[发明专利]一种复合材料桨叶疲劳试验改造件的成型方法

说明书

本发明属于直升机桨叶设计领域，具体涉及一种复合材料桨叶疲劳试验改造件的成型方法。桨叶改造件的固化过程中压力较大且金属压模本身较重，易对桨叶改造区边缘泡沫造成损伤，导致桨叶进行疲劳试验过程中提前失效。将本发明将金属压模改为复合材料压模，重新设计了成型方式，大幅降低了压模对桨叶改造区边缘泡沫的挤压，避免了泡沫被压溃导致的试验件疲劳试验过程中提前失效的问题，使得压力分布更为均匀，减少了零件内部褶皱与积胶的现象，有效提高了改造件的表面质量。

技术领域

本发明属于直升机桨叶设计领域，具体涉及一种复合材料桨叶疲劳试验改造件的成型方法。

背景技术

目前直升机已越来越多地使用复合材料代替金属材料，用于制造旋翼桨叶。作为直升机上重要的动部件之一，准确把握桨叶的使用寿命及抗疲劳性能对保证桨叶飞行过程中的安全性至关重要，为此目前复合材料桨叶在投入批量生产前均需将模压桨叶改造为疲劳试验件并进行桨叶疲劳试验。

疲劳试验件是在桨叶改造件的基础上装夹金属夹板构成，而桨叶改造件制作一般是通过在金属压模内型面上直接铺贴包布以及大梁带后与桨叶装配在一起并一次固化成型，以及改造件的固化过程中压力较大且金属压模本身较重，采用金属压模进行固化过程中，易对桨叶改造区边缘泡沫造成损伤，导致桨叶进行疲劳试验过程中提前失效。

发明内容

本发明的目的：本发明提出了一种复合材料桨叶疲劳试验改造件的成型方法，解决复合材料桨叶改造件制造过程中对桨叶本身造成的损伤，并且精准控制改造件中各部分体积分布，减少改造件表面积胶等缺陷的出现，提高桨叶改造件成型质量。

本发明的技术方案：提供一种复合材料桨叶疲劳试验改造件的成型方法，该方法包括以下步骤：

S1、依据试验改造件的图纸要求设计具有一定加工余量的中间件三维数模，中间件包括装夹区域和过渡区域；

S2、根据三维数模对泡沫原料进行加工从而获得芯模；

S3、基于芯模制造上下两部分复合材料阴模；

S4、在上下两部分复合材料阴模的内表面分别沿长度方向铺贴大梁带，铺贴的束数与所在区域的厚度相关；

S5、在桨叶上预装配铺贴了大梁带的复合材料阴模，开模检查并补料或取料；

S6、再次合模并真空固化，拆除上下两部分复合材料阴模；

S7、根据中间件的理论尺寸进行数控加工得到中间件；

S8、在中间件的表面沿外形自下翼面前缘至上翼面前缘铺贴包布，并在上下翼面的装夹区域增加一定量工艺垫布；

S9、真空固化后进行表面处理；

S10、在装夹区域数控加工上下表面及装夹孔。

有利地，步骤S3中，在芯模的外表面铺贴一定厚度的复合材料织物，采用0°、±45°、90°依次铺贴；抽真空固化后形成与中间件外形相适应的上下两部分复合材料阴模。

有利地，步骤S4中，对铺贴了大梁带之后的上下两部分复合材料阴模真空压实。

有利地，步骤S6中，保持真空压力-0.08～-0.098MPa，降温到60℃以下出炉，清理零件表面胶瘤。

有利地，步骤S7中，利用五轴数控加工机床，以桨根的复合材料端面为基准，依据改造件的图纸要求中对扭角与厚度的尺寸，将装夹区域和过渡区域的大梁厚度及扭角值铣削至要求值。

有利地，步骤S10中，利用桨根的两衬套孔中点与桨根处的厚度，依据桨叶25％弦线在装夹区域内确定两个基准孔的位置并加工。

有利地，通过两衬套轴线的中点连线得到一段线段，选取该线段的中点，并通过该点作两衬套轴线组成的面的垂直线，即为25％弦线。