專利名稱：直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具的型芯及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型技術(shù)，涉及對直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具中型芯的改進及型芯的制造方法。
背景技術(shù)：
直升機方向舵調(diào)整片上部復(fù)合材料肋盒的結(jié)構(gòu)參見圖1，它由肋框13與盒底14連接組成，肋框13的側(cè)壁高度相同，肋框13與盒底14的壁厚相等，在肋框13的外側(cè)面有型面。目前，成型直升機方向舵復(fù)合材料肋盒的成型模具參見圖2，它由底板I、右半模2、左半模3、型芯和上蓋板5組成。通過螺栓8和兩個定位銷9型芯將型芯和上蓋板5連接為整體，右半模2和左半模3對合并通過螺栓連接，底板I通過螺栓和右半模2與左半模3的下表面連接，上蓋板5通過螺栓與右半模2與左半模3的上表面連接。在型芯和右半模2、左半模3內(nèi)腔的側(cè)壁及底板I的上表面之間形成容納復(fù)合材料肋盒的型腔。其缺點是現(xiàn)有的型芯為全金屬型芯，該金屬型芯與位于成型模具內(nèi)的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間留有間隙，該間隙比較小，僅為O. 2mm O. 4_。由于用預(yù)浸料鋪貼的未固化的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒毛坯的厚度誤差較大，使安裝金屬型芯時容易出現(xiàn)金屬型芯與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒毛坯之間出現(xiàn)間隙或者發(fā)生干涉的問題，造成局部鋪層的移位或者產(chǎn)生褶皺，固化后形成直升機方向舵復(fù)合材料肋盒的缺陷，甚至導(dǎo)致廢品，降低了產(chǎn)品的合格率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具的型芯及制造方法，以消除合模時型芯與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒毛坯之間出現(xiàn)間隙或者發(fā)生干涉的問題，避免局部鋪層的移位或者產(chǎn)生褶皺，保證產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案是直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具的型芯，包括成型模具的上蓋板5和將上蓋板5與型芯連接為整體的螺栓8以及兩個定位銷9，其特征在于，該型芯由金屬內(nèi)芯4和包覆在金屬內(nèi)芯4側(cè)面和下表面的娃橡膠層11組成,金屬內(nèi)芯4的上表面為平面，金屬內(nèi)芯4的上表面與上蓋板5的下表面貼合，并通過螺栓8以及兩個定位銷 9連接為整體，金屬內(nèi)芯4的下表面為平面,金屬內(nèi)芯4的下表面與位于成型模具的底板I 上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離t = 5mm 8mm,金屬內(nèi)芯4的橫截面形狀是成型模具型腔的橫截面形狀按比例縮小的形狀，金屬內(nèi)芯4的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為t，此時，直升機方向舵復(fù)合材料肋盒的外側(cè)面與成型模具型腔的側(cè)壁貼合，包覆在金屬內(nèi)芯4側(cè)面和下表面的硅橡膠層11的厚度相同，硅橡膠層11的下表面與位于成型模具的底板I上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離為δ = O. 5mm I. 2mm,娃橡膠層11的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為δ ;在上蓋板5上有一個貫通的注膠孔10和一個排氣孔12，它們的下端口的位置與娃橡膠層11的上表面對應(yīng)。
制造如上面所述的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具型芯的方法，其特征在于制造的步驟如下I、制造金屬內(nèi)芯按照模具型腔的尺寸，按比例縮小內(nèi)芯的尺寸，使金屬內(nèi)芯4的下表面與位于成型模具的底板I上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離t = 5mm 8mm,金屬內(nèi)芯4的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為t ;在金屬內(nèi)芯4的上表面鉆制兩個定位盲孔7和一個螺紋盲孔6 ；2、安裝金屬內(nèi)芯；首先，在上蓋板5上鉆制兩個銷孔和一個螺栓過孔，兩個銷孔的位置與金屬內(nèi)芯4上兩個定位盲孔7的位置對應(yīng)，螺栓過孔的位置與金屬內(nèi)芯4上螺紋盲孔6的位置對應(yīng)，然后使用螺栓8和兩個定位銷9將金屬內(nèi)芯4與上蓋板5連接為整體；3、鋪貼直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件組裝成型模具的左半模3、右半模2和底板1，在成型模具的型腔內(nèi)用鉛皮或者脫模布鋪貼出直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件， 直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件的壁厚為直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成品件的壁厚加上S，其他尺寸與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成品件的尺寸相同；4、澆注硅橡膠將上蓋板5固定在左半模3和右半模2的上表面上，此時，金屬內(nèi)芯4位于成型模具的型腔中，上蓋板5上的注膠孔10和排氣孔12都與金屬內(nèi)芯4和直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件之間的空隙連通；通過注膠孔10向上述空隙澆注硅橡膠，直到注滿為止；5、固化按照下述方法之一進行硅橡膠固化5. I、在室溫環(huán)境中自然固化不少于24h ;5. 2、在60V 65°C環(huán)境中加熱固化不少于4h。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明的型芯4比全金屬型芯有更大的熱膨脹系數(shù)和較大彈性，允許在型芯4和直升機方向舵復(fù)合材料肋盒毛坯之間預(yù)留較大的間隙δ，消除了合模時型芯與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒毛坯之間發(fā)生干涉的問題；同時，由于硅橡膠的熱膨脹系數(shù)大，從而能很好地補償型芯與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒毛坯之間的間隙，避免了局部鋪層的移位或者產(chǎn)生褶皺，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。


