[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

说明书

技术领域

本发明属于复合材料成型技术，涉及对复合材料U形长桁毛坯成型装置及成型方法的改进。

背景技术

目前大部分U形复合材料长桁毛坯的成型方法是采用手工方法在模具上一层一层铺叠。具体方法是先准备好铺叠模然后将单层的预浸料铺在模具上。铺叠中铺层遇到拐角时需要用熨斗或其他加热的手段将层与层贴实，铺层间容易裹入气泡。另外，对于每一个折角处，都是单独铺叠，铺叠的质量无法保证一致。所以，为了克服铺叠过程中出现的褶皱或者铺层之间不贴和的情况，需要耗费大量的时间，造成了效率低同时铺叠质量还不容易保证。手工铺叠的方式对于尺寸较短的长桁，有质量一致性较差，铺叠所消耗时间较长等缺点，对于长度较长，由于铺叠角度等难以控制，且需要大量人力资源，手工铺叠的方式很难完成。这就需要一种在质量一致性和效率上以及铺叠难度等方面都强于手工铺叠的成形方式。

发明内容

本发明的目的是：提出一种改进的U形复合材料长桁毛坯成型装置及成型方法，以便提高铺叠效率，保证产品的质量和精度。

本发明的技术方案是：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。

一种U形复合材料长桁毛坯的成型方法，其特征在于：使用如上面所述的成型工装进行成型，成型的步骤是：

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、确定左侧下模2和右侧下模3之间的间距W2：W2=W1+2δ；

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；