【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于叶片预制体成型，具体涉及一种叶片预制体整体成型模具及成型方法。
技术介绍
1、叶片整体结构是航空发动机的重要组成部分，由三部分组成，即上缘板、叶身、下缘板。上缘板为等厚的呈空腔的法兰形状，叶身截面呈月牙形状，截面厚度呈变厚特点，下缘板呈加强筋特点。其在航空发动机高温以及动静载环境下具有较高的强度、刚度及结构稳定性。
2、新一代航空发动机叶片整体结构需承受越来越严苛的工作应力和高温、高压等使用环境载荷。叶片整体结构较高的强度、刚度是保证其在高温等严苛环境下结构更加稳定的重要手段。而叶片整体结构的强度、刚度主要取决于其制备过程纤维连续性的占比。叶片整体结构(如图1所示结构)一般采用在线铆焊的方式进行制备，将上缘板、叶身、下缘板通过碳陶复材销钉进行在线铆接，通过化学气相浸渗的方法进行焊接，叶片整体铆接结构纤维连续性相对较差，且在制备过程需使用专用铆接工装进行精度控制，其制备相对比较繁琐。
技术实现思路
1、为了克服叶片预制体成型中，现有技术采用在线铆焊方式，其制备周期长、工艺繁琐、强度、刚度相对较差的不足，本专利技术提出了一种叶片预制体整体成型模具及成型方法。
2、本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：
3、一种叶片预制体整体成型方法，包括以下步骤：
4、步骤1，设计叶片预制体结构；叶片预制体包括叶身、上缘板、下缘板。
5、步骤2，拆分预制体；根据叶片预制体壁厚及纤维布铺层方式，将预制体拆分为第一预制体、第二预
6、步骤3，制备纤维布铺层平板；按设计的叶片预制体结构尺寸，加工平板，得到第二预制体、第三预制体、第五预制体、第八预制体、第九预制体。
7、步骤4，纤维布包裹于内模使用型面，纤维布长度与内模上下端面齐平，得到未翻边第一预制体；第二预制体预埋于未翻边第一预制体和内模之间。
8、步骤5，将包裹未翻边第一预制体的内模安装于定位工装；内模预留凸台端面插入定位工装卡槽处，第二预制体置于定位工装凸台面。
9、步骤6，安装第一外模和第二外模；将第一外模和第二外模置于定位工装表面凹槽处，使用定位销固定。第一外模、第二外模与未翻边第一预制体贴合。
10、步骤7，对未翻边第一预制体上缘板区域纤维布翻边处理，裁剪一定厚度纤维布穿过内模，并沿上缘板面铺层固定。第一预制体上缘板区域与内模间隙处填充第三预制体。
11、步骤8，裁剪一定厚度的第四预制体纤维布穿过内模，并沿上缘板面铺层固定。
12、步骤9，安装第三外模；第三外模与预制体贴合。使用螺栓、定位销，将第三外模与第一外模、第二外模连接固定，第三外模与内模连接固定。
13、步骤10，去除伸出第三外模端面多余的内模端头，移除定位工装。
14、步骤11，对未翻边第一预制体下缘板区域纤维布进行翻边处理，裁剪一定厚度纤维布穿过内模，沿下缘板面铺层固定。第一预制体下缘板区域与内模间隙处填充第五预制体。
15、步骤12，裁剪一定厚度的第六预制体和第七预制体纤维布，分别包裹第四外模和第五外模使用型面。使用螺栓、定位销，将第四外模和第五外模分别与第一外模和第二外模固定，第四外模和第五外模与预制体贴合。
16、步骤13，在第一预制体下缘板与第六预制体、第七预制体贴合三角间隙处，分别填充第八预制体、第九预制体。
17、步骤14，裁剪一定厚度的第十预制体纤维布，纤维布包裹第六外模使用型面，第六外模穿过内模，使第六外模使用型面包裹的纤维布与第一预制体下缘板区域纤维布完全贴合。使用定位销将内模与第四外模、第六外模固定。
18、步骤15，去除伸出第六外模端面多余的内模端头，安装石墨压条，压条通过螺栓螺杆对内模、外模进行固定。
19、上述叶片预制体整体成型方法，所述步骤1中，叶片预制体外型整体预留0.5mm～1.0mm加工余量，端面预留5.0mm～10mm加工余量。
20、上述叶片预制体整体成型方法，所述第一预制体叶身区域壁厚为2.5mm，上缘板、下缘板区域壁厚均为3.0mm；第四预制体、第六预制体、第七预制体、第十预制体壁厚分别为1.0mm、3.5mm、3.5mm、3.0mm；内模、第一预制体、第四预制体、第六预制体、第七预制体、第十预制体为铺层过程形成的三角区域。三角区域分别填充第二预制体、第三预制体、第八预制体、第九预制体、第五预制体；
