為透氣氈，7為真空袋，8為密封膩子條，A為下蒙皮。由圖可知，本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造 方法上、下蒙皮的成形工序，包括
531:在上、下蒙皮成形鋼模板上鋪疊預(yù)浸料，即成型坯料，并在預(yù)浸料上依次覆蓋隔離膜、透氣氈和真空袋，采用密封膩子條將真空袋密封；
532:抽真空并固化，固化溫度180°C 200°C，固化壓力O. 4MPa^0. 6Mpa ；
S33:對固化后的蒙皮進(jìn)行厚度測量和無損檢測后備用，要求蒙皮內(nèi)部質(zhì)量良好、無缺陷，且厚度準(zhǔn)確。附圖3是本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法組合后裝入軟膜的工字梁加強筋剖面示意圖，圖中，9、9'分別為左、右工字梁軟模，C、C'分別為左、右工字梁加強筋坯件。由圖可知，本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法采用兩件工字梁加強筋坯件背靠背組合成一件工字梁加強筋，每一件工字梁加強筋坯件的截面形狀均為“[”形，為保證工字梁加強筋能夠承受成形、固化過程中的壓力，在每一工字梁加強筋坯件的內(nèi)空處裝入了工字梁軟模。附圖4是本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法多腔結(jié)構(gòu)件及成形模組合的示意圖，圖中，4、4'分別為下、上蒙皮成形鋼?？蚣?，5、5'分別為下、上蒙皮成形模板，9、9'分別為左、右工字梁軟模，A為下蒙皮，B為上蒙皮，C、C'分別為左、右工字梁加強筋坯件。結(jié)合附圖2、3和4可知，本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，采用蒙皮成形鋼模板分別制作上、下蒙皮并固化處理，采用工字梁加強筋成型鋼模制作工字梁加強筋但不進(jìn)行固化處理，采用工字梁軟模鋼模制備工字梁橡膠軟膜并固化處理，然后，將上、下蒙皮和工字梁加強筋組合件組合成多腔結(jié)構(gòu)件后在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行固化處理，所述工字梁加強筋組合件是指兩件內(nèi)空處裝入工字梁軟模的工字梁加強筋坯件背靠背放置在一起所形成的組合件。并且，本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法工字梁加強筋坯件的橫斷面形狀為“]”形。上、下蒙皮和多腔結(jié)構(gòu)件在熱壓罐內(nèi)固化處理的工藝條件均為固化溫度1800C 200°C，固化壓力 O. 4MPa O. 6Mpa。本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，包括以下步驟
Si:分別制作上、下蒙皮成形鋼模各一套，包括框架和模板，所述模板為剛性平板，所述框架為剛性支承架，框架與模板焊接形成一整體；
分別制作工字梁加強筋成形鋼模和工字梁軟模成形鋼模各一套，其橫斷面形狀均為“]”形，且工字梁加強筋成形鋼模的高度與工字梁軟模成形鋼模的高度相匹配，即成型后的工字梁加強筋的內(nèi)空長度與成型后的工字梁軟模高度相同；
52:采用工字梁軟模鋼模制備工字梁軟膜，主體材料為片狀橡膠，單層厚度I. 5mm，層數(shù)為兩層，在兩層橡膠片之間使用3層單層厚度為O. 2mm的玻璃布預(yù)浸料增強，在熱壓罐內(nèi)以180°C和O. 50MPa的條件進(jìn)行軟模固化；
53:采用上、下蒙皮成形鋼模分別制作上、下蒙皮，包括531:在上、下蒙皮成形鋼模板上鋪疊預(yù)浸料，即成型坯料，并在預(yù)浸料上依次覆蓋隔離膜、透氣氈和真空袋，采用密封膩子條將真空袋密封；
532:抽真空并固化，固化溫度180°C 200°C，固化壓力O. 4MPa^0. 6Mpa ；
S33:對固化后的蒙皮進(jìn)行厚度測量和無損檢測后備用，要求蒙皮內(nèi)部質(zhì)量良好、無缺陷，且厚度準(zhǔn)確；
54:采用工字梁加強筋成型鋼模鋪疊工字梁坯件，包括
541:在工字梁加強筋成形模上鋪疊坯料，每一件工字梁加強筋坯件的橫斷面形狀為“]”形，兩件工字梁加強筋坯件背靠背組合成一件工字梁加強筋； 542:將組合后的工字梁加強筋進(jìn)行預(yù)壓，但不進(jìn)行固化處理；
543:取下預(yù)壓后工字梁加強筋坯料，并在工字梁加強筋內(nèi)空處裝入步驟S2制備的工字梁軟模，即成為工字梁加強筋組合件；
55:復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件成形，包括
551:依下列次序?qū)Χ嗲唤Y(jié)構(gòu)件及成形模進(jìn)行組合，即下蒙皮成形鋼模、步驟S3制作的下蒙皮、步驟S4制作的工字梁加強筋組合件、步驟S3制作的上蒙皮、上蒙皮成形鋼模；
552:在步驟S51的組合梯上覆蓋透氣氈和真空袋，并采用密封膩子條將真空袋密封
553:在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行固化處理，固化溫度180°C 200°C，固化壓力O. 4MPa^0. 6Mpa ；
56:復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件脫模，包括
561:拆除真空袋及透氣氈，吊離上蒙皮成型鋼模，取出工字梁軟模；
562:從下蒙皮成形鋼模上取下已經(jīng)成形好的復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件；
57:按照尺寸要求切除零件周邊的余量后即可得到復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件；
58:檢驗、包裝、入庫。本發(fā)明復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法的有益技術(shù)效果是制成的復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件為整體結(jié)構(gòu)，強度和剛性均得到有效提高，且不需用螺釘、鉚釘?shù)冗B接件，減少了裝配
