復(fù)合材料三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)成型工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合材料三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料機(jī)翼壁板，復(fù)合材料機(jī)身壁板等飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，往往都設(shè)計(jì)成加筋結(jié)構(gòu)的形式。這些加筋結(jié)構(gòu)在筋條與蒙皮的連接處，存在一個(gè)三角區(qū)。三角區(qū)的形狀，這里定義為:有一個(gè)圓弧的三角區(qū)定義為單圓弧三角區(qū)；有兩個(gè)圓弧的三角區(qū)定義為雙圓弧三角區(qū)。通常的復(fù)合材料壁板制造成型過程中，三角填充區(qū)是這樣制造的:采用零度纖維，根據(jù)三角區(qū)面積的大小，計(jì)算填充需要零度纖維的數(shù)量，將零度纖維搓捻成圓柱狀，直接填充至三角區(qū)。封裝成型，制造出復(fù)合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)。
[0003]這樣成型的復(fù)合材料壁板結(jié)構(gòu)，通常在三角區(qū)會(huì)存在各種各樣的缺陷，例如，在三角區(qū)纖維屈曲缺陷、三角區(qū)富脂缺陷、三角區(qū)分層缺陷、三角區(qū)填充區(qū)偏移等。有試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明，復(fù)合材料缺陷60%?70%發(fā)生在三角區(qū)。而且用這種方法制造的復(fù)合材料，三角區(qū)的成型質(zhì)量難以控制，受人為因素的影響嚴(yán)重，如，零度纖維捻子條搓的松緊、圓柱度的大小，圓柱直線度的大小，不符合制造結(jié)構(gòu)的一致性原則。
[0004]復(fù)合材料機(jī)翼壁板，復(fù)合材料機(jī)身壁板是飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的大型重要結(jié)構(gòu)，三角區(qū)制造缺陷的存在可能直接導(dǎo)致產(chǎn)品無法交付；微小的尚未檢測(cè)出的三角區(qū)制造缺陷使飛機(jī)存在一定的安全隱患。因此改變傳統(tǒng)的復(fù)合材料三角區(qū)結(jié)構(gòu)的制造方法，采用三角區(qū)精確的制造技術(shù)是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為提高帶三角區(qū)復(fù)合材料的成型質(zhì)量，提出一種復(fù)合材料三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)的制造方法，來精確制造復(fù)合材料三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0006](I)成型工裝的制備
[0007]成型工裝包括左支撐滾子，右支撐滾子，滾盤，搖臂，支架，左支撐滾子、右支撐滾子和滾盤的軸線在一個(gè)垂直于支架平臺(tái)的平面內(nèi)，左支撐滾子軸線與右支撐滾子軸線垂直，滾盤置于左支撐滾子與右支撐滾子的正上方，滾盤的外表面是凸型的，其弧線的弧度與三角區(qū)單圓弧的弧線弧度相同，由左支撐滾子的母線、右支撐滾子的母線和滾盤的截面弧線圍成的型腔與三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)的橫截面相同；滾盤的軸端安裝有搖臂；左支撐滾子、右支撐滾子、滾盤通過各自的軸采用軸承固定在支架上，各軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0008](2)成型三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)
[0009]將由復(fù)合材料單向帶搓捻成的捻子條置于成型工裝的型腔中，均勻轉(zhuǎn)動(dòng)搖臂，得到需要的復(fù)合材料三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)。
[0010]左支撐滾子、右支撐滾子的高度尺寸可以不一致。
[0011]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明采用復(fù)合材料單圓弧三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)成型工裝，將零度纖維捻子條通過工裝擠壓成精確的三角區(qū)結(jié)構(gòu)形狀，在零度纖維捻子條表面與滾盤表面摩擦力的拉動(dòng)作用下，在工裝型腔的擠壓作用下，就形成了精確的復(fù)合材料單圓弧三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)。再填充進(jìn)入筋條與蒙皮連接的三角區(qū)，封裝成型，制造出高質(zhì)量的復(fù)合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的工裝和成型工藝方法，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)的精確制造。有利于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)的精確制造；有利于三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化制造；有利于提高復(fù)合材料機(jī)翼壁板，復(fù)合材料機(jī)身壁板等飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的成型質(zhì)量，降低廢品率。節(jié)約成本，提高勞動(dòng)效率。為復(fù)合材料機(jī)翼壁板，復(fù)合材料機(jī)身壁板等飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)精確制造提供了有力的保障。