[发明专利]一种复合材料部件框、梁和蒙皮整体共固化成型方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料成型技术领域，涉及一种复合材料框、长桁和蒙皮整体共固化成型方法。

背景技术

某些复合材料部件需要采用整体共固化以满足强度要求。如某型直升机尾梁为全复合材料结构，其承受着比较大的尾桨载荷和振动载荷，为全机的主要受力构件，要求采用对框、长桁和蒙皮采用整体共固化以满足强度要求。如果采用传统的框、长桁和蒙皮单独固化，再进行二次胶接成型，在胶接面处容易产生界面效应，在受到大载荷时容易引起脱胶，甚至影响飞行安全。

发明内容

本发明的目的是：提供一种种复合材料部件框、长桁和蒙皮整体共固化成型方法，以消除框、梁和蒙皮之间的界面效应，提高产品质量，满足结构大载荷的强度要求。

本发明的技术方案是：一种复合材料部件框、长桁和蒙皮整体共固化成型方法，本方法包括以下步骤：

第一步，模具设计制造，即根据复合材料部件的结构特点，设计制造整体框架模具，在本步中应对框的定位工装进行削尖处理；

第二步，蒙皮和长桁整体铺层，即先在模具上进行蒙皮铺层，然后放上经机械加工的轻质、耐温耐压泡沫，再铺贴长桁上面的蒙皮铺层；

第三步，框铺层和组装，即在框的定位工装上对每个框进行框铺层，然后将铺层好的框连同经削尖处理的定位定位工装一起放入整体框架模具中组合；

第四步，铺放内部橡胶衬模，即将事先制造好的相应的橡胶衬模放入组合好的框、长桁和蒙皮组件上，整理橡胶衬模使之与该复合材料部件贴合，以保证内表面压力的均匀性和表面质量；

第五步，封制整体真空袋；即复合材料部件、模具以及铺放好的橡胶衬模一起用真空袋整体封装；

第六步，固化成型，即将上述真空袋封装好的部件放入热压罐高温固化成型。

本发明的优点是：实现了复合材料部件的框、长桁和蒙皮整体共固化的要求，保证了框、长桁和蒙皮接合面处的胶接质量，满足了复合材料的强度要求。

附图说明

附图1是某型复合材料壁板结构示意图，其中，1为框，2为长桁，3为蒙皮。

附图2是框的定位工装示意图，其中4为定位工装。

附图3是框的定位工装截面图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。本复合材料部件框、长桁和蒙皮整体共固化成型方法，对复杂的复合材料构件采用一次共固化成型，解决了传统二次胶接成型中框、梁、蒙皮之间接合面处的胶接界面效应。

本发明的工作原理是：采用先进的耐温耐压泡沫作为长桁的内部填充，使长桁和蒙皮实现一次铺贴完成；采用经特殊削尖处理的框的定位和固化工装，解决框梁接合面处的加压问题，实现框和蒙皮长桁组件共固化成型；采用橡胶衬模技术保证了内部复杂结构压力的均匀性和内表面质量。这样即实现了框、长桁和蒙皮的整体共固化，又能有效的保证产品质量。

本发明的一个实施例如下：

1、模具设计制造，根据复合材料部件的结构特点，设计制造整体框架模具，为了保证在整体共固化过程中，框的定位工装与蒙皮和长桁的结合处能够均匀的施加真空压力，对框的定位工装与蒙皮和长桁的结合处进行削尖处理，框的定位工装的削尖角度小于30°，尖点小于1mm。

2、蒙皮和长桁整体铺层，先在模具上进行蒙皮铺层，然后放上近机械加工的轻质、耐温耐压泡沫，最后铺贴长桁上面的蒙皮铺层；该泡沫可为PMI闭孔泡沫，采用该泡沫结构，可保证180℃、0.3MPa压力下长桁的截面形状不变形；本实施例中采用了ROHACELL公司生产的PMI闭孔泡沫。

3、框铺层和组装，在框的铺贴工装上对每个隔框进行铺层，然后将铺层好的隔框连同经削尖处理的定位定位工装一起放入蒙皮铺贴模具中组合；

4、铺放内部橡胶衬模，将事先制造好的相应的橡胶衬模放入组合好的框、长桁和蒙皮组件上，整理橡胶衬模使之与该复合材料部件贴合，以保证内表面压力的均匀性和表面质量；

5、封制整体真空袋，复合材料以及铺放好的橡胶衬模用真空袋整体封装

6、固化成型，将上述真空袋封装好的部件放入热压罐高温固化成型。