飛機用復合材料低成本簡易模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種飛機用復合材料低成本簡易模具。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，模具制造行業(yè)在設(shè)計制造模具時，大多采用金屬材料整體加工制造，材料成本及加工費用較高，當模具使用壽命較低或使用次數(shù)較少時，更是造成極大的浪費。尤其在大型、精密復合材料成型模具制造方面，由于采用成本較高的Invar材料，如何在保證制件精度要求的前提下，盡可能的降低模具成本，是模具設(shè)計和制造過程中亟待解決的難題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是在復合材料精準成型過程中，為了減少模具熱變形對復合材料制件精度的影響，可以采用熱容量較小的薄殼模具型面，而型面制作過程所需的模具若采用金屬材料整體加工制造，成本較高。本實用新型提出一種飛機用復合材料低成本簡易模具作為一種過渡工裝，主要用來制造復合材料精準成型過程中的薄殼模具型面。所采用的材料為普通鋼材，并設(shè)計為筋板網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，中間注入填充物，從而避免了整體加工制造模具的成本浪費，可以有效的節(jié)省模具材料。由于薄殼模具型面在經(jīng)由本模具制造成型后仍需進行數(shù)控拋光精加工，需要在數(shù)控機床上重新定位，因此，在成型階段，必須設(shè)計出定位基準，以便準確進行重定位，本實用新型采用制作定位工藝孔的方式解決此冋題。
[0004]本實用新型的目的是提供一種制造薄殼模具型面時使用低成本過渡工裝，即采用普通鋼材經(jīng)激光切割加工得到輪廓形狀，再以其作為筋板經(jīng)焊接或插入方工構(gòu)成網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，并使其上表面與所需薄殼模具型面一致，網(wǎng)格尺寸設(shè)計為200?300mm，網(wǎng)格內(nèi)部以填充物填充，并將填充好的上表面按模具型面進行刮型。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種飛機用復合材料低成本簡易模具，由U向筋板⑴、V向筋板(2)、模具底座
(3)、工藝耳孔底座(4)、凸形型面(5)、支撐體(6)、開槽(7)、凸形型面(8)、支撐體(9)、開槽(10)、網(wǎng)格空槽(11)、填充物(12)、工藝耳孔座支撐體(13)、工藝定位孔(14)組成，其特征在于:主要由U向筋板⑴、V向筋板⑵、模具底座(3)組成一個網(wǎng)格狀的低成本簡易模具，所用材料為普通鋼材，采用同等間隔距離的網(wǎng)格，間隔尺寸為200?300mm，網(wǎng)格數(shù)量由復合材料尺寸決定，在成型模具的每個網(wǎng)格之間的網(wǎng)格空槽(11)之間注入填充物(12)，用于模具強度的提高和快速散熱，并將填充好上表面按模具型面進行刮型；所述工藝耳孔底座(4)由工藝耳孔座支撐體(13)和工藝定位孔(14)組成，工藝定位孔(14)用于數(shù)控修正模具的重復定位，工藝耳孔底座(4)采用焊接方式剛性聯(lián)接在模具最外側(cè)的U向筋板(I)或V向筋板⑵上；所述U向筋板⑴或V向筋板(2)分別采用焊接方式與模具底座(3)剛性聯(lián)接；所述U向筋板⑴與V向筋板⑵均采用兩種結(jié)構(gòu)，U向筋板⑴采用的兩種結(jié)構(gòu)，一種是無開槽的U向筋板(1)，另一種結(jié)構(gòu)是有開槽(7)的U向筋板(1)，其中，無開槽的U向筋板主要由凸形型面(5)、支撐體(6)組成，而有開槽(7)的U向筋板主要由凸形型面(5)、支撐體(6)、開槽(7)組成；V向筋板⑵采用的兩種結(jié)構(gòu)，一種是無開槽的V向筋板(2)，另一種結(jié)構(gòu)是有開槽(10)的V向筋板(2)，其中，無開槽的V向筋板(2)主要有凸形型面(8)、支撐體(9)組成，而有開槽(10)的V向筋板(2)主要有凸形型面(8)、支撐體
(9)、開槽(10)組成；所述U向筋板⑴的凸形型面(5)和V向筋板⑵的凸形型面⑶分別與復合材料制件的相應(yīng)位置結(jié)構(gòu)的數(shù)學模型一致，通過激光切割成型；所述U向筋板(I)與V向筋板(2)采用焊接或插入方式的剛性聯(lián)接組成網(wǎng)格狀，無開槽的U向筋板(I)與無開槽的V向筋板(2)相配合采用焊接方式剛性聯(lián)接，有開槽(7)的U向筋板(I)與有開槽
(10)的V向筋板(2)相配合采用插入方式的剛性聯(lián)接。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本實用新型的筋板原材料示意圖。
