[发明专利]一种大厚度复合材料制件R角的铺叠和成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大厚度复合材料制件R角的铺叠和成型方法，属于复合材料制件的成型技术领域。

背景技术

飞机中许多承力复合材料制件固化前需要热成型工序，如梁、肋，长桁等。这些结构都存在着大量的R角区域，其中R角处的铺叠和成型质量对复合材料制件的力学性能和内部质量具有重要的意义，因此需要采用有效的工艺方法来改善R角的铺叠和成型质量。

现有的复合材料制件R角成型技术是通过人工的铺叠方法直接在阳模工装上铺叠，采用真空袋压实的方法成型，这种成型方法对于较薄的复合材料制件来说能够满足质量要求，但是对于较厚的复合材料制件手工铺叠得到的R角容易架桥，这种架桥在真空压实后也不能消除而且固化后的制件R角表面质量差，从断面看到的纤维经常出现褶皱，严重影响制件的内部质量和力学性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大厚度复合材料制件R角的铺叠和成型方法，该方法可满足不同长度，不同R角半径的复合材料制件成型，能够保证复合材料制件R角的外形尺寸和内部质量，尤其对于较厚的复合材料制件更具备优势。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种大厚度复合材料制件R角的铺叠和成型方法，包括以下步骤：

1）采用平板工装并按照设计的铺层信息进行铺叠，完成铺层总数的一半，将另一半铺好后真空封装待用；

2）将制件的阳模工装加工出轴线和肋线的参照线条，并在阳模工装上表面两端分别制出直径为φ8的定位柱；

3）采用数控超声切割技术，在前一半铺叠的制件的余量区刻划轴线和肋线，并在两边分别制出两个φ8的定位孔，肋线和定位孔的位置与阳模工装的定义一致；

4）将制件的阳模工装放置在热隔膜加热平台上，使阳模工装轴线和加热平台中心线重合；

5）将前一半制件的两面各包覆一层无孔隔离膜，利用定位孔将制件定位在阳模工装上，并保证制件轴线和肋线与阳模工装的轴线和肋线的标识线重合；

6）热隔膜设备合膜后，开始运行设定的程序，在保温时间段，制件在真空压力下发生弯转，与阳模工装贴实，当温度降至室温，程序运行结束；

7）将另一半制件重复步骤3，然后转移到阳模工装前一半铺层制件上，同样采用定位孔、肋线和轴线进行定位，再次利用热隔膜设备运行相同的程序；

8）程序运行结束后，将整个制件脱模并取出，完成制件成型过程。

    该大厚度复合材料制件R角的铺叠和成型方法的优势在于：制件件的外形加工轴线和肋线的标识以及开定位孔采用数控超声切割技术，保证制件的加工精度和定位准确。制件在阳模工装上通过定位孔和标识线进行定位，能够保证证制件下位置准确。通过热隔膜成型得到的制件，R角内外径尺寸精确，纤维平滑过渡，避免了架桥的产生，保证了制件R角处的内部质量。

附图说明

图1为大厚度复合材料制件的轴线、肋线和定位孔示意图。

图2为阳模工装结构示意图。

图3为热隔膜成型封装示意图。

其中1为定位孔、2为肋线、3为轴线、4为余量线、5为零件边缘线、6为余量区、7为定位销、8为制件、9为无孔隔离膜、10为橡胶膜、11为阳模成型工装、12为热隔膜加热平台。

具体实施方式

一种大厚度复合材料制件R角的铺叠和成型方法，包括以下步骤：

1）采用平板工装并按照设计的铺层信息进行铺叠，完成铺层总数的一半，将另一半铺好后真空封装待用；制件的铺叠采用自动铺带技术，可严格保证制件的外形尺寸和内部质量，排除人为因素的影响，产品质量稳定。

2）如图2所示，将制件的阳模工装加工出轴线和肋线的参照线条，并在阳模工装上表面两端分别制出直径为φ8的定位柱；

3）采用数控超声切割技术，在前一半铺叠的制件的余量区刻划轴线和肋线，并在两边分别制出两个φ8的定位孔，肋线和定位孔的位置与阳模工装的定义一致，如图1所示；

4）将制件的阳模工装放置在热隔膜加热平台上，使阳模工装轴线和加热平台中心线重合；

5）将前一半制件的两面各包覆一层无孔隔离膜，利用定位孔将制件定位在阳模工装上，并保证制件轴线和肋线与阳模工装的轴线和肋线的标识线重合；

6）如图3所示，热隔膜设备合膜后，开始运行设定的程序，在保温时间段，制件在真空压力下发生弯转，与阳模工装贴实，当温度降至室温，程序运行结束；

7）将另一半制件重复步骤3，然后转移到阳模工装前一半铺层制件上，同样采用定位孔、肋线和轴线进行定位，再次利用热隔膜设备运行相同的程序；

8）程序运行结束后，将整个制件脱模并取出，完成制件成型过程。