工作量。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，其特征在于采用蒙皮成形鋼模板分別制作上、下蒙皮并固化處理，采用工字梁加強筋成型鋼模制作工字梁加強筋但不進(jìn)行固化處理，采用工字梁軟模鋼模制備工字梁橡膠軟膜并固化處理，然后，將上、下蒙皮和工字梁加強筋組合件組合成多腔結(jié)構(gòu)件后在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行固化處理，所述工字梁加強筋組合件是指兩件內(nèi)空處裝入工字梁軟模的工字梁加強筋坯件背靠背放置在一起所形成的組合件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，其特征在于工字梁加強筋坯件的橫斷面形狀為“]”形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，其特征在于上、下蒙皮在熱壓罐內(nèi)固化處理的工藝條件為固化溫度180°C 200°C，固化壓力0. 4MPa^0. 6Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，其特征在于多腔結(jié)構(gòu)件在熱壓罐內(nèi)固化處理的工藝條件為固化溫度180°C 200°C，固化壓力0. 4MPa^0. 6Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，其特征在于該制造方法包括以下步驟 51:分別制作上、下蒙皮成形鋼模各一套，包括框架和模板，所述模板為剛性平板，所述框架為剛性支承架，框架與模板焊接形成一整體； 分別制作工字梁加強筋成形鋼模和工字梁軟模成形鋼模各一套，其橫斷面形狀均為“]”形，且工字梁加強筋成形鋼模的高度與工字梁軟模成形鋼模的高度相匹配，即成型后的工字梁加強筋的內(nèi)空長度與成型后的工字梁軟模高度相同； 52:采用工字梁軟模鋼模制備工字梁軟膜，主體材料為片狀橡膠，單層厚度I. 5mm，層數(shù)為兩層，在兩層橡膠片之間使用3層單層厚度為0. 2mm的玻璃布預(yù)浸料增強，在熱壓罐內(nèi)以180°C和0. 50MPa的條件進(jìn)行軟模固化； 53:采用上、下蒙皮成形鋼模分別制作上、下蒙皮，包括 531:在上、下蒙皮成形鋼模板上鋪疊預(yù)浸料，即成型坯料，并在預(yù)浸料上依次覆蓋隔離膜、透氣氈和真空袋，采用密封膩子條將真空袋密封； 532:抽真空并固化，固化溫度180°C 200°C，固化壓力0. 4MPa^0. 6Mpa ； 533:對固化后的蒙皮進(jìn)行厚度測量和無損檢測后備用，要求蒙皮內(nèi)部質(zhì)量良好、無缺陷，且厚度準(zhǔn)確； 54:采用工字梁加強筋成型鋼模鋪疊工字梁坯件，包括 541:在工字梁加強筋成形模上鋪疊坯料，每一件工字梁加強筋坯件的橫斷面形狀為“]”形，兩件工字梁加強筋坯件背靠背組合成一件工字梁加強筋； 542:將組合后的工字梁加強筋進(jìn)行預(yù)壓，但不進(jìn)行固化處理； 543:取下預(yù)壓后工字梁加強筋坯料，并在工字梁加強筋內(nèi)空處裝入步驟S2制備的工字梁軟模，即成為工字梁加強筋組合件； 55:復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件成形，包括 551:依下列次序?qū)Χ嗲唤Y(jié)構(gòu)件及成形模進(jìn)行組合，即下蒙皮成形鋼模、步驟S3制作的下蒙皮、步驟S4制作的工字梁加強筋組合件、步驟S3制作的上蒙皮、上蒙皮成形鋼模； 552:在步驟S51的組合梯上覆蓋透氣氈和真空袋，并采用密封膩子條將真空袋密封 553:在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行固化處理，固化溫度180°C 200°C，固化壓力0. 4MPa^0. 6Mpa ； 56:復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件脫模，包括.561:拆除真空袋及透氣氈，吊離上蒙皮成型鋼模，取出工字梁軟模；.562:從下蒙皮成形鋼模上取下已經(jīng)成形好的復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件；.57:按照尺寸要求切除零件周邊的余量后即可得到復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件；.58:檢驗、包裝、入庫。
全文摘要
為解決現(xiàn)有技術(shù)復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法存在的上、下蒙皮與工字梁之間為點連接和整體結(jié)構(gòu)強度不佳等問題，本發(fā)明提出一種復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件制造方法，采用蒙皮成形鋼模板分別制作上、下蒙皮并固化處理，采用工字梁加強筋成型鋼模制作工字梁加強筋但不進(jìn)行固化處理，采用工字梁軟模鋼模制備工字梁橡膠軟膜并固化處理，然后，將上、下蒙皮和工字梁加強筋組合件組合成多腔結(jié)構(gòu)件后在熱壓罐內(nèi)進(jìn)行固化處理。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是制成的復(fù)合材料多腔結(jié)構(gòu)件為整體結(jié)構(gòu)，強度和剛性均得到有效提高，且不需用螺釘、鉚釘?shù)冗B接件，減少了裝配工作量。
文檔編號B29C70/54GK102963009SQ20121052813
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者程勇, 崔博, 羅輯 申請人:成都飛機工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司