一种多构型复合材料角盒制造模具与使用方法与流程

本发明涉及飞机修理，具体涉及一种多构型复合材料角盒制造模具与使用方法。

背景技术：

1、飞机机体结构主要由铝合金框梁等结构构成，在服役过程中，受服役时间、服役环境和飞机过载等因素影响，导致结构产生裂纹。复合材料贴补修理是一种新兴的轻质、高强、耐疲劳的修理方法。然而，飞机结构的框梁中包含大量的水平或竖直筋条，在贴补修理中需要使用双面、三面、四面复合材料角盒。尽管飞机不同框梁结构的圆角和筋条与筋条间的夹角差异小，但水平筋条、竖直筋条间距离从几十毫米到几百毫米不等，存在较大差异，因此仍需要根据结构尺寸设计和加工大量不同尺寸的模具，使得模具加工制造加工成本和管理成本均较高。

2、复合材料的制造通常采用热压罐制造，在制造过程中需要对复合材料进行加热加压，使得双面、三面和四面等复杂复合材料角盒与模具完全贴合，导致复合材料难以从模具上取下或取下后边缘产生分层、断裂等损伤。目前针对复合材料模具的设计主要采用阴模和阳模组装体来使用，如中国专利cn106976252b公开了一种复合材料多梁盒段共固化成型模具组件，实现了复杂构型的复合材料制造，但该模具具有特定性，无法适用其他结构；中国专利cn224183818u公开了一种尺寸灵活可调复合材料成型模具，虽然可以实现不同复合材料产品的制备，但该模具尺寸大、且结构复杂，适用于产品制造领域。因此，迫切需要提出新的双面、三面和四面的复合材料角盒制造通用模具，以解决模具数量多、成本高，复合材料角盒难以脱模的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出一种多构型复合材料角盒制造模具与使用方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种多构型复合材料角盒制造模具，包括平面模块、双面模块和三面模块，所述平面模块、双面模块和三面模块均至少设有一个，平面模块为铺贴面为正方形的平面方形模块，双面模块为截面呈l形的模块，三面模块为三个铺贴面组成的模块，与铺贴面相邻的三个侧面均为l形侧面，平面模块、双面模块和三面模块两两之间可相互拼接组合，组装形成不同构型的成型模具。

4、可选的，所述平面模块的四个侧面均设置有两个第一螺纹孔，且平面模块四个侧面的第一螺纹孔间距相同。

5、可选的，所述双面模块的四个侧面均设有两个第二螺纹孔，l形侧面的两个第二螺纹孔分别布置于中部位置，双面模块的长方形侧面尺寸与平面模块的侧面尺寸相适配，且双面模块四个侧面的第二螺纹孔间距与平面模块四个侧面的第一螺纹孔间距相同。

6、可选的，所述三面模块的l形侧面尺寸与双面模块的l形侧面尺寸相同，三面模块的l形侧面设置有两个第三螺纹孔，两个第三螺纹孔的布设位置与双面模块的l形侧面上的第二螺纹孔位置对应匹配。

7、可选的，所述平面模块、双面模块和三面模块的材料均为结构钢，并通过数控机床加工成型。

8、可选的，所述平面模块、双面模块和三面模块均采用壳体式结构设置，用于减轻重量。

9、可选的，所述双面模块与平面模块的拼接面作为分界线，裁切模具圆角区域，加工得到适配不同角度、不同圆角半径的双面模块和三面模块，加工后的双面模块和三面模块均可与平面模块相互拼接，组装为不同构型的成型模具。

