一種復合材料機翼整體成型工藝方法及工裝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于航空制造工藝裝備技術領域，具體地說，涉及一種復合材料機翼整體成型工藝方法及工裝，適用于較小尺寸復合材料機翼的整體成型。
【背景技術】
[0002]復合材料的可設計性強、重量輕、比強度高，耐腐蝕及獨特的電磁穿透性能優(yōu)良，使其廣泛應用于航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部件當中。其中飛機機翼更是最早采用復合材料結(jié)構(gòu)的部件之一。傳統(tǒng)的復合材料結(jié)構(gòu)機翼采用上下蒙皮分別成型，然后通過裝配工裝將上下蒙皮對合，并和骨架膠接來完成復合材料機翼的制造。這種方法制造過程工序復雜，上下蒙皮和骨架膠接時使用的粘膠會大大增加機翼部件的結(jié)構(gòu)重量，且上下蒙皮的膠接結(jié)構(gòu)強度會直接影響整個機翼部件的裝配結(jié)構(gòu)強度。
[0003]通過多年的摸索試驗，復合材料制件整體成型技術已經(jīng)逐漸成熟并逐步應用到實際生產(chǎn)當中。復合材料制件整體成型技術在簡化生產(chǎn)工序的同時，減少裝配工裝數(shù)量，減輕了復合材料結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)重量，提高其整體結(jié)構(gòu)強度。
[0004]發(fā)明專利CN101811571A中公開了一種“封閉式復合材料錐形整流罩整體成型方法”該成型方法采用陽模鋪貼后，轉(zhuǎn)移到陰模加真空袋成型的工藝方法。該成型方法主要適用于對外形要求精度較高，對封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)形及結(jié)構(gòu)件鋪層厚度要求不高的復合材料制件的成型。對于整體尺寸較小、內(nèi)部操作空間有限，且對產(chǎn)品外型面、內(nèi)型面及鋪層厚度均有嚴格控制要求的復合材料制件，采用該成型方法并不能生產(chǎn)出滿足產(chǎn)品技術要求的復合材料制件廣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了避免現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提出一種復合材料機翼整體成型工藝方法及工裝。該整體成型工藝方法和工藝裝備解決了復合材料機翼由于整體尺寸較小、內(nèi)部操作空間有限，無法在產(chǎn)品內(nèi)部采用放置真空袋加壓而造成產(chǎn)品內(nèi)外型面及鋪層厚度均無法精確保證的技術問題。成型工藝方法能制備內(nèi)部質(zhì)量好、外型面尺寸精準、且能夠嚴格控制產(chǎn)品鋪層厚度的復合材料機翼。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種復合材料機翼整體成型工藝方法，其特征在于包括以下步驟:
[0007]步驟1.采用數(shù)控加工完成陰模制造，利用陰模制造陽模；在陰模上模與陰模下模型面上分別鋪貼復合材料層，并將陰模上模與陰模下模對合，在對合后形成的復合材料機翼內(nèi)部空腔澆注硅橡膠混合液并進行常溫固化，待固化后脫模，修邊得到陽模；
[0008]步驟2.使用酒精或丙酮清理陰模上模與陰模下模型面，并在型面上噴涂脫模劑；
[0009]步驟3.在陰模上模與陰模下模型面上分別鋪貼復合材料機翼上、下翼面鋪層，采用真空抽壓方式對上、下翼面鋪層進行預壓實，在上、下翼面鋪層上鋪貼隔離層，其中，下翼面鋪層在機翼前緣部位需逐層預留預浸料長度和上翼面對合時搭接，上翼面鋪層在機翼前緣部位需逐層減少預浸料長度和下翼面對合時搭接；