[0009]圖3是本實用新型的U向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖(其中，圖3-1是本實用新型的無開槽的U向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖，圖3-2是本實用新型的有開槽的U向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖)。
[0010]圖4是本實用新型的V向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖(其中，圖4-1是本實用新型的無開槽的V向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖，圖4-2是本實用新型的有開槽的V向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖)。
[0011]圖5是本實用新型的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)示意圖(其中，圖5-1是本實用新型的焊接聯(lián)接方式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)示意圖，圖5-2是本實用新型的插入聯(lián)接方式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)示意圖)。
[0012]圖6是本實用新型的剖視圖示意圖。
[0013]1-U向筋板、2-V向筋板、3-模具底座、4-工藝耳孔底座、5-凸形型面、6-支撐體、7-開槽、8-凸形型面、9-支撐體、10-開槽、11-網(wǎng)格空槽、12-填充物、13-工藝耳孔座支撐體、14-工藝定位孔。
【具體實施方式】
[0014]本技術(shù)方案還可以通過以下技術(shù)措施來實現(xiàn)并下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述:
[0015]圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是本實用新型的剖視圖示意圖，由U向筋板(I)、v向筋板(2)、模具底座(3)、工藝耳孔底座(4)、凸形型面(5)、支撐體(6)、凸形型面(8)、支撐體(9)、網(wǎng)格空槽(11)、填充物(12)、工藝耳孔座支撐體(13)、工藝定位孔(14)組成，其特征在于:主要由U向筋板(1)、V向筋板(2)、模具底座(3)組成一個網(wǎng)格狀的低成本簡易模具，所用材料為普通鋼材，采用同等間隔距離的網(wǎng)格，間隔尺寸為200?300mm，網(wǎng)格數(shù)量由復合材料尺寸決定，在成型模具的每個網(wǎng)格之間的網(wǎng)格空槽(11)之間注入填充物(12)，一般選用水泥作為填充物(12)，用于模具的快速散熱，并將填充好上表面按模具型面進行刮型；工藝耳孔底座(4)由工藝耳孔座支撐體(13)和工藝定位孔(14)組成，工藝定位孔(14)用于數(shù)控修正模具的重復定位，工藝耳孔底座(4)采用焊接方式剛性聯(lián)接在模具最外側(cè)的U向筋板⑴或V向筋板⑵上；U向筋板⑴或V向筋板⑵分別采用焊接方式與模具底座(3)剛性聯(lián)接；U向筋板(I)與V向筋板(2)采用焊接或插入方式的剛性聯(lián)接組成網(wǎng)格狀。
[0016]圖2是本實用新型的筋板原材料示意圖，圖3是本實用新型的U向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖(其中，圖3-1是本實用新型的無開槽的U向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖，圖3-2是本實用新型的有開槽的U向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖)，采用普通鋼材經(jīng)激光切割加工得到輪廓形狀，無開槽的U向筋板⑴主要由凸形型面(5)、支撐體(6)組成；有開槽(7)的U向筋板(I)主要由凸形型面(5)、支撐體(6)、開槽(7)組成。
[0017]圖4是本實用新型的V向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖(其中，圖4-1是本實用新型的無開槽的V向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖，圖4-2是本實用新型的有開槽的V向筋板結(jié)構(gòu)組成示意圖)，無開槽的V向筋板⑵主要有凸形型面(8)、支撐體(9)組成；有開槽(10)的V向筋板(2)主要有凸形型面(8)、支撐體(9)、開槽(10)組成。
[0018]圖5-1是本實用新型的焊接聯(lián)接方式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)示意圖，主要由U向筋板(I)、V向筋板(2)、凸形型面(5)、支撐體(6)、凸形型面(8)、支撐體(9)組成，U向筋板⑴采用無開槽的，V向筋板⑵采用無開槽的，無開槽的U向筋板(I)與無開槽的V向筋板⑵相配合采用焊接方式剛性聯(lián)接。
