專利名稱：一種直升機(jī)復(fù)合材料槳葉疲勞試驗(yàn)件成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型技術(shù)，涉及一個(gè)適用于直升機(jī)復(fù)合材料槳葉疲勞試驗(yàn)件成型的直升機(jī)復(fù)合材料槳葉疲勞試驗(yàn)件成型工藝方法。
背景技術(shù)：
旋翼槳葉是一個(gè)柔韌的、固有頻率低的細(xì)長彈性體，工作時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的槳葉承受著很高的離心力載荷和交變的氣動(dòng)載荷作用，產(chǎn)生很高的交變應(yīng)力。因此，在直升機(jī)研制的探索時(shí)期，槳葉很容易折斷。而在特制的疲勞試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的疲勞試驗(yàn)結(jié)果，是最能夠直接反映槳葉性能的指標(biāo)。所以制造出具有優(yōu)異的疲勞性能的槳葉疲勞試驗(yàn)件，最為關(guān)鍵。傳統(tǒng)的制備槳葉疲勞試驗(yàn)件的工藝方法是，1.槳葉切斷、掏空將成型后的模壓槳葉去掉包鐵，根據(jù)圖紙要求，以槳葉0剖面位置為基準(zhǔn)，測(cè)量要求的距離分別在槳葉上劃出槳葉切割線1^、Zx20按劃線在基準(zhǔn)線處把槳葉切斷并去掉毛刺。挖空槳葉端部?jī)?nèi)腔的泡沫，具體深度要求按圖紙執(zhí)行。2.槳葉填充、鋪層①槳葉填充用短切纖維混合物將試件端部?jī)?nèi)腔挖空部位填滿，除去氣泡，修平。②外部鋪層加強(qiáng)按產(chǎn)品圖紙用鉛筆在上、下翼面劃出加強(qiáng)部位。用砂紙打磨上、下表面加強(qiáng)部位， 使其粗糙。用特氟龍膠帶限定上、下表面加強(qiáng)部位。a.無緯帶的鋪放在上、下表面粘貼準(zhǔn)備好的1113. 06膠膜。在上表面去掉膠膜保護(hù)層展平，除去氣泡。在上表面上鋪放無緯帶，從基準(zhǔn)開始鋪放無緯帶，至基準(zhǔn)&2，然后延展向逐層減少 15mm。鋪放下表面無緯帶，先去掉膠膜的保護(hù)膜。從基準(zhǔn)開始鋪放無緯帶，至基準(zhǔn)&2， 然后逐層減少15mm。b.玻璃布的鋪放將下好的預(yù)浸玻璃布，按圖紙鋪層順序和位置要求進(jìn)行加強(qiáng)布的鋪放。3.糊制真空袋、固化、啟模4.銑平面按圖紙要求的加強(qiáng)后平臺(tái)厚度將加強(qiáng)區(qū)域進(jìn)行數(shù)控加工平面，使之達(dá)到高度要求。此過程極易造成原本用于加強(qiáng)的玻璃布和無緯帶被數(shù)控加工銑掉，從而疲勞試驗(yàn)件的疲勞強(qiáng)度被大大削弱。甚至試驗(yàn)提前失效，無法得到正常的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致此疲勞試驗(yàn)件的報(bào)廢。5.鉆孔、絞孔將疲勞試驗(yàn)件的夾板進(jìn)行簡(jiǎn)單的裝配固定后，將試驗(yàn)件組裝到鉆孔工裝上進(jìn)行鉆孔的工序，同時(shí)，夾板上的孔配鉆。
6.夾板銑臺(tái)階孔為滿足夾板圖紙要求，需對(duì)夾板上定位孔進(jìn)行銑臺(tái)階孔。7.裝配夾板用砂紙打磨玻璃布膠接表面；用丙酮清洗所有待膠接表面；在夾板上貼膠膜，安裝夾板、螺栓套和螺帽。擰緊各螺栓，保證尺寸要求和兩板平行，打力矩?cái)Q緊螺母。8.糊制真空袋、固化、啟模9.鏜孔鏜孔032H7，中心距為78 士0. 05mm，光潔度1. 610.墊圈的膠接此種方法在銑平面時(shí)很容易把無緯帶銑掉，從而導(dǎo)致槳葉疲勞試驗(yàn)件的剛性和強(qiáng)度大大削弱；在裝配夾板時(shí)的對(duì)稱度也很難保證，使得鏜孔的垂直度也大受影響。另外，用此方法制備的槳葉疲勞試驗(yàn)件的平衡度也很難保證，每次都會(huì)有不同程度的偏差，無論偏差大或小，都會(huì)對(duì)疲勞試驗(yàn)件的最終實(shí)驗(yàn)性能有影響，甚至?xí)?dǎo)致整片槳葉的報(bào)廢。