复合材料螺旋桨成型工艺及模具制造技术

本发明专利技术涉及复合材料螺旋桨成型工艺及模具，成型工艺包括：在模具内铺贴第一层预浸料；组装含有加强梁的泡沫芯；在第一层预浸料的表面铺贴中间层预浸料；在泡沫芯的表面铺贴其余预浸料；将铺制完的泡沫芯放置在模具内，合模固化成型。本发明专利技术不再使用传统的热压罐共固化成型，而是采用模压工具共固化成型工艺实现对螺旋桨的成型加工，保证复合材料螺旋桨表面外形尺寸精度符合设计要求，且工序简单、前后缘部分强度较高、产品整体性较好。成型模具包括上模和下模，下模的外围安装有多个用于锁紧上模和下模的锁紧装置，无需采用独立模具逐个成型，仅在复合材料螺旋桨成型模具即可实现螺旋桨的加工，减少了经济成本。减少了经济成本。减少了经济成本。

【技术实现步骤摘要】
复合材料螺旋桨成型工艺及模具


[0001]本专利技术属于复合材料领域，具体涉及复合材料螺旋桨成型工艺及模具。

技术介绍

[0002]目前航空器中所使用的复合材料螺旋桨主要由上蒙皮、下蒙皮及加强梁制造组成，在制造过程中，上蒙皮、下蒙皮及加强梁需要先采用独立模具铺制成型，然后再通过胶接及后加工缝合进热压罐共固化的方式最终成型，采用这种方法制作的螺旋桨工序复杂，且外形精度差、生产效率低；尤其是上下蒙皮和加强梁通过树脂胶粘接在一起，使得产品整体性较差，前后缘区域强度低，在受到较大载荷时容易出现分层、开裂等情况，对产品性能造成较大影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供复合材料螺旋桨成型工艺及模具，以克服上述技术缺陷。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了复合材料螺旋桨成型工艺，包括：
[0005]在模具内铺贴第一层预浸料；
[0006]组装含有加强梁的泡沫芯；
[0007]在第一层预浸料的表面铺贴中间层预浸料；
[0008]在泡沫芯的表面铺贴其余预浸料；
[0009]将铺制完的泡沫芯放置在模具内，合模固化成型。
[0010]进一步地，在模具内铺贴第一层预浸料，其中模具包括上模和下模，铺贴具体包括：
[0011]在第一层预浸料的表面铺贴表面膜，使表面膜紧贴模具的型腔，上模内的第一层预浸料的尺寸与上模的型腔尺寸一致，下模内的第一层预浸料的尺寸大于下模的型腔尺寸；
[0012]真空预压实。
[0013]进一步地，组装含有加强梁的泡沫芯，具体包括：
[0014]泡沫芯是由两个分体泡沫拼接组成的，先在两个分体泡沫的拼接区域铺贴预浸料形成加强梁，再在拼接区域铺贴胶膜将两个分体泡沫粘接为整体，用玻璃纸包裹含有加强梁的泡沫芯后封装真空预压实。
[0015]进一步地，在第一层预浸料的表面铺贴中间层预浸料，具体包括：
[0016]在第一层预浸料的表面逐层铺贴中间层预浸料，中间层预浸料的铺层数占总铺层数的1/3，且中间层预浸料的尺寸与模具的型腔尺寸一致，完成后将模具封装抽真空。
[0017]进一步地，第一层预浸料和中间层预浸料均为碳纤维单向带预浸料，其中第一层预浸料的单向带方向是45
°
，以第一层预浸料所在铺层为起点，中间层预浸料的单向带方向逐层是45
°
、0
°
、0
°
。
[0018]进一步地，在泡沫芯的表面铺贴其余预浸料，具体包括：
[0019]先在泡沫芯的表面铺贴一层预浸料，然后封装抽真空，然后继续铺贴剩余预浸料，剩余预浸料均为碳纤维单向带预浸料，以紧贴泡沫芯表面的预浸料为起点，剩余预浸料的单向带方向逐层是45
°
、0
°
、0
°
，完成后封装抽真空。
[0020]本专利技术还提供了复合材料螺旋桨成型模具，应用于复合材料螺旋桨成型工艺，复合材料螺旋桨成型模具包括上模和下模，二者均包括用于容置螺旋桨的型腔，其中下模的型腔中心固定有供螺旋桨贯穿的中心定位柱，上模的型腔中心开设有供中心定位柱嵌入的盲孔。
[0021]进一步地，下模的外围还安装有多个用于锁紧上模和下模的锁紧装置，且在下模的两端均设有用于定位上模的挡板，挡板和锁紧装置围绕合模后的模具布设。
[0022]本专利技术的有益效果如下：
[0023](1)本专利技术提供的复合材料螺旋桨成型模具，可以在该模具内实现蒙皮、泡沫芯、加强梁的组装，无需采用独立模具逐个成型，仅在复合材料螺旋桨成型模具即可实现螺旋桨的加工，减少了经济成本。
[0024](2)本专利技术提供的复合材料螺旋桨成型工艺，不再使用传统的热压罐共固化成型，而是采用模压工具共固化成型工艺实现对螺旋桨的成型加工，保证复合材料螺旋桨表面外形尺寸精度符合设计要求，且工序简单、前后缘部分强度较高、产品整体性较好。
