一种机翼蒙皮成型工装外形模及其制作方法与流程

1.本发明创造属于飞行器零部件加工生产模具设备技术领域，尤其是涉及一种机翼蒙皮成型工装外形模及其制作方法。


背景技术：

2.在飞行器结构件轻量化设计中，蒙皮产品设计为整体薄板状结构，并利用复合材料代替金属材料实现减重设计。常用的复合材料为预浸料，采用热压罐成型方法制作蒙皮部件，但是，对于结构尺寸大或较长的产品，生产蒙皮所需工装结构庞大，现有技术中，采用长桁架作为支撑基础，在支撑基础上用整体式结构的外形模，为蒙皮工件提供成型面。这样的工装设计，蒙皮外形模尺寸较大，尤其是对于10米及以上长度的蒙皮产品，生产模具需要用到大型设备，设备采购及使用成本非常高，外形模加工及装配均不便利，加工质量以及装配安装精度也不易得到保证。因此，需要对现有的模具进行改进。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种机翼蒙皮成型工装外形模及其制作方法。
4.为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
5.一种机翼蒙皮成型工装外形模，由多块成型板拼接而成，相邻的两成型板末端各由一支撑脚形成支撑；
6.每一成型板末端上表面均开设的容置槽；相邻的两成型板间的容置槽均构成衔接凹部；在每一衔接凹部内，均安装有用于衔接两侧成型板的衔接盖板，且衔接盖板与成型板间涂覆有密封胶；
7.每一所述容置槽上表面均沿伸缩缝长度方向开设有储胶槽，衔接盖板与每一侧成型板，均在储胶槽位置形成中部密封结构；
8.相邻两成型板之间留有伸缩缝，衔接盖板侧壁与相应侧的成型板上容置槽侧壁之间留有缓冲间隙，伸缩缝宽度大于缓冲间隙的宽度，并在衔接盖板与容置槽间的缓冲间隙顶部形成端部胶体密封结构。
9.进一步，成型板两端的下表面均开设有定位槽，支撑脚上端置于所对应的定位槽内。
10.进一步，相邻两成型板相接位置的支撑脚之间固定有连板。
11.进一步，所述衔接盖板厚度小于衔接凹陷深度，一般情况下，衔接盖板厚度小于衔接凹陷深度0.1-0.2mm。
12.进一步，所述容置槽深度为0.3mm，所述衔接盖板厚度为0.2mm。
13.进一步，所述容置槽侧壁采用斜面结构，斜面结构上部向衔接盖板一侧倾斜。
14.一种机翼蒙皮成型工装外形模的制作工艺，包括如下步骤：
15.s1、在支撑基础上安装首块成型板，该成型板两端分别由支撑基础上端的支撑脚
形成支撑；
16.s2、拼装第二块成型板，并且该成型板两端也分别由支撑脚支撑；
17.s3、将上述两成型板相接端的支撑脚通过连板固定，并在上述两成型板之间预留伸缩缝；
18.s4、在两成型板相接位置的容置槽内涂覆密封胶，形成密封胶层；
19.s5、相邻两成型板相接位置形成的衔接凹陷内铺贴衔接盖板，且衔接盖板两端侧壁分别与相应侧成型板容置槽侧壁间预留缓冲间隙；
20.轻触下压衔接盖板的同时，分别向两侧成型板来回推动衔接盖板数次，使衔接盖板两端与容置槽的侧壁间的缓冲间隙内，形成端部胶体密封结构，并在端部胶体密封结构上部形成密封帽；
21.s6、用宽度大于衔接凹陷的平板或钢板尺的侧边下压衔接盖板，使衔接盖板上表面与成型板上表面对齐后，刮除缓冲间隙顶部密封帽部分多余的密封胶；
22.s7、重复步骤2-6，拼装第三块成型板，以此反复，直至由多块成型板拼接而成的外形模，长度满足产品加工时的使用要求。
23.进一步，下压衔接盖板同时，向两侧来回推动衔接盖板数1-3次。
24.进一步，在敷贴衔接盖板的同时，由下至上用气吹拂伸缩缝，避免容置槽上表面靠近伸缩缝处的密封胶自然状态沿伸缩缝向下流淌。
