[发明专利]复合材料盒管组合型封闭腔零件固化成型装置及成型方法

说明书

本发明涉及一种复合材料盒管组合型封闭腔零件固化成型装置，主要由主体成型模、管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模组成的阴模结构；主体成型模上设有连接管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模的定位孔及紧固装置；管型部分铺贴模设置在盒管零件对应的管型位置，盒型部分铺贴模设置在盒管零件对应的盒型位置；在管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模组合后的端部设有与主体成型模连接的自主调压加压组合模，自主调压加压组合模上设有定位部和调压部，实现对零件铺叠过程中的定位和固化过程中的压力调控。该复合材料盒管组合型封闭腔零件固化成型装置及成型方法，有效解决了常规金属模具带来的压力挤压，应力集中，纤维屈曲，难脱模等问题，提高了零件内部质量。

技术领域

本发明创造涉及一种复合材料盒管组合型封闭腔零件固化成型装置及成型方法，属于复合材料工艺制造领域。

背景技术

先进复合材料因其具有高比强度、比模量，优异的耐腐蚀性、耐疲劳性和可设计性等一系列优点，在航空航天领域得到广泛应用。复合材料盒管组合结构由于独特的外型特征及良好的材质性能，已被广泛用于飞机的驾驶舱、客舱及厨房内饰结构处。

大尺寸复合材料盒管组合型封闭腔零件结构成型工艺多采用共胶接、二次胶接、共固化等整体成型工艺。由于共胶接及二次胶接的成型方法会增加复合材料零件固化次数，增加制造成本，并对复合材料构件内部质量带来风险。而采用整体成型的方法，对盒型工装及管型成型工装及主体模之间的配合精度要求较高，多曲率封闭腔的结构的成型工艺和压力的传递过程复杂，使零件在成型过程中各处膨胀指数不同，零件的受外部挤压情况难以控制。

随着复合材料数字化制造技术的发展，后续部件在装配过程中对内饰件连通件的要求也越来越高。因此，一种既能保证成型后复合材料盒管组合型封闭腔零件的内部质量，又能在成型过程中减少应力集中的成型方法越来越重要。

发明内容

本发明创造要解决的技术问题是提供一种复合材料盒管组合型封闭腔零件固化成型装置及成型方法，有效解决了常规金属模具带来的压力挤压，应力集中，纤维屈曲，难脱模等问题，提高了零件内部质量。

为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种复合材料盒管组合型封闭腔零件固化成型装置，主要由主体成型模、管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模组成的阴模结构；主体成型模上设有连接管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模的定位孔及紧固装置；管型部分铺贴模设置在盒管零件对应的管型位置，盒型部分铺贴模设置在盒管零件对应的盒型位置；在管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模组合后的端部设有与主体成型模连接的自主调压加压组合模，自主调压加压组合模上设有定位部和调压部，实现对零件铺叠过程中的定位和固化过程中的压力调控。

所述自主调压加压组合模的定位部为竖向设置的定位销孔和紧固螺纹孔，定位销孔与主体成型模采用销钉配合定位，紧固螺纹孔与主体成型模采用螺栓连接；自主调压加压组合模的调压部为对称设有长条孔，销钉插入长条孔内并与主体成型模连接。

所述的主体成型模具有容纳管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模的型腔，型腔轮廓与管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模配合后的外轮廓一致。

所述的主体成型模为45#钢或殷瓦钢材料。

采用固化成型装置对复合材料盒管组合型封闭腔零件固化成型的方法，包括以下步骤：

1）首先利用定位销孔，将自主调压加压组合模安装在主体成型模上；

2）在组合后的主体成型模和自主调压加压组合模上表面铺敷碳纤维预浸料，每层碳纤维预浸料在管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模处进行避让，且由下至上每层的碳纤维预浸料避让距离由小到大阶梯性分布；

3）在管型部分铺贴模和盒型部分铺贴模分别铺敷碳纤维预浸料，每层碳纤维预浸料在边缘处进行预留，且由下至上每层的碳纤维预浸料预留距离由小到大阶梯性分布，且与步骤2）的避让距离对应；