復(fù)合材料r角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝及成型方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝及成型方法，所述工裝由成形模、起膜片、固定塊和手搖臂構(gòu)成，由成形模的型面和固定塊上的凸出型面結(jié)合形成待壓制的零度纖維束的模腔，在成型時(shí)，根據(jù)R角填充區(qū)尺寸選出與其匹配的成形模和固定塊，根據(jù)R角填充區(qū)面積計(jì)算出所需零度纖維束的量，將零度纖維束預(yù)浸料卷成圓柱狀并塞入到由成形模的型面和固定塊上的凸出型面結(jié)合形成的模腔內(nèi)，利用手搖臂帶動(dòng)成形模轉(zhuǎn)動(dòng)，將零度纖維束壓制成所需要的形狀，最后利用起膜片將壓制完成的零度纖維束從模腔內(nèi)取出。由于成型模和固定塊所組成的模腔的精度由數(shù)控加工提供，因此可以保證R角零度纖維束所需要的尺寸質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝及成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝及其成型方法，屬于復(fù)合材料制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)桁、梁、肋等復(fù)合材料制件是飛機(jī)承力構(gòu)件中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)件。在這些結(jié)構(gòu)件中存在著大量的R角零度纖維束填充區(qū)。如何控制R角填充區(qū)的填充質(zhì)量對(duì)復(fù)合材料制件的成型質(zhì)量具有重要意義，因此為保證制件成型質(zhì)量，需對(duì)R角零度纖維束采用必要的成型方法。
[0003]現(xiàn)有復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型方法包括人工滾壓成型法和真空壓制成型法。在人工滾壓成型法中，首先將零度纖維束預(yù)浸料卷成圓柱狀，然后通過(guò)人工方式，將兩根表面光潔的金屬圓棒(半徑與填充區(qū)R角半徑相適)相向滾壓成型。此種成型方法因?yàn)槿斯な┕ちΧ鹊牟煌?，造成成型質(zhì)量具有偶然性，不能?chē)?yán)格控制零度纖維束的成型尺寸質(zhì)量。且R角填充區(qū)半徑通常在1mm之內(nèi)，導(dǎo)致使用的金屬圓棒直徑不超過(guò)20mm，增加了金屬圓棒的使用難度，降低了工作效率。
[0004]真空壓制成型法，是在真空腔中放置多根與R角填充區(qū)半徑相適的金屬圓棒，然后將卷成圓柱狀的零度纖維束填充在金屬圓棒之間，利用抽真空的方式將零度纖維束壓制成型。此方法與人工滾壓成型相比，雖然減少了人工偶然因素的影響，但是在使用過(guò)程中，一組真空成型工裝只能針對(duì)一種特定的R角零度纖維束。如果零度纖維束的長(zhǎng)度或者R角半徑發(fā)生變化，則所需真空腔和金屬圓棒都需要更換。而且大量制作R角零度纖維束時(shí)，為保證真空度，還需要經(jīng)常更換真空輔料。此外，真空成型法需要制備較大的真空成型工裝，導(dǎo)致占地面積大。因此真空壓制成型法雖然可以保證成型質(zhì)量，但是由于其適應(yīng)范圍窄、生產(chǎn)成本高、占地面積大而限制了此方法在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝及成型方法，可有效保證R角零度纖維束的成型質(zhì)量。
[0006]通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝，由成形模、起膜片、固定塊和手搖臂構(gòu)成，其中成形模呈車(chē)輪狀且中心設(shè)有軸孔，手搖臂上的軸與成形模上的軸孔裝配連接，成形模圓柱表面作為型面，該型面為沿周向制有零度纖維束的R角填充區(qū)，成形模通過(guò)軸孔及軸被固定在固定塊上，在固定塊上設(shè)有凸出型面，由成形模的型面和固定塊上的凸出型面結(jié)合形成待壓制的零度纖維束的模腔，起膜片的一端呈尖角狀。
[0007]本發(fā)明的目的之二是提供一種復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型方法。
[0008]通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型方法，其采用了上述成型工裝，包括以下步驟:
(I)根據(jù)R角填充區(qū)尺寸選出與其匹配的成形模和固定塊； (2)根據(jù)R角填充區(qū)面積計(jì)算出所需零度纖維束的量；
(3)將零度纖維束預(yù)浸料卷成圓柱狀并塞入到由成形模的型面和固定塊上的凸出型面結(jié)合形成的模腔內(nèi)；
