[发明专利]一种复杂立体外形的桨叶大梁带缠绕夹具、维形夹具及方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料成型制造技术，特别是涉及一种桨叶结构中具有复杂立体外形的大梁带的缠绕和维形夹具及方法。

背景技术

复合材料桨叶中含有复杂外形的大梁带，大梁带的裁剪节点位置不一，且根部大梁带体积最大，成型过程中需要严格控制其体积和外形满足理论值的要求。桨叶中的大梁带结构如图1。通常的大梁带铺贴以及外形的保证是直接采用成型桨叶的工装进行缠绕、裁剪和梳理至所需外形，该种工艺方法大梁带缠绕张力不均匀，不容易保证大梁带的外形，尤其是根部容易产生夹纱、断纱、纤维褶皱的缺陷，大梁带一束一束的缠绕，工艺过程复杂，最终大梁带的外形质量难以保证。

发明内容

本发明的目的是：提出一种用于保证复杂外形和铺贴质量、成本低且通用性强的复合材料大梁带的缠绕维形方法。

本发明的技术方案是：

如图2，一种复杂立体外形的桨叶大梁带缠绕夹具，工装由若干个圆柱形立柱和底部托架组成，立柱在底部托架的安装位置根据大梁带的裁剪节点位置分布，立柱主要为适应大梁带缠绕宽度的卡槽垫块，卡槽垫块的卡槽用于限制和保证大梁带的缠绕宽度和厚度。

如图3，一种复杂立体外形的桨叶大梁带维形夹具，该夹具主要由围绕大梁带立体外形的3个压块组成，3个压块在连接螺杆从外部向内部施加压紧力下，向内移动，直至3个压块的内腔面形成大梁带理论外形。

一种复杂立体外形的桨叶大梁带缠绕维形方法，包括以下步骤：

第一步，在桨叶大梁带缠绕夹具上进行大梁带的缠绕，缠绕时尽力拉直大梁带使之保持一定的张力；

第二步，将缠绕好的大梁带根据截剪节点位置进行裁剪，以满足不同节点位置处大梁带不同的体积要求；

第三步，将裁剪后的大梁带连同桨叶大梁带内的接头填块，垫隔离膜后，转移到大梁带维形夹具上，对大梁带按理论外形进行加压夹紧维形处理；

第四步，将缠绕并维形后的大梁带从维形夹具中取出，用于后续大梁带的梳理等桨叶内部零件的装配操作，从而保证桨叶的装配外形符合理论要求。

本发明的优点是：

1)大梁带缠绕工装，可满足缠绕过程中均匀张力的需要，保证大梁带压实效果，缠绕后无纤维褶皱以及乱纱；

2)大梁带在专用工装上缠绕，满足了大梁带不同裁剪节点的工艺需要，节省了大梁带原材料；

3)大梁带维形夹具，有效保证大梁带的体积和外形符合理论值的要求，避免桨叶装配合模时产生大梁夹纱；

4)避免了单束大梁带逐一缠绕、裁剪和维形的繁琐步骤，成型制造工艺步骤简单，制造周期短，桨叶产品的成型质量容易保证。

附图说明：

图1为桨叶大梁带示意图，其中1为桨叶上的大梁带，2为内部接头填块；

图2为大梁带缠绕工装示意图，其中3为缠绕立柱，4为底部托架，5为缠绕立柱上的卡槽垫块；

图3为大梁维形夹具结构示意图，其中6为立体外形大梁，7为压块1，8为压块2，9为压块3，10为加压螺杆；

图4为大梁带裁剪节点位置示意图。

具体实施方式：

本发明的特征在于采用简单立柱组成的缠绕工装进行大梁带的缠绕和裁剪，保证了缠绕张力和缠绕外形，提高了缠绕效率；对缠绕后的大梁进行维形处理，使得采用本方法缠绕的大梁带预成型出复杂的立体外形，达到理论体积要求，同时满足大梁带张力均匀、无褶皱、乱纱的成型质量，从而得到较好的合模效果。

下面以某桨叶为例对本发明做进一步详细说明。

某桨叶其中一束大梁带裁剪节点位置如图4所示，以桨叶衬套为展向坐标原点（Z=0），主要裁剪节点为Z=650以前，Z=2897，以及Z=3527以后。大梁缠绕工装在Z=0，Z=1730、Z=2740、Z=4110位置处设置缠绕立柱，满足缠绕工艺要求。

一种复杂立体外形的桨叶大梁带缠绕维形方法，包括以下步骤：

第一步，在上述缠绕工装的立柱上进行大梁带的缠绕，节点位置在Z=650以前的围绕Z=0，Z=1730两立柱缠绕，节点Z=2897以及Z=3527以后大梁带围绕Z=0，Z=4110两立柱缠绕。缠绕时尽力拉直大梁带使之保持一定的张力，同时保证层间压实效果。大梁缠绕工装在Z=2740位置设置缠绕立柱是为了满足桨叶其他束不同裁剪节点的大梁带的缠绕和裁剪要求；

第二步，将缠绕好的大梁带根据图4中大梁带的裁剪节点位置进行裁剪，以满足不同节点位置处大梁带不同的体积要求；