圖I是某型直升機方向舵調(diào)整片上部復(fù)合材料肋盒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是直升機方向舵調(diào)整片上部復(fù)合材料肋盒成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明型芯和上蓋板的剖視圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。參見圖2、3，直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具的型芯，包括成型模具的上蓋板5和將上蓋板5與型芯連接為整體的螺栓8以及兩個定位銷9，其特征在于，該型芯由金屬內(nèi)芯4和包覆在金屬內(nèi)芯4側(cè)面和下表面的硅橡膠層11 組成，金屬內(nèi)芯4的上表面為平面,金屬內(nèi)芯4的上表面與上蓋板5的下表面貼合,并通過螺栓8以及兩個定位銷9連接為整體，金屬內(nèi)芯4的下表面為平面，金屬內(nèi)芯4的下表面與位于成型模具的底板I上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離t = 5mm 8mm, 金屬內(nèi)芯4的橫截面形狀是成型模具型腔的橫截面形狀按比例縮小的形狀，金屬內(nèi)芯4的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為t，此時，直升機方向舵復(fù)合材料肋盒的外側(cè)面與成型模具型腔的側(cè)壁貼合，包覆在金屬內(nèi)芯4側(cè)面和下表面的硅橡膠層11 的厚度相同，娃橡膠層11的下表面與位于成型模具的底板I上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離為δ = O. 5mm I. 2mm,娃橡膠層11的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為δ ;在上蓋板5上有一個貫通的注膠孔10和一個排氣孔12，它們的下端口的位置與硅橡膠層11的上表面對應(yīng)。制造如上面所述的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具型芯的方法，其特征在于制造的步驟如下I、制造金屬內(nèi)芯按照模具型腔的尺寸，按比例縮小內(nèi)芯的尺寸，使金屬內(nèi)芯4的下表面與位于成型模具的底板I上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離t = 5mm 8mm,金屬內(nèi)芯4的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為t ;在金屬內(nèi)芯4的上表面鉆制兩個定位盲孔7和一個螺紋盲孔6 ；2、安裝金屬內(nèi)芯；首先，在上蓋板5上鉆制兩個銷孔和一個螺栓過孔，兩個銷孔的位置與金屬內(nèi)芯4上兩個定位盲孔7的位置對應(yīng)，螺栓過孔的位置與金屬內(nèi)芯4上螺紋盲孔6的位置對應(yīng)，然后使用螺栓8和兩個定位銷9將金屬內(nèi)芯4與上蓋板5連接為整體；3、鋪貼直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件組裝成型模具的左半模3、右半模2和底板1，在成型模具的型腔內(nèi)用鉛皮或者脫模布鋪貼出直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件， 直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件的壁厚為直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成品件的壁厚加上S，其他尺寸與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成品件的尺寸相同；4、澆注硅橡膠將上蓋板5固定在左半模3和右半模2的上表面上，此時，金屬內(nèi)芯4位于成型模具的型腔中，上蓋板5上的注膠孔10和排氣孔12都與金屬內(nèi)芯4和直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件之間的空隙連通；通過注膠孔10向上述空隙澆注硅橡膠，直到注滿為止；5、固化按照下述方法之一進行硅橡膠固化5. I、在室溫環(huán)境中自然固化不少于24h ；5. 2、在60V 65°C環(huán)境中加熱固化不少于4h。從成型模具中取出直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件，就可以進行直升機方向舵復(fù)合材料肋盒的制造工作。實施例I，要成型的肋盒長度為200臟，寬度為150臟，高度為30mm，壁厚為O. 8mm。I、制造金屬內(nèi)芯金屬內(nèi)芯4的下表面與位于成型模具的底板I上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離t = 5mm,金屬內(nèi)芯4的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔偵彳壁之間的距離為5mm ；2、安裝金屬內(nèi)芯；3、鋪貼直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件的壁厚為I. 3mm，其他尺寸與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成品件的尺寸相同；4、澆注硅橡膠；澆注的硅橡膠牌號為RTV1556A ；5、固化按照下述方法進行硅橡膠固化在室溫環(huán)境中自然固化25h。實施例2，要成型的肋盒長度為320臟，寬度為170臟，高度為50mm壁厚為I. 8mm。I、制造金屬內(nèi)芯金屬內(nèi)芯4的下表面與位于成型模具的底板I上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離t = 6. 5mm,金屬內(nèi)芯4的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為6. 