CN110154283B - 一种前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具及其成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具，包括蒙皮铺贴模具、前缘铺贴模具、弯边辅助成形工装以及前缘成形模具；前缘铺贴模具与蒙皮铺贴模具组成铺贴模组件，前缘铺贴模具设置在蒙皮铺贴模具上；蒙皮铺贴模具及前缘成形模具组成成形模组件，弯边辅助成形工装以及前缘成形模具设置在蒙皮铺贴模具上，蒙皮铺贴模具与前缘成形模具的一部分接触，另一部分与蒙皮铺贴模具之间形成一个与弯边辅助成形工装外形匹配的空间，空间内容纳弯边辅助成形工装。本发明模具解决了前缘襟翼蒙皮大曲率区成形的难题，蒙皮与前缘条可采用整体结构，提高襟翼蒙皮的整体性，控制装配结构变形，减轻重量及装配工作量。

Description

一种前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具及其成形方法

技术领域

本发明涉及复合材料成形技术领域，具体是一种前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具及其成形方法。

背景技术

前缘襟翼是飞机的一个重要部件，起着增加升力，改善起飞和着陆性能的重要作用，为了减轻襟翼结构重量、提升表面质量，可以选用复合材料整体成形方案。由于襟翼前缘为大曲率弯边结构，有较高的预成形难度，无法采用常规技术对预制体弯边直接铺贴。故复材前缘襟翼通常由上、下蒙皮及前缘条组成，前缘条为实心复合材料结构，上、下蒙皮为复材层压板结构，上、下蒙皮与前缘条通过抽钉机械连接。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具及其成形方法。

本发明采用的技术方案是：一种前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具，包括蒙皮铺贴模具、前缘铺贴模具、弯边辅助成形工装以及前缘成形模具；

所述前缘铺贴模具与蒙皮铺贴模具组成铺贴模组件，所述前缘铺贴模具设置在蒙皮铺贴模具上；

所述蒙皮铺贴模具及前缘成形模具组成成形模组件，所述弯边辅助成形工装以及前缘成形模具设置在蒙皮铺贴模具上，所述蒙皮铺贴模具与前缘成形模具的一部分接触，另一部分与蒙皮铺贴模具之间形成一个与弯边辅助成形工装外形匹配的空间，所述空间内容纳弯边辅助成形工装。

进一步地，所述蒙皮铺贴模具的上表面分为第一上表面、第一弧形凹面以及第二上表面，所述第一上表面的高度低于第二上表面的高度，所述第一上表面与第二上表面的连接处设置第一弧形凹面，所述第一弧形凹面与第一上表面之间平滑连接。

进一步地，所述蒙皮铺贴模具的第二上表面设置前缘铺贴模具，所述前缘铺贴模具为横截面为直角梯形的长条形结构，所述前缘铺贴模具具有第一倾斜面，所述第一倾斜面与第一弧形凹面相切形成平滑过渡，所述第一上表面、第一弧形凹面以及第一倾斜面形成小曲率蒙皮铺贴面。

进一步地，所述弯边辅助成形工装为前缘襟翼形，由第一曲面、第二平面，第三弧形凹面和第四大曲率凹面逆时针依次连接闭合而成，所述第三弧形凹面、第四大曲率凹面和第一曲面之间依次平滑连接。

进一步地，所述前缘成形模具分为第一部件和第二部件；

所述第一部件为长方体结构，包括第一成型上表面和第一成型下表面，所述第一成型下表面与所述蒙皮铺贴模具的上表面接触；

所述第二部件为向上倾斜且下表面具有弧度的片状结构，所述片状结构具有第二成型上表面和第二成型下表面，所述第二成型上表面与第一成型上表面连接，所述第二成型下表面分为平滑连接的第二成型曲面和第二成型半凹面，所述第二成型半凹面与第一成型下表面连接。

进一步地，所述前缘成形模具的第一部件和第二部件一体成形。

进一步地，所述蒙皮铺贴模具与前缘成形模具之间形成的空间大小，以能够容纳弯边辅助成形工装为准，所述弯边辅助成形工装与前缘成形模具之间的缝隙大小与蒙皮的理论厚度一致，所述弯边辅助成形工装与蒙皮铺贴模具之间的缝隙大小与蒙皮的理论厚度一致。

本发明还提供一种前缘襟翼蒙皮的成形方法，采用上述前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具，包括以下步骤：

