[发明专利]一种碳纤维复合材料叶栅的加工方法及叶栅

说明书

本发明涉及航空设备领域，具体涉及一种碳纤维复合材料叶栅的加工方法及叶栅。这种碳纤维复合材料叶栅的加工方法使用加工装置，加工装置包括底座和多个加工芯模，底座与加工芯模可拆卸地连接，加工芯模与底座相连时，加工装置上形成用于碳纤维复合材料成型的成型腔，该加工方法包括以下步骤：a.在加工芯模上包裹碳纤维复合材料的原材料片；b.将加工芯模安装到底座上；c.使碳纤维复合材料的原材料片固化，并再次凝固成型；d.使成型的碳纤维复合材料与加工装置分离。这种叶栅通过上述的加工方法制成。本发明提供的加工方法能够在模具加工中使叶栅一次成型，能够减少加工工序，得到碳纤维复合材料制成的叶栅。

技术领域

本发明涉及一种航空设备加工方法，特别是一种碳纤维复合材料叶栅的加工方法及叶栅。

背景技术

叶栅是飞机上的重要零件。叶栅厚度方向的一端为第一表面，叶栅厚度方向的另一端为第二表面，叶栅上具有多个孔，孔的一端延伸至第一表面，另一端延伸至第二表面。孔沿曲线延伸，使得现有技术中的叶栅无法通过模具直接成型。

现有技术中的飞机叶栅通过金属材料制成，其制作过程是首先通过模具进行大致成型，然后对叶栅上的孔进行机加工，使孔最终成型，从而满足叶栅的结构要求。

随着技术的进步，金属的材料综合性能与碳纤维复合材料产生了较大的差距，采用碳纤维复合材料制成的叶栅具有传统的金属叶栅不能媲美的优良性能，在航空航天领域，传统的金属材料已难以满足越来越高的设计要求。而在碳纤维复合材料叶栅的加工过程中，无法对碳纤维复合材料采用机加工来进行孔的成型，因此，传统的加工方法无法适应碳纤维复合材料叶栅的加工。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种碳纤维复合材料叶栅的加工方法及叶栅。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种碳纤维复合材料叶栅的加工方法，使用加工装置，加工装置包括底座和多个加工芯模，底座与加工芯模可拆卸地连接，加工芯模与底座相连时，加工装置上形成用于碳纤维复合材料成型的成型腔，该加工方法包括以下步骤：a.在加工芯模上包裹碳纤维复合材料的原材料片；b.将加工芯模安装到底座上；c.使碳纤维复合材料的原材料片固化成型；d.使成型的碳纤维复合材料与加工装置分离；步骤b在步骤a完成之后进行，步骤c在步骤b完成之后进行，步骤d在步骤c完成之后进行。

通过上述的加工方法，叶栅上的孔能够通过模具成型加工得到，在模具成型后，无需对孔进行机加工，从而能够得到碳纤维复合材料制成的叶栅，有利于提高叶栅的性能。同时，这种加工方法减少了加工流程，有利于提高叶栅的加工效率。

在上述的步骤中，根据叶栅的实际尺寸和结构设置包裹的原材料片厚度，安装时，对材料施加一定的挤压力，使加工芯模被安装到底座上，有利于使材料充分填充到成型腔中。

作为本发明的优选方案，在步骤c中，将加工装置和原材料片置入热压罐中，以实现原材料片的固化。

采用热压罐进行碳纤维复合材料的固化成型，能够使各个芯模周围包裹的原材料片受到均匀的压力和温度载荷，从而有利于保证叶栅的加工质量。

作为本发明的优选方案，在步骤b之后，在步骤c之前，还包括以下步骤：e.在各个加工芯模之间的缝隙里插入原材料片。

各个芯模的缝隙之间可能会存在填充不够充分的情况，特别是对于互相相邻的四个加工芯模，其中心处产生缝隙的可能性较大，为了避免加工出的叶栅上产生材料分布不均匀，甚至产生材料空腔，因此，在对加工装置施加温度和压力载荷前，使用原材料填充缝隙，有利于提高加工质量。