本實(shí)用新型主要屬于T型加筋壁板成型領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料T型加筋壁板成型工裝。

背景技術(shù)：

目前，飛機(jī)上越來越多的部位采用了復(fù)合材料，利用先進(jìn)復(fù)合材料高比強(qiáng)度、高比剛度以及可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)減輕結(jié)構(gòu)重量，提高飛機(jī)機(jī)動(dòng)性或運(yùn)載能力。復(fù)合材料加筋壁板結(jié)構(gòu)由復(fù)合材料筋條和復(fù)合材料蒙皮組成，因其具有較好的剛度而成為復(fù)合材料機(jī)身、機(jī)翼和垂尾等構(gòu)件廣泛采用的結(jié)構(gòu)形式。通常采用的加筋壁板按加筋截面的不同，分為“T”型加筋壁板、“J” 型加筋壁板、“工”型加筋壁板和混合型加筋壁板等。

隨著復(fù)合材料用量的不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)減重和降低成本的需求更顯突出，因此設(shè)計(jì)部門將越來越多的飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為整體成型結(jié)構(gòu)， 壁板結(jié)構(gòu)整體成型技術(shù)是復(fù)合材料設(shè)計(jì)制造一體化中的關(guān)鍵技術(shù)，是減少零件和緊固件數(shù)量，減輕結(jié)構(gòu)重量，降低生產(chǎn)成本及裝配成本的一個(gè)有效途徑。此外，為滿足整體成型過程中零件外型及各部分加壓的需要，模具結(jié)構(gòu)是否合理是關(guān)系零件成型成敗的一項(xiàng)關(guān)鍵因素。

復(fù)合材料壁板結(jié)構(gòu)整體成型技術(shù)一般是將蒙皮及加筋分別固化后，采用緊固件進(jìn)行機(jī)械連接，或采用二次膠接的手段形成加筋壁板結(jié)構(gòu)。這種成型方案分別按單個(gè)零件設(shè)計(jì)模具，模具結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但構(gòu)件整體性較差，緊固件成本和裝配成本高，且緊固件的大量應(yīng)用降低了結(jié)構(gòu)的減重效率，不利于結(jié)構(gòu)減重。

對(duì)于一般的沒有裝配要求或精度要求不高的加筋壁板，其T型筋條成型模具相對(duì)還比較簡(jiǎn)單。通常在"T"型加筋兩側(cè)采用陽(yáng)模，成型過程中加筋按陽(yáng)模型面成型，外型面隨形，這樣的壁板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋腹板外型面尺寸偏差較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決大型加筋壁板成型困難，蒙皮壓實(shí)不均、筋條位置偏移及筋條結(jié)構(gòu)變形問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N復(fù)合材料T型加筋壁板成型工裝，在解決了上述問題的同時(shí)也提高了復(fù)合材料制件的整體強(qiáng)度和剛度。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種復(fù)合材料T型加筋壁板成型工裝，所述成型工裝包括蒙皮成型平板、蒙皮成型蓋板、定位銷和用于使T型筋條鋪貼成型的T型筋條成型單元；所述蒙皮成型蓋板上設(shè)置用于對(duì)所述T型筋條成型單元進(jìn)行準(zhǔn)確定位的筋條定位槽；

將所述蒙皮成型蓋板和所述T型筋條成型單元裝配后再通過所述定位銷安裝在所述蒙皮成型平板的上方。

進(jìn)一步地，所述T型筋條成型單元包括筋條成型蓋板、左L型成型角材和右L型成型角材，所述筋條成型蓋板設(shè)置于所述左L型成型角材和所述右L型成型角材腹板區(qū)的上方。

進(jìn)一步地，所述蒙皮成型蓋板以蒙皮結(jié)構(gòu)的鋪貼凈尺寸為邊界。

進(jìn)一步地，在所述蒙皮成型蓋板上設(shè)置的所述筋條定位槽的數(shù)量根據(jù)所述復(fù)合材料T型加筋壁板中筋條的數(shù)量設(shè)定；并且所述筋條定位槽與所述T型筋條成型單元的數(shù)量相同。

進(jìn)一步地，所述蒙皮成型蓋板采用復(fù)合材料平板或鋁板加工制備。

進(jìn)一步地，所述筋條成型蓋板上設(shè)置有利于脫模的起?；砜凇?/p>

進(jìn)一步地，所述成型工裝還包括框架式底板，所述框架式底板設(shè)置在所述蒙皮成型平板下方，所述框架式底板上設(shè)置有大尺寸的開口。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果：

本實(shí)用新型采用筋條成型蓋板完成T型筋條成型，保證了壁板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋腹板外型面尺寸公差得到有效控制；

本實(shí)用新型采用蒙皮成型蓋板保證了蒙皮區(qū)域均勻受壓，同時(shí)通過在蒙皮成型蓋板上設(shè)置筋條定位槽以使筋條相對(duì)位置不偏移，筋條定位準(zhǔn)確。

采用本實(shí)用新型所述成型工裝可以完成復(fù)對(duì)合材料T型加筋壁板共固化整體成型，提高整體大型壁板結(jié)構(gòu)的剛性和強(qiáng)度，更有效地提高結(jié)構(gòu)整體工藝質(zhì)量，同時(shí)節(jié)省了工藝制備周期及成本。

附圖說明

圖1為復(fù)合材料T型加筋壁板成型工藝流程圖；

圖2為復(fù)合材料T型加筋壁板成型工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：1.蒙皮成型平板；2.蒙皮成型蓋板；3.定位鞘；4.T型筋條成型單元；5.筋條定位槽；6.筋條成型蓋板；7.左L型成型角材；8.右L型成型角材；9.起?；砜?；10.筋條鋪層。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

