申请/专利权人：沈阳飞机工业(集团)有限公司

申请日：2022-04-29

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114872345B

主分类号：B29C70/34

分类号：B29C70/34;B29C70/54

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.08.26#实质审查的生效;2022.08.09#公开

摘要：本发明属于复合材料制造领域，涉及一种变截面工型复合材料制件的整体成型法。主要包括工艺装备的设计和制造、坯料铺叠、热压实、组合、固化几个步骤。本发明提供的一种变截面工型复合材料制件的整体成型法，特别适用于铺层多、构成多、厚度跨度大和变截面的工型复合材料制件。本发明的方法在各关键点控制明确的情况下，合格率达100％。

主权项：1.一种变截面工型复合材料制件的整体成型法，其特征在于，具体步骤：步骤一：工艺装备的设计和制造1预浸料铺叠工装设计和制造1.1缘条铺叠工装的设计和制造左缘条铺叠工装1和右缘条铺叠工装2采用阳模设计，以缘条最外侧的铺层做为工装工作面提取面，采用普通钢制造；左缘条铺叠工装1由隔板3和左缘条铺叠模主体4组成，右缘条铺叠工装2由隔板3和右缘条铺叠模主体5组成，隔板3和铺叠模主体之间预留间隙，制造时在工作面标记铺层错位线，铺叠完成后转移至组合工装上；1.2楔形夹芯块铺叠工装的设计和制造楔形夹芯块铺叠工装6采用阳模设计，采用普通钢制造；楔形夹芯块铺叠工装6由两部分组成，即后楔形夹芯块铺叠工装主体7和限位块8；后楔形夹芯块铺叠工装主体7用于楔形夹芯块的铺叠，限位块8用于楔形夹芯块的限位，保证净尺寸边缘，两部分用螺栓进行连接；制造时在工作面标记铺层错位线，铺叠完成后转移至组合工装上；1.3C型腹板铺叠组合工装的设计和制造上C坯料铺叠组合工装9和下C坯料铺叠组合工装10采用殷瓦钢材质制造，制造时在工作面标记铺层错位线，铺叠完成后无需转移至组合工装上，直接利用铺叠工装组合：上C坯料铺叠组合工装9分四块制造，分别为上盖11，第一模胎12，第二模胎13和第三模胎14；其中上盖11在模体上开槽，槽内填充硅橡胶柱，第一模胎12、第二模胎13和第三模胎14无连接，其对缝阶差保持在0.05mm以下；上盖11和第一模胎12、第二模胎13、第三模胎14利用定位销19定位，螺栓连接，铺叠和组合时作为一个整体---上C坯料铺叠组合工装9使用，利用把手15实现周转；下C坯料铺叠组合工装10分两部分组成，分别为第四模胎16和底座17；第四模胎16用螺栓和底座17连接，利用吊环18实现周转；上C坯料铺叠组合工装9和下C坯料铺叠组合工装10之间具有定位功能，实现上下模之间的精确组合，在下C坯料铺叠组合模上配备定位销19，用以固定复材盖板20；2复材盖板的设计和制造复材盖板20采用工装预浸料A、B叠层的层压结构制造，其中工装预浸料A和B的树脂含量不同，工装预浸料A的树脂含量高于B，表层选用树脂含量高的工装预浸料A，内部选用树脂含量低的工装预浸料B；复材盖板20成型后的厚度为8-9mm，复材盖板20固化成型后，沿着复材盖板20的边缘切割线进行外形加工，外形加工的线轮廓度精度控制在±1mm以内；复材盖板20成型后在工作面粘贴1层硅橡胶，用于压力的传导；复材盖板的成型工装21采用殷瓦钢材质制造，阴模成型方法，纵向挡板22、横向挡板23和底板24组成了复材盖板的成型工装21的主体，用螺栓进行连接，其中工装成型面基于复材盖板20的成型面提取并制造；利用隔板3将复材盖板的成型工装21组成变截面工型复合材料肋的左缘条侧、右缘条侧，左缘条侧与右缘条侧的构型和制造方法相同；定位销19用于制造变截面工型复合材料肋时复材盖板20的定位；3组合工装的设计上C坯料和下C坯料在铺叠完成后无需进行转移，上C坯料铺叠组合工装9和下C坯料铺叠组合工装10在实现铺叠功能的同时也实现组合，上C坯料铺叠组合模和下C坯料铺叠组合模之间具有定位功能，实现上、下模之间的精确组合，在上C坯料铺叠组合模和下C坯料铺叠组合模上配备定位装置，用以固定复材盖板20；步骤二：坯料铺叠将左缘条铺层、右缘条铺层、楔形夹芯块铺层、上C铺层和下C铺层五部分分别铺叠在左缘条铺叠工装1、右缘条铺叠工装2、楔形夹芯块铺叠工装6、上C坯料铺叠组合工装9和下C坯料铺叠组合工装10上；步骤三：热压实左缘条铺叠工装1、右缘条铺叠工装2、楔形夹芯块铺叠工装6、上C坯料铺叠组合工装9和下C坯料铺叠组合工装10放置在平板25上，按顺序放置吸胶材料、无孔膜、透气材料和真空袋，进热压罐进行热压实，压实的参数随预浸料的固化参数设定；这里的压实参数包括：升温速率在2℃min以下，升温至110℃，加压280kpa；温度在110±5℃，保温15min；降温速率不大于1.5℃min，降至90℃泄压；步骤四：组合将限位块8、上C坯料铺叠组合工装9和下C坯料铺叠组合工装10进行组合，填充0度纤维，填充后将左右缘条铺层放置在两侧的0度纤维上，利用定位销19放置复材盖板20；按顺序放置无孔膜、透气材料和真空袋；这里的0度纤维的填充宽度和顺序为：20-30-50-100，依次填充，保证外观平整；步骤五：固化将组合工装封装在平板25上，进热压罐固化，固化参数可根据零件质量适当调整；这里的固化参数包括：升温速率在2℃min以下，升温至115℃，加压780kpa；温度在115±5℃，保温15min，通大气；升温速率在1.5℃min以下，升温至185℃；温度在185±5℃，保温120min；降温速率不大于1℃min，降至60℃泄压。

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