發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種試驗(yàn)成本低、操作簡(jiǎn)便的槳葉疲勞試驗(yàn)件成型工藝方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，(1)槳葉切斷、掏空將成型后的模壓槳葉去掉包鐵，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，以槳葉的0剖面位置為基準(zhǔn)，分別在槳葉上劃出槳葉切割基準(zhǔn)線τ\、^2，按基準(zhǔn)線將模壓槳葉切斷并去掉毛刺，按照設(shè)計(jì)要求，挖空模壓槳葉端部?jī)?nèi)腔的泡沫；(2)槳葉填充用短切纖維混合物將切斷的模壓槳葉端部?jī)?nèi)腔挖空部位填滿，除去氣泡，修平，并在切斷的模壓槳葉的端部用膠帶固定泡沫塊，等待固化；(3).固化糊制真空袋，進(jìn)行固化升溫至100士5°C，并恒溫6小時(shí)，啟模；(4).槳葉鉆孔按照?qǐng)D紙要求，在槳葉上確定孔位并鉆孔；(5).外部鋪層加強(qiáng)按產(chǎn)品圖紙?jiān)跇~的上、下表面劃出加強(qiáng)部位，用砂紙打磨槳葉的上、下表面加強(qiáng)部位，使其粗糙；再用特氟龍膠帶限定槳葉的上、下表面加強(qiáng)部位；a.無緯帶的鋪放在槳葉的上、下表面粘貼準(zhǔn)備好的1113. 06膠膜，首先在槳葉的上表面，從基準(zhǔn)線 Zx1至基準(zhǔn)線鋪放第一層無緯帶，然后再自基準(zhǔn)線Zx1鋪放第二層無緯帶至距基準(zhǔn)線 Z&15mm處，第二層無緯帶的寬度小于第一層無緯帶的寬度15mm，依次逐層鋪放無緯帶，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的厚度，無緯帶的寬度逐層減少15mm;鋪放下表面無緯帶，鋪放方式同于上表面；b.玻璃布的鋪放按照設(shè)計(jì)要求，裁剪預(yù)浸玻璃布，并按設(shè)計(jì)要求的鋪層順序和位置進(jìn)行加強(qiáng)層的鋪放，并對(duì)對(duì)玻璃布表面進(jìn)行待膠接處理；
(6).裝配夾板在加工完成的金屬夾板的內(nèi)表面上貼膠膜，兩塊金屬夾板分別安裝固定在槳葉的上表面和下表面上，槳葉的端頭固定一個(gè)平臺(tái)厚度限位工裝，平臺(tái)厚度限位工裝置于兩夾板之間，并與夾板固定；(7).固化糊制真空袋固化，升溫至100士5°C，并恒溫6小時(shí)，啟模。(8).數(shù)控加工取下平臺(tái)厚度限位工裝，數(shù)控加工金屬夾板上的定位孔，使其滿足試驗(yàn)精度；(9).膠接槳葉疲勞試驗(yàn)件定位孔墊圈。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明采用平臺(tái)厚度限位工裝，有效地保證了槳葉疲勞試驗(yàn)件兩夾板間的間距，同時(shí)，限位工裝的定位，也保障了兩夾板的對(duì)稱度，從工藝流程上直接省去數(shù)控加工的工序，而且還縮短了制造周期，提高了槳葉疲勞試驗(yàn)件的一次交檢合格率，槳葉疲勞試驗(yàn)件的報(bào)廢率為零。確保了槳葉疲勞試驗(yàn)件的裝配過程的穩(wěn)定性和順暢性。


圖1是本發(fā)明中使用的平臺(tái)厚度限位工裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是槳葉疲勞試驗(yàn)件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式1. 一種直升機(jī)復(fù)合材料槳葉疲勞試驗(yàn)件成型方法，其成型方法為如下步驟，(1)槳葉切斷、掏空將成型后的模壓槳葉1去掉包鐵，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，以槳葉的0剖面位置為基準(zhǔn)，分別在槳葉1上劃出槳葉切割基準(zhǔn)線 ^2，按基準(zhǔn)線將模壓槳葉切斷并去掉毛刺，按照設(shè)計(jì)要求，挖空模壓槳葉端部?jī)?nèi)腔的泡沫；(2)槳葉填充用短切纖維混合物將切斷的模壓槳葉端部?jī)?nèi)腔挖空部位填滿，除去氣泡，修平，并在切斷的模壓槳葉的端部用膠帶固定泡沫塊，等待固化；(3).