S1、将前缘铺贴模具装配在蒙皮铺贴模具上组成蒙皮铺贴模组件，在激光投影指导下对蒙皮预制体进行铺贴；

S2、蒙皮预制体铺贴完毕后在蒙皮前缘处使用弯边辅助成形工装对蒙皮前缘弯边进行预成形；

S3、蒙皮前缘弯边预成形完成后，将前缘铺贴模具及弯边辅助成形工装取下，并装上前缘成形模具组成成形模组件，按工艺规程要求对蒙皮预制体进行抽真空封装及固化；

S4、蒙皮固化完成，待模温降至60℃以下后，将辅助材料和前缘成形模具从蒙皮表面去除脱模，并划出零件边缘线，进行相关检测及外形加工即可。

本发明的有益效果是：

1、本发明前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具解决了前缘襟翼蒙皮大曲率区成形的难题，蒙皮与前缘条可采用整体结构，提高襟翼蒙皮的整体性，控制装配结构变形，减轻重量及装配工作量。

2、本发明前缘襟翼蒙皮的分体组合式铺贴成形模具，包含铺贴模和成形模两种结构形式，解决了蒙皮前缘弯边铺贴、预成形和成形的技术难题。

3、本发明前缘襟翼蒙皮的分体组合式铺贴成形模具，不但节约了模具成本，而且预制体无需从铺贴模具移动至成形模具上，避免了不同模具型面精度的风险，具有更好的可操作性，成形精度更可靠，保证了成形产品的高质量要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明铺贴模组件的剖视图；

图3为本发明弯边辅助成形工装的剖视图；

图4为本发明前缘成形模具的剖视图；

图5为本发明蒙皮预制体铺贴状态的结构示意图；

图6为本发明预成形阶段的结构示意图；

图7为本发明成形模组件的剖视图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具，关键为将蒙皮成形模前缘段设计为可拆卸形式，在铺贴时将蒙皮铺贴模具1、前缘铺贴模具2组合成曲率变化较小的蒙皮铺贴面，铺贴后通过弯边辅助成形工装形成前缘弯边，然后更换为前缘成形模具，最终实现零件预制体从小曲率到大曲率的变化。分体式铺贴成形模不但节约了模具成本，而且预制体无需从铺贴模具移动至成形模具上，避免了不同模具型面精度的风险，具有更好的可操作性，成形精度更可靠。

接下来对本发明做进一步的详述。

实施例1

如图1至图7所示，一种前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具，包括蒙皮铺贴模具1、前缘铺贴模具2、弯边辅助成形工装3以及前缘成形模具4，前缘铺贴模具2与蒙皮铺贴模具1组成铺贴模组件，前缘铺贴模具2设置在蒙皮铺贴模具1上。

蒙皮铺贴模具1的上表面分为第一上表面11（为曲面）、第一弧形凹面12以及第二上表面13（为平面），第一上表面11的高度低于第二上表面13的高度，第一上表面11与第二上表面13的连接处设置第一弧形凹面12，第一弧形凹面12与第一上表面11之间平滑连接。

蒙皮铺贴模具1的第二上表面13设置前缘铺贴模具2，前缘铺贴模具2为横截面为直角梯形的长条形结构，前缘铺贴模具2具有第一倾斜面21，第一倾斜面21与第一弧形凹面12相切形成平滑过渡，第一上表面11、第一弧形凹面12以及第一倾斜面21形成小曲率蒙皮铺贴面。

蒙皮铺贴模具1及前缘成形模具4组成成形模组件，弯边辅助成形工装3以及前缘成形模具4设置在蒙皮铺贴模具1上，前缘成形模具4分为一体成形的第一部件41和第二部件42；蒙皮铺贴模具1与前缘成形模具4的第一部件41接触，第二部件42与蒙皮铺贴模具1之间形成一个与弯边辅助成形工装3外形匹配的空间，空间内容纳弯边辅助成形工装3。蒙皮铺贴模具1与前缘成形模具4之间形成的空间大小，以能够容纳弯边辅助成形工装3为准，弯边辅助成形工装3与前缘成形模具之间4的缝隙大小与蒙皮5的理论厚度一致，弯边辅助成形工装3与蒙皮铺贴模具1之间的缝隙大小与蒙皮5的理论厚度一致。

弯边辅助成形工装3为前缘襟翼形，由第一曲面31、第二平面32，第三弧形凹面33和第四大曲率凹面34逆时针依次连接闭合而成，第三弧形凹面33、第四大曲率凹面34和第一曲面31之间依次平滑连接。

前缘成形模具4的第一部件41为长方体结构，包括第一成型上表面411和第一成型下表面412，第一成型下表面412与蒙皮铺贴模具1的第二上表面13接触；第二部件42为向上倾斜且下表面具有弧度的片状结构，片状结构具有第二成型上表面421和第二成型下表面422，第二成型上表面421与第一成型上表面411连接，第二成型下表面422分为平滑连接的第二成型曲面4221和第二成型半凹面4222，第二成型半凹面4222与第一成型下表面412连接。

本发明还提供一种前缘襟翼蒙皮的成形方法，采用上述前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具，包括以下步骤：