25.相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：
26.本发明创造提供的工装外形模在使用时，各部分热胀冷缩形变量较为均匀，产品能更好的适应成型板以及衔接盖板热胀冷缩的伸缩量，在确保密封性的同时，克服了拼接式外形模热胀冷缩所产生的形位变化，产品质量有保障。
附图说明
27.构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
28.图1为本发明创造在支撑基础上拼接成型后的示意图；
29.图2为图1中去掉部分成型板后的示意图；
30.图3为本发明创造实施例中支撑架部分的示意图；
31.图4为本发明创造中两成型板间对接结构部分的示意图；
32.图5为图4中缓冲间隙部分的示意图；
33.图6为本发明创造中两成型板间对接结构部分的立体示意图；
34.图7为图4中去掉胶体自密封结构后的示意图；
35.图8为图7中去掉衔接盖板后的示意图；
36.图9为图8中容置槽侧壁为斜面结构时的示意图；
37.图10为图7去掉支撑脚后的示意图；
38.图11为图10中容置槽侧壁为斜面结构时的示意图；
39.图12为本发明创造实施例中衔接盖板铺贴过程中，在端部胶体密封结构上部形成密封帽时的示意图。
具体实施方式
40.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
41.在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
42.在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
43.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
44.一种机翼蒙皮成型工装外形模，如图1至图12所示，在支撑基础20上由多块成型板1拼接而成，相邻的两成型板末端分别由一支撑脚2形成支撑；每一成型板末端上表面均开设的容置槽3；相邻的两成型板间的容置槽共同构成衔接凹部；在每一衔接凹部内，均设有用于衔接两侧成型板的衔接盖板4，且衔接盖板与成型板间涂覆有密封胶5，衔接盖板与两侧的成型板间形成对接结构。
45.需要说明的是，附图中胶体自密封结构部分为示意图，为了更直观表达胶体自密封结构，密封胶层厚度、胶膜厚度、中部胶体密封结构、端部胶体密封结构均适当做了放大，实际生产中，密封胶层厚度、胶膜厚度均小于图示比例。
46.另外，此处所指的密封胶属于现有技术产品，本领域技术人员可按需选用相应的密封胶，只要耐高温且能够粘结固定住衔接盖板和成型板即可，作为举例，密封胶可采用耐高温橡胶类密封胶。
47.每一所述容置槽上表面均沿伸缩缝长度方向开设有储胶槽6，衔接盖板与每一侧成型板，均在储胶槽位置形成中部密封结构7。当在容置槽的槽底表面涂密封胶后，胶槽内会有密封胶聚集，当衔接盖板与成型板粘结固定后，二者间会形成胶体自密封结构，密封可靠性更高。在一个可选的实施例中，将胶槽的槽深设计为中部深、两端浅的结构，可以更利于集聚密封胶。
48.相邻两成型板之间留有伸缩缝8，衔接盖板侧壁18与相应侧的成型板上容置槽侧壁19之间留有缓冲间隙9，伸缩缝宽度大于缓冲间隙的宽度，并在衔接盖板与容置槽间的缓冲间隙顶部形成端部胶体密封结构10。相较于现有技术，蒙皮产品热固化成型时，整体式的外形模产生热胀冷缩形变量较大，易导致产品质量缺陷，尤其是靠近外形模中部的蒙皮产品易出现质量缺陷的问题。
49.本发明所提供的工装，在产品热固化成型中以及成型后，外形模各部分(各成型板