固化糊制真空袋，進(jìn)行固化升溫至100士5°C，并恒溫6小時(shí)，啟模；(4).槳葉鉆孔按照?qǐng)D紙要求，在槳葉上確定孔位并鉆孔；(5).外部鋪層加強(qiáng)按產(chǎn)品圖紙?jiān)跇~的上、下表面劃出加強(qiáng)部位，用砂紙打磨槳葉的上、下表面加強(qiáng)部位，使其粗糙；再用特氟龍膠帶限定槳葉的上、下表面加強(qiáng)部位；a.無緯帶的鋪放在槳葉1的上、下表面粘貼準(zhǔn)備好的1113. 06膠膜，首先在槳葉的上表面，從基準(zhǔn)線Zx1至基準(zhǔn)線鋪放第一層無緯帶，然后再自基準(zhǔn)線Zx1鋪放第二層無緯帶至距基準(zhǔn)線 Z&15mm處，第二層無緯帶的寬度小于第一層無緯帶的寬度15mm，依次逐層鋪放無緯帶，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的厚度，無緯帶的寬度逐層減少15mm;鋪放下表面無緯帶，鋪放方式同于上表面；b.玻璃布的鋪放按照設(shè)計(jì)要求，裁剪預(yù)浸玻璃布，并按設(shè)計(jì)要求的鋪層順序和位置進(jìn)行加強(qiáng)層的鋪放，并對(duì)對(duì)玻璃布表面進(jìn)行待膠接處理；(6).裝配夾板在加工完成的金屬夾板的內(nèi)表面上貼膠膜，兩塊金屬夾板2分別安裝固定在槳葉的上表面和下表面上，槳葉1的端頭固定一個(gè)平臺(tái)厚度限位工裝7，平臺(tái)厚度限位工裝7 置于兩夾板之間，并與夾板2固定；(7).固化糊制真空袋固化，升溫至100士5°C，并恒溫6小時(shí)，啟模。(8).數(shù)控加工取下平臺(tái)厚度限位工裝7，數(shù)控加工金屬夾板2上的定位孔4，使其滿足試驗(yàn)精度；(9).膠接槳葉疲勞試驗(yàn)件定位孔墊圈3。平臺(tái)厚度限位工裝7的使用方法夾板2裝配后，將平臺(tái)厚度限位工裝7放置于兩塊夾板2間，夾板2孔4與平臺(tái)厚度限位工裝的定位孔8用定位銷進(jìn)行固定，并在槳葉^cl 剖面用螺釘通過平臺(tái)厚度限位工裝的固定孔9將槳葉1與平臺(tái)厚度限位工裝7固定。裝配夾板2的槳葉固化后(步驟7)，將平臺(tái)厚度限位工裝7取出，清理膠瘤后，繼續(xù)夾板2的鏜孔工作(步驟8)。實(shí)施例1.槳葉切斷、掏空將成型后的模壓槳葉去掉包鐵，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，以槳葉的0剖面位置為基準(zhǔn)，分別在槳葉上劃出槳葉切割基準(zhǔn)線τ\、^2，按基準(zhǔn)線將模壓槳葉切斷并去掉毛刺，按照設(shè)計(jì)要求，挖空模壓槳葉端部?jī)?nèi)腔的泡沫；2.槳葉填充用短切纖維混合物將試件端部?jī)?nèi)腔挖空部位填滿，除去氣泡，修平。端部用膠帶固定泡沫塊，防止短切纖維混合物的流動(dòng)，等待固化；3.糊制真空袋、固化、啟模固化升溫至100 士 5 °C，并恒溫6小時(shí)4.槳葉1鉆孔利用疲勞試驗(yàn)件鉆孔夾具確定出圖紙要求的孔位，再對(duì)槳葉鉆8個(gè)Φ16. 6的孔， 并利用鉸刀將孔擴(kuò)為Φ22.4，尺寸公差為士0. 1。5.外部鋪層加強(qiáng)按產(chǎn)品圖紙用鉛筆在上、下翼面劃出加強(qiáng)部位。用砂紙打磨上、下表面加強(qiáng)部位， 使其粗糙。用特氟龍膠帶限定上、下表面加強(qiáng)部位。a.無緯帶的鋪放在上、下表面粘貼準(zhǔn)備好的膠膜。在上表面去掉膠膜保護(hù)層展平，除去氣泡。在上表面上鋪放無緯帶，從基準(zhǔn)Zx1開始鋪放無緯帶，至基準(zhǔn)&2，然后逐層減少15mm。鋪放下表面無緯帶，先去掉膠膜的保護(hù)膜。從基準(zhǔn)開始鋪放無緯帶，至基準(zhǔn)&2，然后逐層減少 15mm0注意遇到有孔的位置，將無緯帶預(yù)留出螺栓通過孔。b.玻璃布的鋪放將下好的預(yù)浸玻璃布，按圖紙鋪層順序和位置要求進(jìn)行加強(qiáng)布的鋪放。注意遇到有孔的位置，將玻璃布預(yù)留出螺栓通過孔。6.裝配夾板2用砂紙打磨玻璃布膠接表面；用丙酮清洗所有待膠接表面；在夾板2上貼膠膜，安裝夾板2、螺栓套5和螺帽6。擰緊各螺栓5，為了保證尺寸要求和兩板平行，在兩夾板2間放置平臺(tái)厚度限位工裝7 (工裝具體結(jié)構(gòu)形式見附圖幻，打力矩?cái)Q緊螺母(見附圖3)。7.糊制真空袋、固化、啟模8.鏜孔 4鏜孔Φ32Η7，中心距為78士0. 05mm，光潔度1.69.墊圈3的膠接。
