复合材料工型零件成型模具的制作方法

1.本实用新型属于复合材料模具设计领域，涉及一种复合材料工型零件成型模具。


背景技术：

2.树脂基碳纤维复合材料具有可设计性，比强度、比刚度强，耐腐蚀、抗疲劳断裂性好，便于整体成型等优越性能，目前在航空、航天、交通领域应用十分广泛。工型类零件力学性能好，在航空航天零件中占有比例大，但是工型类复合材料零件铺叠要素多，模具复杂。特别是碳纤维复合材料在固化过程中，受模具方案、工艺方案、树脂体系、零件结构等影响因素过多，易出现孔隙、分层等缺陷，特别是大尺寸工型梁、长桁类零件，由于其铺叠要素较多，模具结构复杂。零件制造过程中易出现孔隙分层等制造缺陷，造成整个零件报废。


技术实现要素：

3.现有工型复材零件一般工艺方案，先铺叠两个c型坯料，两个c型坯料组合后铺叠两侧缘条及零度纤维。针对现有制造过程中存在的上述不足之处，本实用新型提出一种新的模具方案，改变工型结构零件以往成型方案中的压力传递方式，使其在成型过程中，进行均匀压力传递。减少和避免孔隙、分层等缺陷，提高工型梁、长桁类零件制造成品率。
4.本实用新型的技术方案如下：
5.复合材料工型零件成型模具，包括下模体、上模体、复材侧盖板a、复材侧盖板b；下模体为凸型结构、上模体为c型结构；下模体采用45钢或殷瓦钢，上模体采用碳纤维复材盖板；下模体的型面通过导向销和定位销固定在框架上；复材侧盖板a、复材侧盖板b结构相同，两侧盖板的型面与零件两侧型面相同；复材侧盖板a、复材侧盖板b通过螺钉分别固定于下模体凸台两侧；上模体通过螺钉固定于下模体凸台上平面。
6.进一步地，下模体框架两侧分别设置吊环，便于模具的移动。
7.本实用新型的的有益效果为，采用一种新型模具设计方案，用于制造工型类复合材料零件制造，解决了工型类零件制造过程中，零件制造缺陷不易控制，报废率高的情况。同时工装重量轻、使用操作简单。
附图说明
8.图1下模体结构示意图。
9.图2下模体左视图。
10.图3下模体俯视图。
11.图4成型模具整体结构剖面图。
12.图5成型模具整体结构示意图。
13.图6上模体结构示意图。
14.图中：1型面；2框架；3复材侧盖板a；4复材侧盖板b；5上模体；6定位销；7吊环； 8导向销。
具体实施方式
15.通过图1
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6具体描述复合材料工型零件成型模具及零件成型方案。
16.复合材料工型零件成型模具，包括下模体、上模体5、复材侧盖板a3、复材侧盖板b4；下模体为凸型结构、上模体为c型结构；下模体采用45钢或殷瓦钢，上模体采用碳纤维复材盖板；下模体的型面1通过导向销8和定位销6固定在框架2上；复材侧盖板a3、复材侧盖板b4结构相同，两侧盖板的型面与零件两侧型面相同；复材侧盖板a3、复材侧盖板b4通过螺钉分别固定于下模体凸台两侧；上模体5通过螺钉固定于下模体凸台上平面。下模体框架2 两侧分别设置吊环7，便于模具的移动。
17.成型方案如下：
18.首先工型零件下c型坯料直接在模具下模体进行铺叠，铺叠可采用手工铺叠或者热隔膜成型均可，如果采用热隔膜成型，成型模和热隔膜可以共用。
19.工型零件上c型坯料在专用的上c铺叠模具上面进行铺叠，同样地可以采用手工铺叠或热隔膜成型。
20.上、下c型坯料铺叠成型后，上c铺叠模具与下模体进行组合，组合后进行其他坯料铺叠，铺叠结束后将上c铺叠模具撤掉。换用上模体(即采用碳纤维复材盖板)、两侧复材侧盖板进行组合，封装后进行固化。
21.两侧复材盖板型面采用碳纤材质进行制造，在固化过程中保存整个模具的稳定性。
22.c型结构的上模体，用于成形一个c型软模，c型软模型面为工型零件内型面。c型软模，厚度、硬度可根据零件实际情况进行调整。


技术特征：
1.复合材料工型零件成型模具，其特征在于，包括下模体、上模体(5)、复材侧盖板a(3)、复材侧盖板b(4)；下模体为凸型结构、上模体为c型结构；下模体采用45钢或殷瓦钢，上模体采用碳纤维复材盖板；下模体的型面(1)通过导向销(8)和定位销(6)固定在框架(2)上；复材侧盖板a(3)、复材侧盖板b(4)结构相同，两侧盖板的型面与零件两侧型面相同；复材侧盖板a(3)、复材侧盖板b(4)通过螺钉分别固定于下模体凸台两侧；上模体(5)通过螺钉固定于下模体凸台上平面。2.根据权利要求1所述的复合材料工型零件成型模具，其特征在于，下模体框架(2)两侧分别设置吊环(7)。

技术总结
本实用新型属于复合材料模具设计领域，公开了复合材料工型零件成型模具，包括下模体、上模体、复材侧盖板A、复材侧盖板B。下模体为凸型结构、上模体为C型结构；下模体采用45钢或殷瓦钢，上模体采用碳纤维复材盖板。该新型模具设计方案，用于制造工型类复合材料零件制造，解决了工型类零件制造过程中，零件制造缺陷不易控制，报废率高的情况。同时工装重量轻、使用操作简单。操作简单。操作简单。


技术研发人员：杨五兵 李营 胡林波 王环
受保护的技术使用者：中航沈飞民用飞机有限责任公司
技术研发日：2020.12.17
技术公布日：2021/10/15