间)热胀冷缩形变量较为均匀，所生产的蒙皮产品能更好的适应成型板以及衔接盖板热胀冷缩的伸缩量，在确保密封性的同时，能够有效克服拼接式外形模热胀冷缩所产生的形位变化，所导致的衔接盖板与两侧成型板水平面间密封结构失效的问题，本发明创造中，胶体自密封结构可始终可靠保证衔接盖板与容置槽侧壁间的密封性，密封性能可靠性高。
50.同时，按上述方式铺贴衔接盖板后，可使胶槽内密封胶充满，在胶槽处形成中部胶体密封结构，中部胶体密封结构有效的保证了衔接盖板与所对应的相邻两成型板上端面连接及密封的可靠性，加之衔接盖板两侧的端部胶体密封结构，可保证衔接盖板侧壁与容置槽侧壁间连接及密封的可靠性。因此，对接结构稳定性高，密封性好，可有效避免预浸料铺设、固化等工艺过程中在成型板衔接处产漏气、漏胶等问题，产品处于成型板接缝处的部分质量有可靠保障。作为举例，所采用的密封胶采用耐高温橡胶类密封胶。
51.支撑脚置于相应成型板末端下表面的定位槽11内，即，支撑脚卡在相对应位置的定位槽内，在拼接成型板时，操作非常方便，将成型板先置于支撑基础上方，由支撑脚分别支撑柱成型板两端，由于支撑脚分别卡在定位槽内，因此，成型板比较稳定，无需额外的夹持固定，即可保持在原位，此时，通过螺钉等连接件，将支撑脚与成型板固定住，即完成了该块成型板的拼装。
52.在一个可选的实施例中，相邻两成型板下端的支撑脚之间固定有连板12，通过连板将两侧支撑脚连接为支撑架。具体的，支撑脚包括支撑横板13以及支撑横板下端的支撑立板14，所述连板分别与两侧支撑脚的支撑立板固定，且连板与两侧的支撑立板间构成回收槽15。需要指出的是，为了更好的适应外形模弧面，支撑横板可以设有多个，且支撑横板间隔布置在支撑立板顶端。
53.即使有密封胶从伸缩缝处向下流淌，也会滴落至回收槽中，一般滴落在连板上表面。本发明在两支撑脚间狭小的空间内，通过连板加强两支撑脚间结构强度的同时，连板与支撑立板巧妙的构成了回收槽，有效避免了污染，支撑基础拆解后无需清理，即可再次利用。
54.为了最大限度减小衔接盖板与两侧成型板的高度差，所述衔接盖板厚度应小于衔接凹陷深度，一般情况下，衔接盖板厚度小于衔接凹陷深度0.1-0.2mm。作为举例，所述容置槽深度为0.3mm，所述衔接盖板厚度为0.2mm。胶层厚度与衔接盖板厚度之和，与成型板上的容置槽深度大致相同，也就是说，通过本发明提供的外形模制作工艺，可以有效保证胶体自密封结构所形成的密封胶层厚度，进而提高拼接式外形模上成型面的质量，以更好保障产品质量。
55.一种机翼蒙皮成型工装外形模的制作工艺，包括如下步骤：
56.s1、在支撑基础上安装首块成型板，该成型板两端分别由一支撑脚形成支撑；具体操作时，可以按设计位置，先将支撑脚分别固定到支撑基础上，之后安放成型板，最后利用连接件(如螺钉)将支撑脚的支撑横板与成型板连接固定住；
57.s2、拼装第二块成型板，并且该成型板两端也分别由支撑脚支撑，成型板与支撑脚安装固定的具体操作与布置1中一致；
58.s3、将上述两成型板相接端的支撑脚通过连板固定，并在上述两成型板之间预留伸缩缝，伸缩缝一般0.5mm左右即可；
59.s4、相邻的两成型板相接端的容置槽内分别涂覆密封胶，在容置槽上表面(即衔接
凹陷的上表面)形成密封胶层；
60.s5、在两成型板相接位置形成的衔接凹陷内铺贴衔接盖板，且衔接盖板两端侧壁分别与相应侧成型板容置槽侧壁间预留缓冲间隙；
61.轻轻下压衔接盖板的同时，分别向两侧成型板来回推动衔接盖板数次，使衔接盖板两端与容置槽的侧壁间的缓冲间隙内，形成端部胶体密封结构，并在端部胶体密封结构上端形成密封帽17。