權(quán)利要求
1. 一種直升機(jī)復(fù)合材料槳葉疲勞試驗(yàn)件成型方法，其成型方法為如下步驟，(1)槳葉切斷、掏空將成型后的模壓槳葉去掉包鐵，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，以槳葉的0剖面位置為基準(zhǔn)，分別在槳葉上劃出槳葉切割基準(zhǔn)線W按基準(zhǔn)線將模壓槳葉切斷并去掉毛刺，按照設(shè)計(jì)要求，挖空模壓槳葉端部?jī)?nèi)腔的泡沫；(2)槳葉填充用短切纖維混合物將切斷的模壓槳葉端部?jī)?nèi)腔挖空部位填滿，除去氣泡，修平，并在切斷的模壓槳葉的端部用膠帶固定泡沫塊，等待固化；(3).固化糊制真空袋，進(jìn)行固化升溫至100士5°C，并恒溫6小時(shí)，啟模；(4).槳葉鉆孔按照?qǐng)D紙要求，在槳葉上確定孔位并鉆孔；(5).外部鋪層加強(qiáng)按產(chǎn)品圖紙?jiān)跇~的上、下表面劃出加強(qiáng)部位，用砂紙打磨槳葉的上、下表面加強(qiáng)部位，使其粗糙；再用特氟龍膠帶限定槳葉的上、下表面加強(qiáng)部位；a.無緯帶的鋪放在槳葉的上、下表面粘貼準(zhǔn)備好的膠膜，首先在槳葉的上表面，從基準(zhǔn)線Zx1至基準(zhǔn)線 Zx2鋪放第一層無緯帶，然后再自基準(zhǔn)線Zx1鋪放第二層無緯帶至距基準(zhǔn)線h215mm處，第二層無緯帶的寬度小于第一層無緯帶的寬度15mm，依次逐層鋪放無緯帶，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的厚度，無緯帶的寬度逐層減少15mm;鋪放下表面無緯帶，鋪放方式同于上表面；b.玻璃布的鋪放按照設(shè)計(jì)要求，裁剪預(yù)浸玻璃布，并按設(shè)計(jì)要求的鋪層順序和位置進(jìn)行加強(qiáng)層的鋪放， 并對(duì)對(duì)玻璃布表面進(jìn)行待膠接處理；(6).裝配夾板在加工完成的金屬夾板的內(nèi)表面上貼膠膜，兩塊金屬夾板分別安裝固定在槳葉的上表面和下表面上，槳葉的端頭固定一個(gè)平臺(tái)厚度限位工裝，平臺(tái)厚度限位工裝置于兩夾板之間，并與夾板固定；(7).固化糊制真空袋固化，升溫至100士5°C，并恒溫6小時(shí)，啟模；(8).數(shù)控加工取下平臺(tái)厚度限位工裝，數(shù)控加工金屬夾板上的定位孔，使其滿足試驗(yàn)精度；(9).膠接槳葉疲勞試驗(yàn)件定位孔墊圈。
全文摘要
本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型技術(shù)，涉及一個(gè)適用于直升機(jī)復(fù)合材料槳葉疲勞試驗(yàn)件成型的直升機(jī)復(fù)合材料槳葉疲勞試驗(yàn)件成型工藝方法。本發(fā)明采用平臺(tái)厚度限位工裝，有效地保證了槳葉疲勞試驗(yàn)件兩夾板間的間距，同時(shí)，限位工裝的定位，也保障了兩夾板的對(duì)稱度，從工藝流程上直接省去數(shù)控加工的工序，而且還縮短了制造周期，提高了槳葉疲勞試驗(yàn)件的一次交檢合格率，槳葉疲勞試驗(yàn)件的報(bào)廢率為零。確保了槳葉疲勞試驗(yàn)件的裝配過程的穩(wěn)定性和順暢性。
文檔編號(hào)G01N1/28GK102507275SQ20111028190
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者宋文娟, 李麗麗, 李碩強(qiáng) 申請(qǐng)人:哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司