[发明专利]一种用于大曲率异形C型框类零件成型的自制辅助工装制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及大曲率异形C型框类结构复合材料零件制造领域，具体是一种能够提高大曲率异形C型框类零件质量的自制辅助工装的成型工艺方法。

背景技术

C型框类零件是机身主承力结构的重要组成部分，主要用于大型客机后机身壁板之间的连接，同时起到骨架支撑作用。目前，国外民机机身隔框采用低成本制造方案，如三维编制/RTM（树脂传递模塑成形）和NCF（无皱折布）织物/RTM工艺等，而在国内现有技术条件下，仍采用真空袋-热压罐法制造碳纤维复合材料C型框类零件。C型框类零件结构复杂、曲率大，带L型角材，制造难度大。采用传统的工艺方法不能很好的保证零件的质量及厚度尺寸，且由于拐角处R区域受形状和空间尺寸的影响，不能保证拐角区厚度尺寸的精确性，且C型腹板与L型角材重合区域的零件表面不平整，存在阶差。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种大曲率异形C型框类零件成型的自制辅助工装制造方法，该方法不需要单独的成型工装，大大降低生产成本。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种用于大曲率异形C型框类零件成型的自制辅助工装制造方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：泡沫拼接：用泡沫胶粘剂将泡沫坯料粘接在一起，在烘箱中固化，固化参数为升温至166-182℃，保温60-90min；

步骤2：泡沫数控铣切：控制铣刀间距小于0.2mm，保证泡沫表面的平整度，将拼接的泡沫毛料铣成C型泡沫作为阳模；

步骤3：工艺件铺叠：以铣好的表面平整的C型泡沫为阳模铺叠模，按零件铺层铺叠工艺件坯料；

步骤4：工艺件转移、组合并固化：将铺叠到C型泡沫阳模上的工艺件坯料连同C型泡沫阳模一起转移到阴模成型模中，组合成阴阳模组合模并固化工艺件；

步骤5：返制自制辅助工装：待步骤4工艺件固化后，将C型泡沫破坏，取出，清理工艺件表面，铺叠平整的单面带胶模布，在平面区铺叠2mm厚预浸料，并在近R区采用铺层错层过渡方式，在R区及立边区铺叠未硫化橡胶，固化后制成辅助工装。

本发明的有益效果：通过此方案制造的工艺件返制的自制辅助工艺盖板匹配性好，表面平整，型面准确，尤其是R区的形状及尺寸准确，用于大曲率异形C型框类零件的制造，有效的解决了此类零件的表面质量，厚度尺寸及拐角处R区的厚度尺寸等质量问题。突破大曲率异形C型框类结构复合材料零件在实际生产制造中的技术障碍，实现产品的无缺陷制造。根据本发明制造的辅助工装，不需要单独的成型工装，大大降低了生产成本，还可用于C形、U形等各种衍生结构形式的复合材料制件制造。

附图说明

图1是C型框类零件成型用辅助工装（工艺盖板）及零件的使用状态图。

图2为制备图1所示辅助工装步骤4的状态图。

图3为制备图1所示辅助工装步骤5的状态图。

具体实施方式

为了改善大曲率异形C型框类零件表面质量，厚度尺寸及拐角R区的厚度尺寸等质量问题，从工装与零件的匹配性，协调性出发，充分考虑大曲率异形C型框类零件的结构特点及工装的结构形式，制造精准的母模（工艺件）并返制辅助工艺盖板是关键，其具体方案如下：

步骤1：泡沫拼接：用泡沫胶粘剂（ZMS2180，I型，3类，50级）将泡沫坯料（牌号FD-20）粘接在一起。在烘箱中固化，固化参数为升温至166-182℃，保温60-90min；

步骤2：泡沫数控铣切：控制铣刀间距小于0.2mm，保证泡沫表面的平整度，将拼接的泡沫毛料铣成C型泡沫作为阳模；

步骤3：工艺件铺叠：以铣好的表面平整的C型泡沫为阳模铺叠模，按零件铺层铺叠工艺件坯料；

步骤4：工艺件转移、组合并固化：将铺叠到C型泡沫阳模上的工艺件坯料连同C型泡沫阳模一起转移到阴模成型模中，组合成阴阳模组合模并固化工艺件（如图2所示）；

步骤5：返制自制辅助工装（工艺盖板）：工艺件固化后，将C型泡沫破坏，取出，清理工艺件表面，铺叠平整的单面带胶模布，返制工艺盖板——在平面区铺叠2mm厚预浸料，并在近R区采用铺层错层过度方式，在R区及立边区铺叠未硫化橡胶（型号AIRPAD），采用两种材料组合的结构形式，通过固化后形成整体合一、软硬结合的辅助工装（即工艺盖板）（如图3所示）。

在零件制造过程中，使用本辅助工装（工艺盖板）实现了大曲率异形C型框类零件的无缺陷制造，辅助工装（工艺盖板）及零件使用状态图如图1所示。