[0025]为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
[0026]图1是复合材料螺旋桨的截面图。
[0027]图2是泡沫芯的结构示意图。
[0028]图3是加强梁的结构示意图。
[0029]图4是复合材料螺旋桨成型模具的结构示意图。
[0030]图5是复合材料螺旋桨成型模具的分解图。
[0031]附图标记说明：
[0032]1.预埋孔；2.泡沫芯；3.加强梁；4.模具定位孔；5.中心定位柱；6.型腔面；7.挡板；8.下模；9.上模；10.锁紧装置；11.蒙皮。
具体实施方式
[0033]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0034]需说明的是，在本专利技术中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中的复合材料螺旋桨成型工艺的上、下、左、右。
[0035]现参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0036]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0037]本实施方式涉及复合材料螺旋桨成型工艺，包括：
[0038]在模具内铺贴第一层预浸料；
[0039]组装含有加强梁3的泡沫芯2；
[0040]在第一层预浸料的表面铺贴中间层预浸料；
[0041]在泡沫芯2的表面铺贴其余预浸料；
[0042]将铺制完的泡沫芯2放置在模具内，合模固化成型。
[0043]复合材料螺旋桨的结构可以参阅图1、图3或图5，它主要是由蒙皮11、泡沫芯2、加强梁3组成的，这里的蒙皮11是指在泡沫芯2的表面铺贴多层预浸料(碳纤维编织布)，为了提高螺旋桨的强度，还需要在泡沫芯2内加入加强梁3。
[0044]在成型工艺开始之前，需要先清洁模具，新制模具或长期未使用的模具要先用砂纸轻轻打磨工装表面异物，打磨完成后进行抛光，但不得损坏工作面，即模具的型腔面6。
[0045]以下将以八层铺层为例，对复合材料螺旋桨成型工艺作以详细说明。
[0046]在模具内铺贴第一层预浸料，铺贴具体包括：
[0047]在第一层预浸料的表面铺贴表面膜，使表面膜紧贴模具的型腔面6，上模9内的第一层预浸料的尺寸与上模9的型腔尺寸一致，下模8内的第一层预浸料的尺寸大于下模8的型腔尺寸，例如下模8内的第一层预浸料单边大出下模型腔10～20mm；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.复合材料螺旋桨成型工艺，其特征在于，包括：在模具内铺贴第一层预浸料；组装含有加强梁的泡沫芯；在所述第一层预浸料的表面铺贴中间层预浸料；在所述泡沫芯的表面铺贴其余预浸料；将铺制完的所述泡沫芯放置在所述模具内，合模固化成型。2.如权利要求1所述的复合材料螺旋桨成型工艺，其特征在于，在模具内铺贴第一层预浸料，其中所述模具包括上模和下模，铺贴具体包括：在所述第一层预浸料的表面铺贴表面膜，使所述表面膜紧贴所述模具的型腔，所述上模内的所述第一层预浸料的尺寸与所述上模的型腔尺寸一致，所述下模内的所述第一层预浸料的尺寸大于所述下模的型腔尺寸；真空预压实。3.如权利要求1或2所述的复合材料螺旋桨成型工艺，其特征在于，组装含有加强梁的泡沫芯，具体包括：所述泡沫芯是由两个分体泡沫拼接组成的，先在两个分体泡沫的拼接区域铺贴预浸料形成加强梁，再在拼接区域铺贴胶膜将两个分体泡沫粘接为整体，用玻璃纸包裹含有加强梁的泡沫芯后封装真空预压实。4.如权利要求2所述的复合材料螺旋桨成型工艺，其特征在于，在所述第一层预浸料的表面铺贴中间层预浸料，具体包括：在所述第一层预浸料的表面逐层铺贴中间层预浸料，中间层预浸料的铺层数占总铺层数的1/3，且中间层预浸料的尺寸与所述模具的型腔尺寸一致，完成后将所述模具封装抽真空。5.如权利要求4所述的复合材料螺旋桨成型工艺，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文翠，严炜，程磊，许粉，刘茹，
申请(专利权)人：陕西天翌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：