10、可选的，一种多构型复合材料角盒制造模具的使用方法，应用于上述中的制造模具，该使用方法还包括以下步骤：

11、步骤一：根据复合材料角盒的面数与尺寸，确定所需的平面模块、双面模块和三面模块的数量；

12、步骤二：按照圆角尺寸要求，采用螺栓将双面模块安装至三面模块的对应位置；

13、步骤三：采用螺栓将平面模块安装至模具装配体上，完成对目标尺寸的三面模具装配；

14、步骤四：按照工艺需求，在模具上完成复合材料铺贴和热压加工，完成对复合材料角盒的制备；

15、步骤五：由外向内依次拧松模具装配体上的多个螺栓，逐步拆除平面模块和双面模块，取出成型后的复合材料角盒；

16、步骤六：将平面模块、双面模块和三面模块逐步分解拆卸，直至将模具装配体完全分解。

17、本发明采用平面模块、双面模块、三面模块组装成模具装配体，形成不同尺寸的平面、双面、三面和四面复合材料角盒制备模具，单个模具模块结构简单，方法有效。本发明具有的有益效果在于：

18、1.本发明中，通过模块化组装成不同构型、不同尺寸的复合材料制造模具，模具尺寸灵活多变，无需重新制造整体模具。

19、2.本发明中，通过对模具组装体的逐块分解，避免了复合材料角盒取模时造成的分层损伤风险，尤其是三面、四面等复杂的、难以取模的复合材料角盒。

20、3.本发明中，通过设计双面模块三面模块，可实现不同圆角、不同角度的复合材料角盒模具的组装。

21、4.本发明中，单个模块尺寸小，结构简单，装配过程简易，方便搬运与转移。

1.一种多构型复合材料角盒制造模具，其特征在于，包括平面模块（1）、双面模块（5）和三面模块（7），所述平面模块（1）、双面模块（5）和三面模块（7）均至少设有一个，平面模块（1）为铺贴面为正方形的平面方形模块，双面模块（5）为截面呈l形的模块，三面模块（7）为三个铺贴面组成的模块，与铺贴面相邻的三个侧面均为l形侧面（6），平面模块（1）、双面模块（5）和三面模块（7）之间可相互拼接组合，组装形成不同构型的成型模具。

2.根据权利要求1所述的一种多构型复合材料角盒制造模具，其特征在于，所述平面模块（1）的四个侧面均设置有两个第一螺纹孔（2），且平面模块（1）四个侧面的第一螺纹孔（2）间距相同。

3.根据权利要求2所述的一种多构型复合材料角盒制造模具，其特征在于，所述双面模块（5）的四个侧面均设有两个第二螺纹孔（8），l形侧面（6）的两个第二螺纹孔（8）分别布置于中部位置，双面模块（5）的长方形侧面（4）尺寸与平面模块（1）的侧面尺寸相适配，且双面模块（5）四个侧面的第二螺纹孔（8）间距与平面模块（1）四个侧面的第一螺纹孔（2）间距相同。

4.根据权利要求3所述的一种多构型复合材料角盒制造模具，其特征在于，所述三面模块（7）的l形侧面（6）尺寸与双面模块（5）的l形侧面（6）尺寸相同，三面模块（7）的l形侧面（6）设置有两个第三螺纹孔（3），两个第三螺纹孔（3）的布设位置与双面模块（5）的l形侧面（6）上的第二螺纹孔（8）位置对应匹配。

5.根据权利要求4所述的一种多构型复合材料角盒制造模具，其特征在于，所述平面模块（1）、双面模块（5）和三面模块（7）的材料均为结构钢。

6.根据权利要求5所述的一种多构型复合材料角盒制造模具，其特征在于，所述平面模块（1）、双面模块（5）和三面模块（7）均采用壳体式结构设置，用于减轻重量。

7.根据权利要求6所述的一种多构型复合材料角盒制造模具，其特征在于，所述双面模块（5）与平面模块（1）的拼接面作为分界线，裁切模具圆角区域，加工得到适配不同角度、不同圆角半径的双面模块（5）和三面模块（7），加工后的双面模块（5）和三面模块（7）均可与平面模块（1）相互拼接，组装为不同构型的成型模具。

8.一种多构型复合材料角盒制造模具的使用方法，应用于上述权利要求7中的制造模具，其特征在于，该使用方法还包括以下步骤：