[发明专利]一种复合材料波纹夹芯圆台的成型模具及成型方法

说明书

一种复合材料波纹夹芯圆台的成型模具及成型方法，属于波纹夹芯板的制备。本发明是为了解决现有的复合材料夹芯圆台并不是一体成型的，且成型过程复杂的问题。本发明包括支撑座、中心圆台模具、若干根芯子条、小盖板和大盖板；若干根所述的芯子条沿着中心圆台模具的圆周方向依次排列并形成一个圆台形套筒模具，所述的小盖板和大盖板分别设置在中心圆台模具的两侧，并将中心圆台模具和圆台形套筒模具转动安装在支撑座上；所述芯子条的横截面为梯形，芯子条的上表面和下表面均为弧形面。本发明主要用于制备波纹夹芯圆台。

技术领域

本发明属于波纹夹芯板的制备，尤其涉及一种复合材料波纹夹芯圆台的成型模具及成型方法。

背景技术

夹层结构具有优异的承载效率，被广泛应用在航空航天和船舶等领域，特别是对于壳状夹芯结构，比如飞机舱段、整流罩、火箭级间段以及航天适配器等结构。其中火箭适配器是一个典型的圆台型结构，主要作用是连接运载火箭与航天器，现阶段比较常用的是金属结构。复合材料具有轻质、高比刚度和高比强度等优异的力学性能，特别是碳纤维增强树脂基复合材料，在航空航天器结构中已逐渐占据支配地位。因此迫切需要复合材料夹芯圆台代替原有的金属圆台结构，来减轻结构的重量并得到最佳的承载效率。

现阶段的复合材料夹芯圆台的制备方法与成型模具，成型出来的夹芯圆台中面板与夹芯是分体的，并不是一体的；例如中国专利“CN111070728B”公开的“纤维增强复合材料褶皱夹芯圆台壳的热压成型方法”以及“CN111016215B”公开的“用于制备纤维增强复合材料褶皱夹芯圆台壳的组合模具”制备的褶皱夹芯圆台中内板面与褶皱夹芯并不是一体制成，导致夹芯圆台的承载能力低，成型过程复杂。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有的复合材料夹芯圆台并不是一体成型的，且成型过程复杂的问题；进而提供一种复合材料波纹夹芯圆台的成型模具及一体成型方法。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种复合材料波纹夹芯圆台的成型模具，它包括支撑座、中心圆台模具、若干根芯子条、小盖板和大盖板；若干根所述的芯子条沿着中心圆台模具的圆周方向依次排列并形成一个圆台形套筒模具，所述的小盖板和大盖板分别相对设置在中心圆台模具的两侧，并将中心圆台模具和圆台形套筒模具转动安装在支撑座上；所述芯子条的横截面为梯形，芯子条的上表面和下表面均为弧形面。

进一步的，所述的中心圆台模具为筒状结构，是由若干块弧形板拼接而成，每块弧形板的两端端面开有螺纹盲孔，用于与小盖板和大盖板的固定连接。

进一步的，所述的芯子条包括截面为正等腰梯形的芯子条A和截面为倒等腰梯形的芯子条B，所述的芯子条A和芯子条B交替排列设置，并通过其两端端面上的螺纹盲孔连接在小盖板和大盖板上。

进一步的，所述的小盖板和大盖板结构相同，尺寸不同；所述的小盖板包括承载转轴和圆形面板，所述的承载转轴轴向固定安装在圆形面板一侧板面的中心点处，所述的小盖板和大盖板通过各自的承载转轴安装在支撑座；所述的圆形面板上以承载转轴为中心开有内外两圈通孔，处于内圈的通孔为螺栓圆孔，用于连接中心圆台模具；处于外圈的通孔为螺栓腰孔，所述螺栓腰孔的开孔方向径向设置，用于连接芯子条A和芯子条B，并实现芯子条A和芯子条B的径向移动。

一种复合材料波纹夹芯圆台的成型方法，具体成型过程如下：

步骤1，准备阶段：按照预先设计的波纹夹芯圆台的尺寸计算出内面板扇形预浸料、芯子预浸料和外面板扇形预浸料的结构形式与尺寸，然后将预浸料切割成所需尺寸；选取钢材质或铝材质的中心圆台模具、芯子条A和芯子条B，在中心圆台模具、芯子条A和芯子条B的外表面铺上脱模布，然后在芯子条A和芯子条B脱模布的外表面涂抹上脱模剂；

步骤2，安装-铺设阶段：

步骤2.1，将中心圆台模具安装在小盖板和大盖板上，并通过小盖板和大盖板上的承载转轴支撑在支撑座上；