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的工裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明工裝的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明:該種用于復(fù)合材料單圓弧三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)制造的工裝，他是由左支撐滾子I，右支撐滾子2，滾盤3，搖臂4，支架5組成。左支撐滾子1、右支撐滾子2和滾盤3圍成工裝型腔與單圓弧三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)的橫截面精確一致；滾盤3上安裝有搖臂4 ;左支撐滾子1、右支撐滾子2、滾盤3通過各自的軸線簡(jiǎn)支固定在支架5上，各軸可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)；滾盤3的外表面是凸型的，其弧線是三角區(qū)單圓弧的弧線。采用這種成型工裝，制造復(fù)合材料單圓弧三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)的過程是這樣的:采用零度纖維，根據(jù)三角區(qū)面積的大小，計(jì)算填充需要零度纖維的數(shù)量；將零度纖維搓捻成圓柱狀；手持零度纖維捻子條，置于本工裝的型腔中，手動(dòng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)滾盤3的搖臂4。
[0015]操作時(shí)，
[0016]第一步、首先根據(jù)三角區(qū)面積的大小，計(jì)算填充但圓弧三角區(qū)需要零度纖維的數(shù)量。零度纖維可以從單向帶中直接提取。選定后的零度纖維的橫截面面積與欲成型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)三角區(qū)界面面積一致。
[0017]第二步、將零度纖維搓捻成圓柱狀。捻子條的形狀近似成圓柱狀就可以了，捻子條不要搓捻得太緊。
[0018]第三步、手持零度纖維捻子條，置于本工裝的型腔中，手動(dòng)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)滾盤3上的搖臂4。由于捻子條截面形狀與工裝型腔形狀不一致，開始時(shí)需要用一定的力量，將捻子條壓入工裝型腔中。轉(zhuǎn)動(dòng)滾盤3上的搖臂4的速度保持在30-50mm/min。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合材料三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是， (1)成型工裝的制備 成型工裝包括左支撐滾子(I)，右支撐滾子(2)，滾盤(3)，搖臂(4)，支架(5)，左支撐滾子(I)、右支撐滾子⑵和滾盤⑶的軸線在一個(gè)垂直于支架(5)平臺(tái)的平面內(nèi)，左支撐滾子(I)軸線與右支撐滾子(2)軸線垂直，滾盤(3)置于左支撐滾子(I)與右支撐滾子(2)的正上方，滾盤(3)的外環(huán)面是弧面，其弧線的弧度與三角區(qū)單圓弧的弧線弧度相同，由左支撐滾子(I)的母線、右支撐滾子(2)的母線和滾盤(3)的截面弧線圍成的型腔與三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)的橫截面相同；滾盤(3)的軸端安裝有搖臂(4);左支撐滾子(1)、右支撐滾子(2)、滾盤(3)通過各自的軸采用軸承固定在支架(5)上，各軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)； (2)成型三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu) 根據(jù)三角區(qū)面積的大小，計(jì)算填充但圓弧三角區(qū)需要零度纖維的數(shù)量，將零度纖維搓捻成圓柱狀，手持零度纖維捻子條，置于左支撐滾子(I)的母線、右支撐滾子(2)的母線和滾盤(3)的截面弧線圍成的型腔中，均勻轉(zhuǎn)動(dòng)搖臂(4)，得到需要的復(fù)合材料三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合材料三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是，左支撐滾子(I)、右支撐滾子(2)的高度尺寸可以不一致。
【專利摘要】本發(fā)明屬于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)成型工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合材料三角填充區(qū)單圓弧結(jié)構(gòu)的制造方法。本發(fā)明的工裝包括左支撐滾子，右支撐滾子，滾盤，搖臂，支架，左支撐滾子、右支撐滾和滾盤圍成工裝型腔與單圓弧三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)的橫截面精確一致；滾盤上安裝有搖臂；左支撐滾子、右支撐滾子、滾盤通過各自的軸線簡(jiǎn)支固定在支架上，各軸可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)；滾盤的外環(huán)面是弧面，其弧線是三角區(qū)單圓弧的弧線。本發(fā)明提供的工裝和成型工藝方法，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)三角區(qū)填充結(jié)構(gòu)的精確制造。
【IPC分類】B29C70/54, B29C70/34
【公開號(hào)】CN105128356
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510600469
【發(fā)明人】石慶華, 石林
【申請(qǐng)人】中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月18日