[发明专利]一种内埋加强框架的大尺寸蜂窝夹层结构板及其成型方法和加压工装

说明书

一种内埋加强框架的大尺寸蜂窝夹层结构板及其成型方法和加压工装，本发明涉及一种高刚度蜂窝夹层结构板及其成型方法，它为了解决现有蜂窝夹层结构板采用热压罐加压固化成型工艺复杂的问题。本发明内埋加强框架的大尺寸蜂窝夹层结构板包括加强框架、上蒙皮、下蒙皮、蜂窝芯和金属预埋件，加强框架为矩形框架，加强框架由直角接头、两个三通接头和多根方管组成，加强框架的框架内设置有蜂窝芯，金属预埋件嵌设在蜂窝芯中，在加强框架的上下表面分别胶接有上蒙皮和下蒙皮。成型方法通过金属加压工装的下模和上模合模，通过力矩扳手紧固螺栓进行加压力。本发明采用金属对模加压方式成型，适用于单次小批量的产品，对模加压方法能够降低制备成本。

技术领域

本发明涉及一种高刚度蜂窝夹层结构板及其成型方法和成型工装。

背景技术

蜂窝夹层结构属于航空航天领域常见的结构形式，主要是由于蜂窝夹层结构重量轻，仪器设备的安装接口可以在板上任意布局，适合安装分散设备。通常由蒙皮、蜂窝芯、胶粘剂构成，通常的蜂窝夹层结构就能够满足一般安装板的使用要求，但是对于大刚度需求的蜂窝板，就需要对蜂窝板进行刚度加强，经调研发现，通常对蜂窝板刚度加强采用如下四种方法：

1、增加面板厚度，相当于增加了蜂窝夹层结构中工字梁的翼面厚度，提高刚度。但是增加面板厚度则会造成重量较重。

2、增加蜂窝芯高度，相当于增加了截面惯性矩，可以提高刚度，但是有些产品受于尺寸限制，不能改动整体产品高度。

3、选择规格尺寸小的蜂窝，当蜂窝规格限定后，就不能够进一步提高刚度。

4、内埋金属加强件，金属加强件加工周期短，但是重量相对较重，一般铝合金的密度为2.7g/cm³。

并且蜂窝夹层结构板多数经过热压罐进行加压固化，热压罐成型蜂窝夹层结构板加压均匀，性能稳定，但是成本过于昂贵，成型步骤复杂繁多。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有蜂窝夹层结构板采用热压罐加压固化成型工艺复杂的问题，而提供一种内埋加强框架的大尺寸蜂窝夹层结构板及其成型方法和成型工装。

本发明内埋加强框架的大尺寸蜂窝夹层结构板包括加强框架、上蒙皮、下蒙皮、蜂窝芯和金属预埋件，其中加强框架由直角接头、两个三通接头和多根方管组成，加强框架为矩形框架，三通接头的形状为T形，在矩形框架的直角处设置有直角接头，矩形框架的长边中点设置处设置有三通接头，相邻直角接头之间以及直角接头和三通接头之间胶接有方管，在两个三通接头之间胶接有方管，加强框架的框架内设置有蜂窝芯，金属预埋件嵌设在蜂窝芯中(待连接器件的位置处)，在加强框架的上表面和下表面分别胶接有上蒙皮和下蒙皮。

本发明内埋加强框架的大尺寸蜂窝夹层结构板的成型方法按照下列步骤实现：

一、在下蒙皮上涂J47B+C胶膜，加强框架内胶接有蜂窝芯，在碳纤维定位板上依次放置下蒙皮和加强框架，根据碳纤维定位板上的基准孔定位加强框架的位置，金属预埋件通过定位螺钉定位在蜂窝芯内，得到加强框架+碳纤维定位板组件；

二、在加强框架的上表面涂J47B胶2-3次，敞晾后，将涂完J47B+C的上蒙皮放置在加强框架上表面，然后将加强框架+碳纤维定位板组件放置在金属加压工装的下模上；

三、金属加压工装的下模和上模合模，下模和上模之间利用连接件相连，下模和上模通过力矩扳手紧固连接件进行加压力，加压完成后，放入固化炉中，固化完成后冷却至室温，得到内埋加强框架的大尺寸蜂窝夹层结构板。

用于大尺寸蜂窝夹层结构板成型的加压工装包括下模、上模和定位围沿，所述的上模为长方体框体结构模具，上模的框体结构内由隔板间隔出多个方格孔，上模的两侧长边模壁的下部分别设置有多个定位板，上模上每个定位板上开有两个定位止口；