[发明专利]复合材料胶接共固化的工装定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料胶接共固化的工装定位方法，属于复合材料加工成型技术领域。

背景技术

热压罐成型加筋壁板类零件的工艺方法主要有共固化、胶接及胶接共固化技术。有工艺及制造进步的支撑，壁板零件设计中在蒙皮和长桁的基础上还增加了很多定位要求较高的剪切片类的复材制件。剪切片大多垂直于长桁或与长桁有一定的夹角，因剪切片一般都有装配关系，所以其之间的相对位置关系要求较高，主要体现爱壁板类零件的长度方向。定位要求较高的剪切片粘接需要采用胶接共固化技术制造。胶接共固化技术是指将已固化的复材制件与未固化的复材制件经过一次固化成型而制成一个整体制件的工艺方法。采用胶接共固化成型技术，需要进两次热压罐。需要制造一套蒙皮成型工装及一套胶接固化工装，有时两套工装可缩减为一套共用工装。

热压罐成型工艺，复合材料的成型环境是高温高压。在这种环境中会涉及到热涨问题。成型工装多为金属材质，大多金属材质与复合材料的线性热膨胀系数相差较大，会产生制件在成型过程中因工装的膨胀带来的应力，膨胀带来的定位系统位移还会造成剪切片相对位置超差，超差的大小取决于剪切片的间距，间距越大，超差值越大。所以在壁板类复材制件的制造上需采用因瓦钢作为工装材质的首选。因瓦钢线性热膨胀系数与复材制件极为接近，在高温高压的环境下，工装稳定性好，不会对制件质量造成影响，定位精度高，不会由膨胀带来定位的不确定性。但因瓦钢的材料费用高昂，在航空领域虽然大量的开始应用，但也仅占复材成型工装总量的1%以下，大部分尺寸较小些的复材制件工装仍然采用普通钢材料。所以在遇到具有剪切片的壁板类零件，需要额外制造一套因瓦钢的胶接固化工装，成本压力较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复合材料胶接共固化的工装定位方法，该定位方法解决了复合材料胶接工装使用相对廉价的普通钢材，依然能保证粘结部件的主要相对位置关系。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种复合材料胶接共固化的工装定位方法，用于两个具有相对位置关系的剪切片的定位，包括以下步骤：

1）将已固化好成型零件放置在支撑框架上，且该支撑框架为普通钢材制作；

2）用因瓦钢制作一套定位板，将剪切片的夹持定位机构定位在因瓦钢定位板上，同时保证两夹持定位机构的位置精度；

3）将因瓦钢定位板的一端设置为圆孔，另一端设置为长条孔；

4）将因瓦钢定位板根据剪切片需固化的位置摆放在成型零件上，其上的圆孔端与成型零件定位连接，长条孔通过销钉进行限位连接，其长条孔长度大于热膨胀量；

5）将剪切片与固化好的成型零件进行组合定位，然后进罐固化成型。

    该复合材料胶接共固化的工装定位方法采用局部因瓦钢结构，节省了大量的因瓦钢材料，大幅度的降低了工装的整体成本，同时也使剪切片的相对位置精度得到有效的控制，保证装配工作的顺利进行。

附图说明

图1为复合材料胶接共固化工装的结构示意图。

图2为因瓦钢的钻孔示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种复合材料胶接共固化的工装定位方法，用于两个具有相对位置关系的剪切片的定位，包括以下步骤：

1）将已固化好成型零件放置在支撑框架2上，且该支撑框架2为普通钢材制作；

2）用因瓦钢制作一套定位板，将剪切片的夹持定位机构3定位在因瓦钢定位板4上，同时保证两夹持定位机构3的位置精度；

3）将因瓦钢定位板4的一端设置为圆孔5，另一端设置为长条孔6；

4）将因瓦钢定位板4根据剪切片需固化的位置摆放在成型零件上，其上的圆孔端与成型零件定位连接，长条孔通过销钉进行限位连接，其长条孔长度大于热膨胀量；

5）将剪切片与固化好的成型零件进行组合定位，然后进罐固化成型。

    该复合材料胶接共固化的工装定位方法针对长度方向增加稳定的定位系统，以达到使用要求，即在普通钢的支撑框架2上安放两窄条因瓦钢定位板，工装的膨胀方向是由重心或中心向外发散的，当因瓦钢的一端被固定，另一端沿长条孔膨胀，避免了了因瓦钢因胎体膨胀而拉损因瓦钢定位板，这样在进罐胶接固化时，因瓦钢定位板在长度方向上会有一定释放，其余工装重心或中心的相对位置没有因膨胀发生变化，因瓦钢定位板的膨胀系数极低，膨胀变化可忽略，所以可以保证剪切片夹持定位机构沿长度方向相对位置关系不发生变化。在宽度方向上，因瓦钢定位板与成型胎体可以简化看做一个整体，所以宽度上会有一定的膨胀，但膨胀值在要求范围内。