[发明专利]一种复合材料Z型零件的成型装置和成型方法

说明书

本发明公开了一种复合材料Z型零件的成型装置和成型方法，成型装置包括工装主体、L型匀压板、V型缓冲垫。本发明能够沿复合材料Z型零件的截面均匀分布固化压力，实现树脂均衡分布，解决复合材料Z型零件厚度不均匀，内部容易出现孔隙、分层等问题，实现复合材料Z型零件的快速、可靠制造。

技术领域

本发明涉及复合材料零(组)件制造领域，特别是一种复合材料Z型零件的成型装置和成型方法。

背景技术

复合材料具有比强度、比模量高、耐腐蚀、疲劳性能好等诸多优点，在航空、航天、汽车制造等领域得到了非常广泛的应用。随着复合材料应用范围的扩展，复合材料构件的结构形式日趋复杂，各构件之间的连接关系逐步增多。与此同时，为了充分发挥复合材料可设计性强的优势，部分厚度较薄的蒙皮类零件需要进行结构补强，以增加其刚性和稳定性。

复合材料Z型零件就是一种能够满足上述需求的典型结构。复合材料Z型零件能够有效传递各结构件之间的载荷，提高组件整体的刚性和稳定性。因此，在盒段、楔形尾段等结构中得到了广泛应用。

相比于蒙皮类或C型、L型等结构，复合材料Z型零件同时存在1个内R角和1个外R角，内R角和外R角区域极易出现压力不均衡现象，树脂沿零件截面出现不均匀分布，导致厚度分布不均、分层、孔隙密集等缺陷。

因此，迫切需要一种复合材料Z型零件的成型装置和成型方法，解决复合材料Z型零件厚度不均匀，内部容易出现孔隙、分层等问题，实现复合材料Z型零件的快速、可靠制造。

发明内容

本发明公开了一种复合材料Z型零件的成型装置和成型方法，能够实现复合材料Z型零件的快速、可靠制造，所得产品厚度均匀，内部致密。

一种复合材料Z型零件的成型装置，包括工装主体、L型匀压板、V型缓冲垫。L型匀压板放置在复合材料Z型零件上，V型缓冲垫放置在L型匀压板上。

工装主体其工作面内所有内R角、外R角的角平分线与水平线夹角为50°－90°。

L型匀压板由多个板状零件组合而成，多个板状零件覆盖复合材料Z型零件的内R角区域以及两侧缘条，组合而成的L型匀压板边缘距外R角或零件边缘10mm～30mm，多个板状零件的组合位置为复合材料Z型零件的内R角轴线，紧邻2块板状零件的间隙为0mm～1mm。

V型缓冲垫，覆盖L型匀压板的内R角区域，以L型匀压板的内R角轴线为基准，V型缓冲垫两侧等宽，单侧宽度为5mm～30mm。

L型匀压板和V型缓冲垫的材质为未硫化的Airpad或橡胶。

工装主体，沿复合材料Z型零件的铺层边缘设置矩形凹槽，深度为2mm～5mm。

本发明的成型方法如下：

1在工装主体表面铺贴复合材料Z型零件，在零件表面铺放1层可剥保护层，可剥保护层在内R角的轴线区域断开；

2在复合材料Z型零件的内R角区域放置L型匀压板的多个板状零件，调整各板状零件的的位置，直至间隙为0mm～1mm，组合成L型匀压板；

3在每个L型匀压板的内R角区域放置V型缓冲垫；

4工装主体上，在复合材料Z型零件四周的矩形凹槽内放置密封胶条；

5制作真空袋，固化。

本发明的成型装置和成型方法具备如下优点：1)结构简单，采用单侧模具，避免了复杂的配合关系，模具制造难度低，稳定性高；2)L型匀压板和V型缓冲垫均采用未固化的Airpad或橡胶，减少了固化设备的使用次数，降低了制造成本，缩短了制造周期。3)通过特殊结构的L型匀压板和V型缓冲垫的配合，平衡复合材料Z型零件内R角区域的固化压力，在复合材料Z型零件的截面上实现了固化压力均衡和树脂的均匀分布，提高了厚度均匀性。

附图说明