62.为了便于形成密封帽，提高胶体自密封结构的密封效果，在一个可选的实施例中，所述容置槽侧壁为上部向衔接盖板一侧倾斜的斜面结构16。上述斜面结构不仅有利于形成密封帽结构，同时，斜面结构与衔接盖板侧壁间的间隙从下至上是逐渐收口的结构，有利于密封胶挤压过程中将密封胶中的气泡挤出，保证胶体自密封结构的可靠性。需要说明的是，伸缩缝可以在有效保障密封性的前提下，适应成型板热胀冷缩而自适应形变。
63.刮除密封帽多余的密封胶操作，不仅是为了提高衔接盖板与成型板衔接位置的平整性，保证外形模上表面成型高质量的成型面，另外，密封胶在衔接盖板与成型板之间可形成近似于t型的密封端部。即，在衔接盖板靠近缓冲间隙位置的上表面、以及成型板靠近缓冲间隙位置的上表面，均形成薄薄的一层胶膜21，胶膜厚度一般小于0.2mm，不会影响产品质量。衔接盖板与其所衔接的成型板间的胶膜为整体式结构，该胶膜覆盖于缓冲间隙内所形成的端部胶体密封结构上侧，并且，胶膜与端部胶体密封结构是在挤压及推动衔接盖板过程中形成的一体式的结构，密封可靠性非常高。
64.s6、用宽度大于衔接凹陷的平板或钢板尺的侧边下压衔接盖板，使衔接盖板上表面与成型板上表面对齐后，刮除缓冲间隙顶部密封帽部分多余的密封胶，确保衔接处无缝隙，且密封胶在缓冲间隙内充盈饱满，不会在衔接位置出现质量问题。通过本发明提供的外形模制作工艺，可以保障胶层厚度与衔接盖板厚度之和，与容置槽深度相同，提高了成型板衔接处的产品质量，克服了现有技术中缺陷。
65.s7、重复步骤2-6，拼装第三块成型板，以此反复，直至由多块成型板拼接而成的外形模，长度满足产品加工时的使用要求。通常，下压衔接盖板的同时，分别向两侧来回推动衔接盖板数1-3次即可。
66.需要说明的是，缓冲间隙处的端部胶体密封结构，既起到密封衔接盖板侧壁与容置槽侧壁间隙的作用，同时，还能对衔接盖板和成型板形成沿水平方向上的连接作用力，加之衔接盖板下表面与容置槽上表面间密封胶层在竖直方向上的连接作用力，使得对接结构处结构件间连接可靠性更高，密封性更好。
67.在一个可选的实施例中，敷贴衔接盖板的同时，由下至上用气吹拂伸缩缝，避免容置槽上表面靠近伸缩缝处的密封胶，在自然状态下沿伸缩缝向下流淌。由于伸缩缝为长缝，在具体布置吹气装置时，可以为沿伸缩缝长度方向间隔布置若干气嘴，尽可能保证伸缩缝更处气压一致，可采用现有技术中常规技术手段设计，因此，不再赘述。
68.在下压衔接盖板过程中，允许有部分密封胶流下，气体压力不宜过大，以衔接盖板铺贴后，不会将衔接盖板吹动为宜，虽然气体不会将衔接盖板吹动，但衔接盖板靠近以及初步贴覆在密封胶层上表面时，衔接盖板下侧形成的风压会有效的吹拂密封胶，使密封胶最大程度的向两侧的缓冲缝流动，进而使密封胶最小量顺伸缩缝流下，减少密封胶损失，有效保证密封胶层与上下结构件的充分贴合，同时，密封胶较少的流淌下来，还减少了密封胶掉
落量，降低污染。
69.相对于现有技术中蒙皮产品热固化成型过程，整体式的外形模产生热胀冷缩形变量较大，易导致产品质量缺陷，尤其是靠近外形模中部的蒙皮产品易出现质量缺陷的问题，本发明所提供的工装外形模，在产品热固化成型中以及成型后，外形模各部分热胀冷缩形变量较为均匀，产品能更好的适应成型板以及衔接盖板热胀冷缩的伸缩量，在确保密封性的同时，克服了拼接式外形模热胀冷缩所产生的形位变化，所导致衔接盖板与两侧成型板水平面间密封结构失效的问题，可始终可靠保证衔接盖板与容置槽侧壁间的密封性。
70.以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。