[0019]圖5-2是本實用新型的插入聯(lián)接方式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)示意圖，主要由U向筋板⑴、V向筋板⑵、凸形型面(5)、支撐體(6)、開槽(7)、凸形型面⑶、支撐體(9)、開槽(10)組成，U向筋板⑴采用有開槽的U向筋板，V向筋板⑵采用有開槽的V向筋板，有開槽(7)的U向筋板⑴與有開槽(10)的V向筋板⑵相配合采用插入方式的剛性聯(lián)接。
【主權(quán)項】
1.一種飛機用復合材料低成本簡易模具，由U向筋板(I)、V向筋板(2)、模具底座(3)、工藝耳孔底座(4)、凸形型面(5)、支撐體(6)、開槽(7)、凸形型面(8)、支撐體(9)、開槽(10)、網(wǎng)格空槽(11)、填充物(12)、工藝耳孔座支撐體(13)、工藝定位孔(14)組成，其特征在于:主要由U向筋板(I)、V向筋板(2)、模具底座(3)組成一個網(wǎng)格狀的低成本簡易模具，所用材料為普通鋼材，采用同等間隔距離的網(wǎng)格，間隔尺寸為200?300mm，網(wǎng)格數(shù)量由復合材料尺寸決定，每個網(wǎng)格之間的網(wǎng)格空槽(11)之間注入填充物(12)，用于模具強度的提高和快速散熱，并將填充好上表面按模具型面進行刮型；所述U向筋板(I)與V向筋板(2)均采用焊接方式與模具底座⑶剛性聯(lián)接；所述U向筋板⑴與V向筋板⑵采用焊接或插入方式的剛性聯(lián)接組成網(wǎng)格狀；所述工藝耳孔底座⑷由工藝耳孔座支撐體(13)和工藝定位孔(14)組成，工藝定位孔(14)用于數(shù)控修正模具的重復定位，工藝耳孔底座(4)采用焊接方式剛性聯(lián)接在模具最外側(cè)的U向筋板(I)或V向筋板(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機用復合材料低成本簡易模具，其特征在于:所述U向筋板(I)與V向筋板(2)均采用兩種結(jié)構(gòu)，U向筋板(I)采用的兩種結(jié)構(gòu)，一種是無開槽的U向筋板(1)，另一種結(jié)構(gòu)是有開槽(7)的U向筋板(1)，其中，無開槽的U向筋板主要由凸形型面(5)、支撐體(6)組成，而有開槽(7)的U向筋板(I)主要由凸形型面(5)、支撐體(6)、開槽(7)組成；V向筋板⑵采用的兩種結(jié)構(gòu)，一種是無開槽的V向筋板(2)，另一種結(jié)構(gòu)是有開槽(10)的V向筋板(2)，其中，無開槽的V向筋板主要有凸形型面(8)、支撐體(9)組成，而有開槽(10)的V向筋板主要有凸形型面(8)、支撐體(9)、開槽(10)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛機用復合材料低成本簡易模具，其特征在于:所述無開槽的U向筋板(I)與無開槽的V向筋板⑵相互配合采用焊接方式剛性聯(lián)接成網(wǎng)格狀；有開槽(7)的U向筋板(I)與有開槽(10)的V向筋板(2)相互配合采用插入方式的剛性聯(lián)接成網(wǎng)格狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛機用復合材料低成本簡易模具，其特征在于:所述U向筋板⑴的凸形型面(5)和V向筋板(2)的凸形型面⑶分別與需要制備的復合材料制件相應(yīng)位置結(jié)構(gòu)的數(shù)學模型一致，通過激光切割成型。
【專利摘要】本實用新型涉及一種飛機用復合材料低成本簡易模具，針對飛機用復合材料成型的模具一般采用Q235A、Invar等金屬材料整體制造，本實用新型提供一種制造飛機用復合材料的成型薄殼模具所需要的專用模具，采用普通板狀鋼材制作成網(wǎng)格框架結(jié)構(gòu)，主要由筋板、模具底座、工藝定位孔、填充物等組成，筋板按復合材料零件的相應(yīng)位置數(shù)學模型通過激光切割成型，筋板與底座焊接聯(lián)接，兩個方向的筋板采用焊接或插接方式組成網(wǎng)格狀，在網(wǎng)格空槽中注入填充物并按型面刮型，保證了模具強度和加快散熱，在模具上制作工藝定位孔，以保證成型后的薄殼模具型面在數(shù)控機床上精確的重復定位，既保證了精度又有效節(jié)省模具材料，降低了模具制造成本。
【IPC分類】B29C70-54, B23P15-24
【公開號】CN204566721
【申請?zhí)枴緾N201520104619
【發(fā)明人】徐英杰, 韓志仁, 吳子斌, 劉寶明, 劉建波, 王青, 林明, 許興蕊, 徐福泉, 張德生, 丁志德, 扈心建, 張力安, 周立忠, 將世英, 王義雙, 楊長兵, 趙鑫, 王喜, 孫龍, 吳繼超, 張顏龍, 姜濤
【申請人】哈爾濱新科銳工藝裝備制造有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年2月13日