[发明专利]一种复合材料方形管材零件成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料方形管材零件成型工艺，属于复合材料制造技术领域。

背景技术

随着复合材料在航空航天技术领域中的广泛应用，使得大量金属类零件也在寻求使用复合材料来代替，尤其是管材类零件。

现有技术中，复合材料管材类零件以圆管状居多，鲜有方形管状结构，因为复合材料方形管类零件的成型技术要比圆管状零件复杂、困难的多，其分析如下：一是方形管材本身结构就较为复杂，一般圆形管材的拉挤或缠绕等成型工艺不使用方形管材的制作造，尤其是带有子铺层结构的，会存在零件R角及内腔尺寸不准以及R叫区内部质量缺陷多等问题；二是在成型工装方面，无论是阴模还是阳模都具有脱模困难的问题，若使用陶瓷或者可溶性工装还会使生产成本大幅度提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合材料方形管材零件成型工艺，该工艺是针对复合材料方形管材的结构特点制定出来的，其具有稳定的生产能力，且具有经济实用、操作简便等特点。

本发明的技术方案：一种复合材料方形管材零件成型工艺，包括以下具体步骤：

（1）    在芯模上铺叠方形管材零件坯料；

（2）    利用真空袋与密封胶条制备管状真空袋气囊；

（3）    利用橡胶软垫成型工装、隔离膜及导气材料、真空袋气囊制备与方形管材零件内腔一致的管状橡胶软垫；

（4）    从零件坯料中抽出铺叠芯模；

（5）    向零件坯料中放入橡胶软垫、隔离膜及导气材料和真空袋气囊，橡胶软垫和隔离膜及导气材料从外向内依次位于零件坯料和真空袋气囊之间；

（6）    将步骤中含有橡胶软垫、隔离膜及导气材料和真空袋气囊的零件坯料放入零件成型工装中并封装，零件成型工装为分瓣结构，具体的分成3-4瓣；

（7）    固化成型。

本发明的有益效果：采用本发明所述的成型工艺，可有效避免复合材料方形管材零件在成型时遇到的内腔尺寸不准、R角区内部质量缺陷多等问题，在保证复合材料方形管材零件成型质量的同时，其加工过程简单，操作方便，工装经济实用，具有稳定的生产能力。

附图说明

图1为方形管材零件坯料铺叠示意图。

图2为制备橡胶软垫时橡胶软垫成型工装、隔离膜及导气材料、真空袋气囊制备与橡胶软垫之间的结构示意图。

图3为图2的局部放大示意图。

图4为方形管材零件的成型工装示意图。

具体实施方式

一种复合材料方形管材零件成型工艺，包括以下具体步骤：

（1）    在芯模2上采用手糊方法进行方形管材零件坯料的制备，包括管材的主铺层及子铺层，芯模2选用与方形零件内腔尺寸一致或稍小些的方形棒料，如图1所示；

（2）    利用真空袋与密封胶条制备管状真空袋气囊6，如图2所示；

（3）    利用橡胶软垫成型工装3、隔离膜及导气材料5、真空袋气囊6制备与方形管材零件内腔一致的管状橡胶软垫4，其具体制备方法为：先将未硫化的橡胶卷贴在橡胶软垫成型工装3的内型面上，该成型工装3为阴模；然后,在橡胶内腔放入隔离膜及导气材料5、真空袋气囊6，隔离膜及导气材料5位于真空袋气囊6和橡胶之间；最后经硫化制成外形与方形管材内腔一致的橡胶软垫4，如图3所示；

（4）    将铺叠芯模2从方形管材零件坯料1中抽出；

（5）    向零件坯料1中放入橡胶软垫4、隔离膜及导气材料5和真空袋气囊6，和步骤（3）中橡胶软垫4的成型方法一样，隔离膜及导气材料5仍然位于真空袋气囊6和橡胶之间；

（6）    将步骤5中含有橡胶软垫4、隔离膜及导气材料5和真空袋气囊6的零件坯料1放入零件成型工装7中并封装，封装时，将真空袋气囊6与外界大气相通；上述零件成型工装7为分瓣结构，具体的分成4瓣，如图4所示；

（7）    利用加热、加压及抽真空的方式使零件坯料固化成型。