[发明专利]一种U形复合材料长桁毛坯的成型工装及成型方法

权利要求书

1.一种U形复合材料长桁毛坯的成型工装，所成型的U形复合材料长桁毛坯[16]的结构是：它的截面形状为U形，该U形复合材料长桁毛坯[16]由底板[16a]和两侧的高度相同的立板[16b]组成，厚度为δ，长度为s，底板[16a]的宽度为L，立板[16b]的宽度为H，左侧立板[16b]的右侧面与右侧立板[16b]的左侧面距离为W1,底板[16a]与两侧的立板[16b]呈直角，底板[16a]的内侧面与立板[16b]的内侧面连接处的过渡圆弧半径为r；该U形复合材料长桁毛坯的成型工装由下模和上模[9]组成；下模由平台[1]、左侧下模[2]、右侧下模[3]、左压块[4]、右压块[5]、左垫块[6]、右垫块[7]、左螺栓[10]、右螺栓[11]、左挡块[12]、右挡块[13]、左定位螺栓[14]和右定位螺栓[15]组成；左侧下模[2]和右侧下模[3]的横截面为尺寸相同的矩形，左侧下模[2]的右侧面和右侧下模[3]的左侧面是立板[16b]的成型面；左侧下模[2]和右侧下模[3]的高度相同并且大于U形复合材料长桁毛坯[16]的高度，左侧下模[2]和右侧下模[3]的宽度相同并且大于U形复合材料长桁毛坯[16]的立板[16b]的宽度，左侧下模[2]和右侧下模[3]的长度相同并且大于U形复合材料长桁毛坯[16]的长度；左挡块[12]是长度等于左侧下模[2]长度的长方体，右挡块[13]是长度等于右侧下模[3]长度的长方体，在左挡块[12]、右挡块[13]上有沿长度均布的、贯通左右侧面的挡块螺纹孔；左挡块[12]、右挡块[13]通过螺钉固定在平台[1]上，左定位螺栓[14]和右定位螺栓[15]分别拧在左挡块[12]、右挡块[13]的挡块螺纹孔内；左定位螺栓[14]顶住左侧下模[2]的左侧面，右定位螺栓[15]顶住右侧下模[3]的右侧面，左侧下模[2]的右侧面和右侧下模[3]的左侧面之间的距离为W2,W2==W1+2δ；左垫块[6]是与左侧下模[2]长度相等的矩形板，右垫块[7]是与右侧下模[3]的长度相等的矩形板，左垫块[6]和右垫块[7]的厚度为δ，左垫块[6]位于左侧下模[2]上表面的左端，右垫块[7]位于右侧下模[3]上表面的右端；左压块[4]是与左侧下模[2]长度相等的矩形板，左压块[4]压在左垫块[6]和预浸料平面毛坯[8]的上表面上，通过左螺栓[10]将左压块[4]压紧；右压块[5]是与右侧下模[3]长度相等的矩形板，右压块[5]压在右垫块[7]和预浸料平面毛坯[8]的上表面上，通过右螺栓[11]将右压块[5]压紧；上模[9]的长度等于左侧下模[2]的长度，上模[9]的截面为矩形，上模[9]的下表面为底板[16a]上表面的成型面，上模[9]的左侧面为左侧立板[16b]右侧面的成型面，上模[9]的右侧面为右侧立板[16b]左侧面的成型面；上模[9]左侧面和下表面之间以及右侧面和下表面之间的圆弧半径为r。

2.一种U形复合材料长桁毛坯的成型方法，其特征在于：使用如权利要求1所述的成型工装进行成型，成型的步骤是：

2.1、铺叠预浸料平面毛坯[8]：根据U形复合材料长桁毛坯[16]，计算预浸料平面毛坯[8]的尺寸，计算方法是：预浸料平面毛坯[8]的长度a等于长桁毛坯[16]的长度s，预浸料平面毛坯[8]的宽度b=L+2H+πr，然后在平面上铺叠矩形预浸料平面毛坯[8]；

2.2、确定左侧下模[2]和右侧下模[3]之间的间距W2：W2=W1+2δ；

2.3、组装：将平台[1]固定在下工作台上，将左侧下模[2]、右侧下模[3]放置在左挡块[12]、右挡块[13]之间，旋转左挡块[12]、右挡块[13]上的左定位螺栓[14]和右定位螺栓[15]，使得左侧下模[2]和右侧下模[3]之间的间距为W2，将平面预浸料毛坯[8]放于左侧下模[2]和右侧下模[3]之上；放置左垫块[6]、右垫块[7]于左侧下模[2]、右侧下模[3]上表面外侧；安装左压块[4]、右压块[5]于平面预浸料毛坯[8]与左垫块[6]、右垫块[7]上；利用左螺栓[10]、右螺栓[11]将左压块[4]、右压块[5]固定；将上模[9]安装在上工作台的压力机上，并将上模[9]和下模对正；

2.4、加载：操纵压力机的上工作台竖直向下运动，运动速率为0.1mm/秒～0.5mm/秒,使上模[9]逐渐进入左侧下模[2]和右侧下模[3]之间的空腔内，直至上模[9]完全与预浸料毛坯贴合为止，即可使预浸料平面毛坯[8]成型为U形毛坯[16]。