[发明专利]机身芯轴插入件及其方法

说明书

在此公开了在围绕芯轴形成复合结构中使用的一种装置。总体上柔性的气动工具和总体上刚性的插入件在该芯轴的空腔中被端对端的插入。该插入件的第一端被定位在空腔中邻近该气动工具，并且在其间限定界面。该保持器被连接到该插入件上最接近该插入件的第一端。该保持器具有从该插入件的第一端向外穿过该界面并且在该气动工具的该端的一部分上延伸的一端。当在形成复合结构中使复合材料围绕芯轴缠绕时，该插入件的、保持器的以及气动工具的最上表面总体上是彼此齐平的并且促进在这些最上表面上形成平滑表面。

背景技术

在部件并且尤其是复合部件制造中(其中复合材料围绕芯轴铺放)维持公差可能是希望的。具体的说，在长形复合部件的成形中，令人希望的是沿该长形复合部件的长度和/或截面维持一定的平面度公差。例如，在长形机身区段(这些区段随后被端对端地结合在一起形成飞机机身区段)制造中，可能希望在位于纵向延伸的多个内部结构构件或桁条之间的槽维持一定的平面度公差。这些槽在某些情况下可以接纳拼合元件，这些拼合元件用于桥接毗连机身区段之间的界面并且用于使这些区段彼此接合。如果所希望的平面度在芯轴上形成机身区段的过程中没有得到维持，那么在使毗连机身区段彼此结合中可能要求返工、用垫片调整等。

例如，某些复合机身可以使用芯轴来制造，该芯轴带有在芯轴长度上延伸的多个槽。该长度的槽可填充有可膨胀的气动工具、或囊。这种囊是柔性的而非坚硬的工具表面。因此，在芯轴上铺设复合材料的过程中当纤维铺放机在该囊表面上以压缩方式施加应用负载时，这个囊可以压低。这可能在这个完成的复合结构中导致表面波动。确切地说，该结果可以包括：在机身区段末端处的内模线(IML)不符合槽处的平面度公差。在这种情况下，为了维持或容纳平面度公差，在机身区段的末端处可能要求随后的后固化工作。

通过这类系统与当前公开内容中阐述的传授内容和实例的比较，对于本领域普通技术人员而言可以变得清楚的是用来在芯轴上形成机身区段以及其他长形和/或复合部件的常规和传统方案的进一步的限制和缺点。

发明内容

希望提供一种解决以上所讨论的问题连同其他潜在问题的方法和装置。另外，有利的是提供一种用于在芯轴上制造机身区段以及其他长形和/或复合部件中促进维持平面度公差的方法和装置。

相应地，基本上如在至少一个附图中示出和/或结合至少一个附图说明的并且如在权利要求书中更全面地阐述的，在此公开了用于促进这类表面平面度的方法和装置。

本公开内容的实例总体上指向一种用于使用芯轴形成一种复合结构的方法和装置。在一种实例实施方式中，公开了一种装置用于与在形成一种细长复合结构中使用的芯轴空腔中的柔性长形气动工具联合使用，该气动工具限定一端，该端带有其上铺放有复合材料的最上表面，并且该芯轴也限定一端。该装置包括插入件，该插入件具有第一端和总体上与该第一端相反的第二端，该插入件总体上是刚性的。第一端被配置成定位在空腔中并且邻近该气动工具并且用于在其间限定界面。提供了细长保持器，该保持器具有第一端，该第一端被连接到该插入件上最接近该插入件的第一端，并且该保持器具有总体上与该第一端相反的第二端，该保持器的第二端从该插入件的第一端向外穿过该界面并且在该气动工具的该端的一部分上纵向地延伸。

这种实例实施方式可以包括保持器，该保持器是由一种与涂敷的复合材料和芯轴工具的热性质相配合的材料构成，这种材料可以是镍铁合金，如因瓦合金(Invar)。该保持器可以限定最上表面和总体上与该最上表面相反的第二表面，该保持器的第二端具有最末端并且该保持器的第二表面是朝向该保持器的第二端的最末端向上倾斜的。

在多种实例实施方式中，该插入件可以由复合材料和/或基本上与芯轴相同的材料构成，并且该插入件的第二端可以被定位为基本上邻近该芯轴的这一端，使得该插入件的第一端基本上远离该芯轴的这一端。同样，该插入件可以限定最上表面和下表面，并且该插入件的最上表面可以限定接纳该保持器的凹陷，使得该插入件的邻近该凹陷的这个最上表面基本上与保持器的最上表面齐平。