S1、将前缘铺贴模具装配在蒙皮铺贴模具上组成蒙皮铺贴模组件，在激光投影指导下对蒙皮预制体进行铺贴，如图5所示；

S2、蒙皮预制体铺贴完毕后在蒙皮前缘处使用弯边辅助成形工装对蒙皮前缘弯边进行预成形，如图6所示；

S3、蒙皮前缘弯边预成形完成后，将前缘铺贴模具及弯边辅助成形工装取下，并装上前缘成形模具组成成形模组件，按工艺规程要求对蒙皮预制体进行抽真空封装及固化，如图7所示；

S4、蒙皮固化完成，待模温降至60℃以下后，将辅助材料和前缘成形模具从蒙皮表面去除脱模，并划出零件边缘线，进行相关检测及外形加工即可。

本发明前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具解决了前缘襟翼蒙皮大曲率区成形的难题，蒙皮与前缘条可采用整体结构，提高襟翼蒙皮的整体性，控制装配结构变形，减轻重量及装配工作量，并且预制体无需从铺贴模具移动至成形模具上，避免了不同模具型面精度的风险，具有更好的可操作性，成形精度更可靠，保证了成形产品的高质量要求。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (1)

1.一种前缘襟翼蒙皮的成形方法，其特征在于，采用前缘襟翼蒙皮的分体组合式成形模具，包括蒙皮铺贴模具、前缘铺贴模具、弯边辅助成形工装以及前缘成形模具；

所述前缘铺贴模具与蒙皮铺贴模具组成铺贴模组件，所述前缘铺贴模具设置在蒙皮铺贴模具上；

所述蒙皮铺贴模具与前缘成形模具组成成形模组件，所述弯边辅助成形工装以及前缘成形模具设置在蒙皮铺贴模具上，所述蒙皮铺贴模具与前缘成形模具的一部分接触，另一部分与蒙皮铺贴模具之间形成一个与弯边辅助成形工装外形匹配的空间，所述空间内容纳弯边辅助成形工装；

所述蒙皮铺贴模具为框架式单面模具，蒙皮铺贴模具的上表面分为第一上表面、第一弧形凹面以及第二上表面，所述第一上表面的高度低于第二上表面的高度，所述第一上表面与第二上表面的连接处设置第一弧形凹面，所述第一弧形凹面与第一上表面之间平滑连接；所述蒙皮铺贴模具的第二上表面设置前缘铺贴模具，所述前缘铺贴模具为横截面为直角梯形的长条形结构，所述前缘铺贴模具具有第一倾斜面，所述第一倾斜面与第一弧形凹面相切形成平滑过渡，所述第一上表面、第一弧形凹面以及第一倾斜面形成小曲率蒙皮铺贴面；

所述弯边辅助成形工装为前缘襟翼形，由第一曲面、第二平面，第三弧形凹面和第四大曲率凹面逆时针依次连接闭合而成，所述第三弧形凹面、第四大曲率凹面和第一曲面之间依次平滑连接；

所述前缘成形模具分为第一部件和第二部件；所述第一部件为长方体结构，包括第一成型上表面和第一成型下表面，所述第一成型下表面与所述蒙皮铺贴模具的上表面接触；所述第二部件为向上倾斜且下表面具有弧度的片状结构，所述片状结构具有第二成型上表面和第二成型下表面，所述第二成型上表面与第一成型上表面连接，所述第二成型下表面分为平滑连接的第二成型曲面和第二成型半凹面，所述第二成型半凹面与第一成型下表面连接；所述前缘成形模具的第一部件和第二部件一体成形；

所述蒙皮铺贴模具与前缘成形模具之间形成的空间大小，以能够容纳弯边辅助成形工装为准，所述弯边辅助成形工装与前缘成形模具之间的缝隙大小与蒙皮的理论厚度一致，所述弯边辅助成形工装与蒙皮铺贴模具之间的缝隙大小与蒙皮的理论厚度一致；

前缘襟翼蒙皮的成形方法包括以下步骤：

S1、将前缘铺贴模具装配在蒙皮铺贴模具上组成蒙皮铺贴模组件，在激光投影指导下对蒙皮预制体进行铺贴；

S2、蒙皮预制体铺贴完毕后在蒙皮前缘处使用弯边辅助成形工装对蒙皮前缘弯边进行预成形；

S3、蒙皮前缘弯边预成形完成后，将前缘铺贴模具及弯边辅助成形工装取下，并装上前缘成形模具组成成形模组件，按工艺规程要求对蒙皮预制体进行抽真空封装及固化；

S4、蒙皮固化完成，待模温降至60℃以下后，将辅助材料和前缘成形模具从蒙皮表面去除脱模，并划出零件边缘线，进行相关检测及外形加工即可。

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