(4)利用手搖臂帶動(dòng)成形模轉(zhuǎn)動(dòng)，將零度纖維束壓制成所需要的形狀；
(5)利用起膜片將壓制完成的零度纖維束從模腔內(nèi)取出。
[0009]本發(fā)明的有益效果:(1)成型模和固定塊所組成的模腔的精度由數(shù)控加工提供，因此可以保證R角零度纖維束所需要的尺寸質(zhì)量，排除人為因素的影響；(2)由于成型模在壓制過(guò)程中可不斷轉(zhuǎn)動(dòng)，因此零度纖維束的成型長(zhǎng)度不受限制，同時(shí)可以明顯提高生產(chǎn)效率；(3)如果零度纖維束所需的R角半徑發(fā)生變化，只需要更換成型模和固定塊即可，既擴(kuò)大了適用范圍，又降低了生產(chǎn)成本；(4)本成型工裝及成型方法簡(jiǎn)單實(shí)用，生產(chǎn)過(guò)程中可快速組裝完畢并投入使用，而且可有效減小占地面積。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝示意圖。
[0011]圖2為成型模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3為固定塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為手搖臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖5為起膜片的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1至圖5所示，復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝，由成形模1、起膜片2、固定塊3和手搖臂4構(gòu)成，其中成形模I呈車(chē)輪狀且中心設(shè)有軸孔，手搖臂4上的軸與成形模I上的軸孔裝配連接，成形模I圓柱表面作為型面，該型面為沿周向制有零度纖維束的R角填充區(qū)，成形模I通過(guò)軸孔及軸被固定在固定塊3上，在固定塊3上設(shè)有凸出型面，由成形模I的型面和固定塊3上的凸出型面結(jié)合形成待壓制的零度纖維束的模腔，起膜片2的一立而呈尖角狀。
[0016]復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型方法，其采用了上述成型工裝，包括以下步驟:
(1)根據(jù)R角填充區(qū)尺寸選出與其匹配的成形模I和固定塊3；
(2)根據(jù)R角填充區(qū)面積計(jì)算出所需零度纖維束的量；
(3)將零度纖維束預(yù)浸料卷成圓柱狀并塞入到由成形模I的型面和固定塊3上的凸出型面結(jié)合形成的模腔內(nèi)；
(4)利用手搖臂4帶動(dòng)成形模I轉(zhuǎn)動(dòng)，將零度纖維束壓制成所需要的形狀；
(5)利用起膜片2將壓制完成的零度纖維束從模腔內(nèi)取出。
【權(quán)利要求】
1.復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝，其特征在于:由成形模(I)、起膜片(2)、固定塊(3)和手搖臂(4)構(gòu)成，其中成形模(I)呈車(chē)輪狀且中心設(shè)有軸孔，手搖臂(4)上的軸與成形模(I)上的軸孔裝配連接，成形模(I)圓柱表面作為型面，該型面為沿周向制有零度纖維束的R角填充區(qū)，成形模(I)通過(guò)軸孔及軸被固定在固定塊(3)上，在固定塊(3)上設(shè)有凸出型面，由成形模(I)的型面和固定塊(3)上的凸出型面結(jié)合形成待壓制的零度纖維束的模腔，起膜片(2)的一端呈尖角狀。
2.一種復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型方法，采用了權(quán)利要求1所述復(fù)合材料R角增強(qiáng)用零度纖維束成型工裝，其特征在于，包括以下步驟: (1)根據(jù)R角填充區(qū)尺寸選出與其匹配的成形模(I)和固定塊(3); (2)根據(jù)R角填充區(qū)面積計(jì)算出所需零度纖維束的量； (3)將零度纖維束預(yù)浸料卷成圓柱狀并塞入到由成形模(I)的型面和固定塊(3)上的凸出型面結(jié)合形成的模腔內(nèi)； (4)利用手搖臂(4)帶動(dòng)成形模(I)轉(zhuǎn)動(dòng)，將零度纖維束壓制成所需要的形狀； (5)利用起膜片(2)將壓制完成的零度纖維束從模腔內(nèi)取出。
【文檔編號(hào)】B29C70/42GK104260371SQ201410465712
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】蒲永偉, 馬剛, 程凱, 許朋 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司