[实用新型]复合材料工字型长桁成型用软模垫及复合材料工字型长桁成型模具

说明书

本实用新型公开了一种复合材料工字型长桁成型用软模垫及复合材料工字型长桁成型模具，该复合材料工字型长桁成型用软模垫包括：压力垫层和碳纤维层，压力垫层的刚度小于碳纤维层的刚度，碳纤维层设置在压力垫层的一侧的表面上，压力垫层和碳纤维层固化成型。上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫能够用于成型出零件内部质量稳定，三角区纤维无褶皱，外形轮廓可靠的复合材料工字型长桁，且能够节约复合材料工字型长桁的制造成本。相应地，本实用新型还提供一种复合材料工字型长桁成型模具。

技术领域

本实用新型涉及复合材料制造领域，尤其涉及一种复合材料工字型长桁成型用软模垫及复合材料工字型长桁成型模具。

背景技术

加筋结构件是飞机复合材料壁板类零件最常用的结构形式，其中工字形长桁是飞机承力结构件中最常用的加筋结构。复合材料工字形长桁通常采用热压罐工艺固化成型，由于工字型长桁特殊的结构形式，其成型模在成型时通常采用工字型摆放固化。

传统的工字型长桁的成型方式通常采用硬模组合模的方式进行成型，硬模成型模具有较高的加工精度，一方面能很好地保证固化成型后零件的外形尺寸和表面质量，另一方面能够很好的控制零件的厚度均匀性。但是，当配合的两个硬模制造精度在配合处均出现极限负偏差时，对于零件厚度较薄且零件的型面为非平整的曲面时，采用硬模成型模具成型零件时，复合材料的预浸料在固化过程中内部容易出现传压不均匀，进而导致固化后的零件出现孔隙、分层等内部质量缺陷。此外，硬模成型模具需要较高的模具加工精度以及定位精度，模具的设计和制造成本高，给零件制造带来较高的制造成本。另一种常用的方法是把需要配合的硬模中的一部分用软模替代，可以一定程度上避免传压不均匀导致零件内部出现质量问题，但由于软模其自身刚度不足，容易导致固化后零件的外形轮廓不能得到很好的保证，尤其是在零件固化后捻子条填充的三角区，纤维质量稳定性较差，在下底板成型模缘条上捻子条附件的预浸料容易出现不满足工程要求的纤维褶皱。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提出一种复合材料工字型长桁成型用软模垫及复合材料工字型长桁成型模具，能够用于成型出零件内部质量稳定，三角区纤维无褶皱，外形轮廓可靠的复合材料工字型长桁，且能够节约复合材料工字型长桁的制造成本。

为达此目的，一方面，本实用新型采用以下技术方案：

一种复合材料工字型长桁成型用软模垫，包括：压力垫层和碳纤维层，所述压力垫层的刚度小于所述碳纤维层的刚度，所述碳纤维层设置在所述压力垫层的一侧的表面上，所述压力垫层和所述碳纤维层固化成型。

在其中一个实施例中，所述压力垫层和所述碳纤维层热压罐固化成型。

在其中一个实施例中，所述压力垫层采用橡胶材料制成。

在其中一个实施例中，所述碳纤维层采用碳纤维预浸布制成。

在其中一个实施例中，所述碳纤维层的厚度为0.2mm～0.5mm。

在其中一个实施例中，所述碳纤维层的厚度为0.4mm。

另一方面，本实用新型还提供一种复合材料工字型长桁成型模具，包括上述任一项所述的复合材料工字型长桁成型用软模垫。

上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫包括压力垫层和碳纤维层，压力垫层的刚度小于碳纤维层的刚度，碳纤维层设置在压力垫层的一侧的表面上，压力垫层和碳纤维层固化成型。压力垫层的刚度小于碳纤维层的刚度，压力垫层具有良好的弹性，能够避免零件内部的质量缺陷的出现，保证零件的内部质量。而碳纤维层具有一定的刚度而不易发生变形，能够避免复合材料工字型长桁三角区纤维出现褶皱，确保复合材料工字型长桁外形轮廓可靠。并且，上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫兼顾弹性和刚度，通过与硬模相结合的方式，能够降低成型工装的制造精度与配合精度的要求，有利于节约复合材料工字型长桁的制造成本。另外，上述的复合材料工字型长桁成型用软模垫也适用于T字形长桁、工形梁等通过组合模成型的零件的制造，适用范围广泛。