[0010]步驟4.在復合材料機翼下翼面鋪層上放置陽模和機翼前緣零件，將步驟3中下翼面鋪層的預浸料長度翻轉(zhuǎn)并鋪貼在機翼前緣的上、下翼面鋪層搭接區(qū)；
[0011]步驟5.將陰模上模翻轉(zhuǎn)，在導向銷的定位下與陰模下模對合，并用緊固螺栓固緊；
[0012]步驟6.將對合的陰模、陽模和復合材料機翼放入熱壓罐中，按復合材料成型固化工藝進行加溫固化，硅橡膠陽模加溫后發(fā)生膨脹，用于上、下翼面鋪層固化時所需的成型壓力；
[0013]步驟7.固化后脫模，并去除復合材料機翼中的硅橡膠陽模和隔離層，對產(chǎn)品進行修邊得到復合材料機翼部件。
[0014]一種用于復合材料機翼整體成型工藝方法的機翼整體成型工裝，包括陰模上模、陰模下模、導向銷、緊固螺栓、陽模，其特征在于:采用陰模和陽模輔助成型，所述陰模為上、下?？蚣芙Y(jié)構(gòu)，陰模上模與陰模下模兩側(cè)緣上有多個螺孔，其中，陰模下模一側(cè)上部設有導向銷，陰模上模與陰模下模模體對合時，采用導向銷定位陰模上、下模的型面對合，陰模上模與陰模下模模體通過緊固螺栓固緊；所述陽模為整體結(jié)構(gòu)，模體采用硅橡膠材料，陽模型面為復合材料機翼的內(nèi)型面，并在陰模型面內(nèi)固化成型；陰模模體材料為45號鋼或7075鋁合金。
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明提出的復合材料機翼整體成型工藝方法及工裝，采用金屬陰模和硅橡膠陽模輔助成型；首先加工制造陰模，并利用陰模制造陽模；清理陰模上、下模型面，并噴涂脫模劑；在陰模上模、陰模下模型面上分別鋪貼復合材料機翼上、下翼面；在機翼下翼面上放置陽模和機翼前緣零件；將陰模上模與陰模下模對合；對合后的陰模、陽模和復合材料機翼產(chǎn)品放入熱壓罐固化；固化后脫模，經(jīng)過修邊得到整體復合材料機翼產(chǎn)品。解決了復合材料機翼由于整體內(nèi)部空間尺寸較小、內(nèi)部操作空間有限，無法在產(chǎn)品內(nèi)部采用放置真空袋加壓而造成產(chǎn)品內(nèi)外型面及鋪層厚度均無法精確保證的技術問題，實現(xiàn)了較小尺寸復合材料機翼的整體成型。與傳統(tǒng)的成型方法相比，減輕了復合材料機翼的整體重量，提高其結(jié)構(gòu)強度；整體成型的復合材料機翼內(nèi)部質(zhì)量好，外部翼型型面尺寸精準，同時能嚴格控制產(chǎn)品鋪層厚度。
[0017]本發(fā)明復合材料機翼整體成型工藝方法及工裝，適用于較小尺寸復合材料機翼的整體成型，成型產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明一種復合材料機翼整體成型工藝方法及工裝作進一步詳細說明。
[0019]圖1為本發(fā)明整體成型工藝方法流程圖。
[0020]圖2為本發(fā)明整體成型工藝方法的機翼鋪層示意圖。
[0021]圖3為本發(fā)明整體成型工裝的陰模上下?？蚣苁侥ｓw結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明整體成型工藝裝備陽模結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中
[0024]1.脫模劑2.隔離層3.下翼面鋪層4.機翼前緣5.上下翼面鋪層搭接區(qū)6.上翼面鋪層7.陰模上模8.陰模下模9.導向銷10.緊固螺栓11.陽模
【具體實施方式】
[0025]本實施例是一種復合材料機翼整體成型工藝方法及工裝。
[0026]本實施例用于某型較小尺寸復合材料機翼整體成型中，復合材料機翼長為1.65米，最大弦長處為0.26米，最大翼型高度為24毫米。由于復合材料翼型零件尺寸較小，內(nèi)部空間狹窄，很難從內(nèi)部進行鋪貼操作；但產(chǎn)品技術要