21、上述叶片预制体整体成型方法，所述步骤3中，制备纤维布铺层平板的密度大于1.4g/cm3。
22、上述叶片预制体整体成型方法，所述第一外模、第二外模、第三外模、第四外模、第五外模和第六外模与预制体的贴合间隙小于0.1mm。
23、上述叶片预制体整体成型方法，所述步骤7中，裁剪未翻边第一预制体上缘板区域纤维布的厚度为0.5mm。
24、所述步骤8中，裁剪第四预制体纤维布的厚度为1.0mm。
25、所述步骤11中，裁剪未翻边第一预制体下缘板区域纤维布的厚度为0.5mm。
26、所述步骤12中，裁剪第六预制体和第七预制体纤维布的厚度为3.5mm。
27、所述步骤13中，裁剪第十预制体纤维布的厚度为3.0mm。
28、一种叶片预制体整体成型模具，包括内模、外模、定位销、定位工装、压条。
29、所述外模包括第一外模、第二外模、第三外模、第四外模、第五外模、第六外模。
30、所述内模位于叶片预制体的内部，外模位于叶片预制体的外部。
31、内模的一端预留凸台端面，预留凸台端安装于定位工装的卡槽处，第一外模、第二外模置于定位工装表面凹槽处，通过定位销定位固定。
32、内模预留凸台端面的一端与第三外模连接固定，内模的另一端穿过第六外模，通过定位销与第四外模、第六外模定位固定。
33、所述第一外模、第二外模之间，第三外模与第一外模、第二外模之间，第四外模与第一外模之间，第五外模与第二外模之间通过定位销定位，通过螺杆和螺栓连接。
34、所述压条为两条，一条与第三外模相接，另一条与第四外模、第五外模、第六外模相接。压条通过螺杆和螺栓压紧外模，对外模固定。
35、上述叶片预制体整体成型模具，所述内模、外模、压条、定位销、螺杆和螺栓均为石墨材料。
36、本专利技术的有益效果是：
37、一种叶片预制体整体成型方法，将上缘板、叶身、下缘板等叶片结构进行整体成型，进一步增加叶片整体结构纤维连续性占比，有效解决整体叶片制备周期长、工艺繁琐、强度、刚度相对较差的问题。
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1.一种叶片预制体整体成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述叶片预制体整体成型方法，其特征在于，所述步骤1中，叶片预制体外型整体预留0.5mm～1.0mm加工余量，端面预留5.0mm～10mm加工余量。
3.根据权利要求1所述叶片预制体整体成型方法，其特征在于，所述第一预制体(1)叶身(11)区域壁厚为2.5mm，上缘板(12)、下缘板(13)区域壁厚均为3.0mm；
4.根据权利要求1所述叶片预制体整体成型方法，其特征在于，所述步骤3中，制备纤维布铺层平板的密度大于1.4g/cm3。
5.根据权利要求1所述叶片预制体整体成型方法，其特征在于，所述第一外模(21)、第二外模(22)、第三外模(23)、第四外模(24)、第五外模(25)和第六外模(26)与预制体的贴合间隙小于0.1mm。
6.根据权利要求1所述叶片预制体整体成型方法，其特征在于，
7.一种实施权利要求1至6任一所述成型方法的模具，其特征在于，包括内模(29)、外模、定位销(31)、定位工装(32)、压条(30)；
<...【技术特征摘要】
1.一种叶片预制体整体成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述叶片预制体整体成型方法，其特征在于，所述步骤1中，叶片预制体外型整体预留0.5mm～1.0mm加工余量，端面预留5.0mm～10mm加工余量。
3.根据权利要求1所述叶片预制体整体成型方法，其特征在于，所述第一预制体(1)叶身(11)区域壁厚为2.5mm，上缘板(12)、下缘板(13)区域壁厚均为3.0mm；
4.根据权利要求1所述叶片预制体整体成型方法，其特征在于，所述步骤3中，制备纤维布铺层平板的密度大于1.4g/cm3。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：康志杰，何江怡，马渊，李仁意，张少博，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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