相反，本實(shí)用新型涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本實(shí)用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本實(shí)用新型有更好的了解，在下文對(duì)本實(shí)用新型的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本實(shí)用新型。

實(shí)施例1

一種復(fù)合材料T型加筋壁板成型工裝，如圖1-2所示，所述成型工裝包括蒙皮成型平板1、蒙皮成型蓋板2、定位銷3和用于使T型筋條鋪貼成型的T型筋條成型單元4；所述蒙皮成型蓋板2上設(shè)置用于對(duì)所述T型筋條成型單元4進(jìn)行準(zhǔn)確定位的筋條定位槽5；

筋條定位槽5保證了筋條相對(duì)位置不偏移，同時(shí)確保單個(gè)筋條定位準(zhǔn)確。

所述蒙皮成型蓋板2和所述T型筋條成型單元4裝配后通過所述定位銷3安裝在所述蒙皮成型平板1的上方。

所述T型筋條成型單元4包括筋條成型蓋板6、左L型成型角材7和右L型成型角材8，所述筋條成型蓋板設(shè)置于左L型成型角材與右L型成型角材組合之上并進(jìn)行裝配，具體為所述筋條成型蓋板6設(shè)置于所述左L型成型角材7和所述右L型成型角材8腹板區(qū)的上方，以使壁板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋腹板外型面尺寸公差得到有效控制，并保證了單個(gè)筋條成型過程不發(fā)生變形。

所述蒙皮成型蓋板2以蒙皮結(jié)構(gòu)的鋪貼凈尺寸為邊界，以保證對(duì)蒙皮區(qū)域均勻施壓。

在所述蒙皮成型蓋板2上設(shè)置的所述筋條定位槽5的數(shù)量根據(jù)所述復(fù)合材料T型加筋壁板中筋條的數(shù)量設(shè)定。并且所述筋條定位槽5與所述T型筋條成型單元4的數(shù)量相同。具體為所述筋條定位槽的數(shù)量與所述復(fù)合材料T型加筋壁板中筋條的數(shù)量相等。

所述蒙皮成型蓋板2采用復(fù)合材料平板或鋁板加工制備并加工完成以使整體加筋壁板結(jié)構(gòu)固化成型后結(jié)構(gòu)不變形且便于人員手工操作。

所述筋條成型蓋板6上設(shè)置有利于脫模的起?；砜?。

所述成型工裝還包括框架式底板，所述框架式底板設(shè)置在所述蒙皮成型平板1下方，所述框架式底板上設(shè)置具有大尺寸的開口，以保證恒溫通風(fēng)要求，以防止位于其上方的模具結(jié)構(gòu)受熱不均導(dǎo)致殘余應(yīng)力而影響制件成型質(zhì)量。

應(yīng)用上述成型工裝的成型方法，所述成型方法能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合材料T型加筋壁板結(jié)構(gòu)整體共固化成型；所述方法通過在蒙皮成型蓋板上預(yù)留筋條定位槽使筋條準(zhǔn)確定位，并采用蒙皮蓋板使蒙皮區(qū)域均勻受壓，采用筋條成型蓋板使壁板結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋腹板外型面尺寸公差得到有效控制。

所述方法包括以下步驟：

（1）預(yù)浸料鋪層的鋪貼裁剪：在蒙皮成型平板上完成預(yù)浸料鋪層的鋪貼成型，獲得蒙皮鋪層，蒙皮鋪層的四周保留5-10mm余量；

（2）蒙皮成型蓋板定位裝配：將蒙皮成型蓋板放置于所述蒙皮鋪層之上，并利用定位銷對(duì)所述蒙皮成型蓋板進(jìn)行定位裝配；

（3）左L型單元及右L型單元預(yù)成型：分別利用左L型成型角材和右L型成型角材完成左L型單元及右L型單元預(yù)浸料鋪層余料切割，四周保留5-10mm余量；

（4）筋條成型蓋板的裝配：分別利用左L型成型角材及右L型成型角材完成所述左L型單元預(yù)浸料鋪層及所述右L型單元預(yù)浸料鋪層的余料切割，并將筋條成型蓋板設(shè)置于所述左L型成型角材和所述右L型成型角材腹板區(qū)的上方；

（5）鋪貼組合后的T型筋條的制備：在筋條腹板縫隙中加入單向帶制備捻子條，用壓輥壓平，而后根據(jù)需要在筋條腹板上鋪放下凸緣插層，完成單個(gè)T型筋條的鋪貼成型及腹板余料切割，獲得鋪貼組合后的T型筋條；

（6） 組裝獲得T型加筋壁板成型工裝：將鋪貼組合后的T型筋條對(duì)準(zhǔn)筋條軸線，并嵌入所述蒙皮成型蓋板上預(yù)留的筋條定位槽，然后將所述鋪貼組合后的T型筋條置于所述蒙皮鋪層上，獲得組裝完成的T型加筋壁板成型工裝；

（7）真空封裝：將組裝完成的所述T型加筋壁板成型工裝的表面鋪放隔離材料并完成真空封裝，整體預(yù)壓實(shí)保證真空度要求；

（8）整體共固化成型：將步驟（7）真空封裝后獲得的整體工裝推入熱壓罐或固化爐成型設(shè)備中，根據(jù)預(yù)浸料固化參數(shù)設(shè)置工藝曲線整體共固化成型；

（9）脫模：脫模加工完成T型加筋壁板結(jié)構(gòu)成型。

利用所述成型方法制備獲得的復(fù)合材料T型加筋壁板包括壁板及與所述壁板連接的數(shù)根T型筋條，所述T型筋條包括左L型單元、右L型單元、下凸緣插層和捻子條。