5mm ；2、安裝金屬內(nèi)芯；3、鋪貼直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件的壁厚為2. 5mm，其他尺寸與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成品件的尺寸相同；4、澆注硅橡膠；澆注的硅橡膠牌號為RTV1502A ；5、固化按照下述方法進行娃橡膠固化在60°C環(huán)境中加熱固化不少于6h。實施例3，要成型的肋盒長度為400臟，寬度為180臟，高度為80mm，壁厚為2. 8mm。I、制造金屬內(nèi)芯金屬內(nèi)芯4的下表面與位于成型模具的底板I上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離t = 7. 5mm,金屬內(nèi)芯4的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為7. 5mm ；2、安裝金屬內(nèi)芯；3、鋪貼直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件的壁厚為3. 8mm，其他尺寸與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成品件的尺寸相同；4、澆注硅橡膠；澆注的硅橡膠牌號為R10301 ；5、固化按照下述方法進行娃橡膠固化在65°C環(huán)境中加熱固化不少于4h。
權(quán)利要求
1.直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具的型芯，包括成型模具的上蓋板[5]和將上蓋板[5]與型芯連接為整體的螺栓[8]以及兩個定位銷[9]，其特征在于，該型芯由金屬內(nèi)芯[4]和包覆在金屬內(nèi)芯[4]側(cè)面和下表面的娃橡膠層[11]組成，金屬內(nèi)芯[4]的上表面為平面，金屬內(nèi)芯[4]的上表面與上蓋板[5]的下表面貼合，并通過螺栓[8]以及兩個定位銷[9]連接為整體，金屬內(nèi)芯[4]的下表面為平面，金屬內(nèi)芯[4]的下表面與位于成型模具的底板[I]上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離t = 5mm 8mm,金屬內(nèi)芯[4] 的橫截面形狀是成型模具型腔的橫截面形狀按比例縮小的形狀，金屬內(nèi)芯[4]的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為t，此時，直升機方向舵復(fù)合材料肋盒的外側(cè)面與成型模具型腔的側(cè)壁貼合，包覆在金屬內(nèi)芯[4]側(cè)面和下表面的硅橡膠層[11]的厚度相同，娃橡膠層[11]的下表面與位于成型模具的底板[I]上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離為δ = O. 5mm I. 2mm,娃橡膠層[11]的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為δ ;在上蓋板[5]上有一個貫通的注膠孔[10]和一個排氣孔[12]，它們的下端口的位置與硅橡膠層[11]的上表面對應(yīng)。
2.制造如權(quán)利要求I所述的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具型芯的方法，其特征在于制造的步驟如下2. I、制造金屬內(nèi)芯按照模具型腔的尺寸，按比例縮小內(nèi)芯的尺寸，使金屬內(nèi)芯[4]的下表面與位于成型模具的底板[I]上的直升機方向舵復(fù)合材料肋盒上表面之間的距離t = 5mm 8mm,金屬內(nèi)芯[4]的側(cè)面與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離為t ； 在金屬內(nèi)芯[4]的上表面鉆制兩個定位盲孔7和一個螺紋盲孔6 ；2. 2、安裝金屬內(nèi)芯；首先，在上蓋板[5]上鉆制兩個銷孔和一個螺栓過孔，兩個銷孔的位置與金屬內(nèi)芯[4]上兩個定位盲孔7的位置對應(yīng)，螺栓過孔的位置與金屬內(nèi)芯[4]上螺紋盲孔6的位置對應(yīng)，然后使用螺栓[8]和兩個定位銷[9]將金屬內(nèi)芯[4]與上蓋板[5] 連接為整體；2. 3、鋪貼直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件組裝成型模具的左半模[3]、右半模[2] 和底板[I]，在成型模具的型腔內(nèi)用鉛皮或者脫模布鋪貼出直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件，直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件的壁厚為直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成品件的壁厚加上S，其他尺寸與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成品件的尺寸相同；2. 4、澆注硅橡膠將上蓋板[5]固定在左半模[3]和右半模[2]的上表面上，此時，金屬內(nèi)芯[4]位于成型模具的型腔中，上蓋板[5]上的注膠孔[10]和排氣孔[12]都與金屬內(nèi)芯[4]和直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件之間的空隙連通；通過注膠孔[10]向上述空隙澆注硅橡膠，直到注滿為止；2. 5、固化按照下述方法之一進行硅橡膠固化2.5. I、在室溫環(huán)境中自然固化不少于24h ；2.5. 2、在60°C 65°C環(huán)境中加熱固化不少于4h。
全文摘要
本發(fā)明屬于復(fù)合材料成型技術(shù)，涉及對直升機方向舵復(fù)合材料肋盒成型模具中型芯的改進及型芯的制造方法。本發(fā)明的型芯由金屬內(nèi)芯[4]和包覆在金屬內(nèi)芯[4]側(cè)面和下表面的硅橡膠層[11]組成。本發(fā)明型芯的制造步驟是制造金屬內(nèi)芯；安裝金屬內(nèi)芯；鋪貼直升機方向舵復(fù)合材料肋盒工藝件；澆注硅橡膠；固化。本發(fā)明消除了合模時型芯與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒毛坯之間發(fā)生干涉的問題；能很好地補償型芯與直升機方向舵復(fù)合材料肋盒毛坯之間的間隙，避免了局部鋪層的移位或者產(chǎn)生褶皺，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號B29C33/38GK102601899SQ20121009400
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者董克華 申請人:哈爾濱飛機工業(yè)集團有限責(zé)任公司