[发明专利]一种π型截面环状复材零件的成型工装及方法

说明书

本发明属于复合材料模压成型领域，具体涉及一种π型截面环状复材零件的成型工装及方法。传统的真空袋热压成型，会造成积胶，压力不够合模不到位造成零件精度超差。采用真空袋热压成型还会造成升温速率低，造成零件变形。本发明的成型工装包括外部的底座和盖板，以及内部的下模块、中模块、上模块和外模块，其中所述外模块为分段的环形结构，其他各部分为整体的环形结构，由所述内部各模块组合后形成环形的π型型腔。通过事先成型预成型体，而后通过模块与预成型体的结合，能够有效的保证产品各个端面的尺寸精度和表面粗糙度，通过抽真空及加压注胶方式，能保证胶液浸润到每一处的材料，有效的保证零件的质量。

技术领域

本发明属于复合材料模压成型领域，具体涉及一种π型截面环状复材零件的成型工装及方法。

背景技术

在复合材料模压成型过程中，各个模块之间需要精确的定位及压紧，对于新型的π字型加强框，采用RTM模压技术进行成型。传统的真空袋热压成型，会造成积胶，压力不够合模不到位造成零件精度超差。采用真空袋热压成型还会造成升温速率低，造成零件变形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：通过事先成型预成型体，而后通过模块与预成型体的结合，能够有效的保证产品各个端面的尺寸精度和表面粗糙度，通过抽真空及加压注胶方式，能保证胶液浸润到每一处的材料，有效的保证零件的质量。

本发明的π型截面环状复材零件的成型工装，该成型工装包括外部的底座和盖板，以及内部的下模块、中模块、上模块和外模块，其中所述外模块为分段的环形结构，其他各部分为整体的环形结构，由所述内部各模块组合后形成环形的π型型腔；所述底座和盖板的对接面安装有胶条，并通过对接后形成的腔体内表面挤压所述内部的各模块，在所述底座周向上设置有注胶嘴，在所述盖板周向上设置有真空嘴，并分别通过相应的管路与所述π型型腔连通。

进一步地，所述底座和盖板的截面为“L”形，且盖板内环面具有倾角。

进一步地，所述外模块的外侧环形面具有倾角，与所述盖板的倾角配合，在盖板的压力下向内侧移动。

进一步地，所述注胶嘴和真空嘴交叉且均匀间隔布置。

进一步地，所述外模块的分段数量大于等于3个。

进一步地，所述底座和盖板还有测温孔。

本发明的π型截面环状复材零件的成型方法，利用上述的成型工装，该方法包括以下步骤：

(一)预成型

在所述下模块、中模块和上模块表面，分别铺贴复合材料，并送入固化炉进行固化预成型，构成形状为“L”形、“U”形和“L”形的预制体；

(二)合模

将所述预制体切边后与各自的模块结合，并由下至上放入所述成型工装的底座上，在相邻预制体的顶角结合区域填充碳绳，并在外表面整体铺贴复合材料，然后放置外模块并安装胶条，将盖板与底座结合；

(三)预热和注胶

将树脂和成型工装预热后，通过所述注胶嘴向π型型腔内注胶，同时通过真空嘴抽气；

(四)固化成型

在热压机内固化成型。

进一步地，步骤(一)中的固化条件为：真空不小于0.09Mpa，0.5～3℃/min升温到80～100℃，保持60～90min，然后以不大于4℃/min冷却至室温。

进一步地，步骤(三)中，将树脂放入注胶桶中，加热至80℃±5℃，保持60～90min，搅拌器速度设置在15％；通过热压机升温将模具加热至80℃±5℃，模具内部抽真空不小于0.098Mpa。