本發(fā)明屬于先進(jìn)復(fù)合材料制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及航空器、航天器、汽車行業(yè)中的高性能碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件制造。

背景技術(shù)：

樹脂基碳纖維復(fù)合材料具有比強(qiáng)度、比剛度高，可設(shè)計性強(qiáng)，抗疲勞斷裂性能好，耐腐蝕，尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)越的性能，是目前航空、航天、交通等領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛的高性能結(jié)構(gòu)材料。在多種碳纖維復(fù)合材料成型工藝中，熱壓罐工藝具有成型溫度和壓力均勻，對于不同材料、外形、尺寸及結(jié)構(gòu)的零件具有很好的適應(yīng)性，因而成為了研究和制造航空航天高品質(zhì)復(fù)合材料構(gòu)件的主要工藝方法之一。

U形腹板是具有代表性的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的U形腹板會因內(nèi)部填充蜂窩或泡沫夾芯等原因，包含增厚區(qū)等元素。

碳纖維復(fù)合材料制件的強(qiáng)度主要由碳纖維束提供，因此除了設(shè)計要求的切邊鉆孔以外，禁止對制件本體進(jìn)行機(jī)械加工，防止纖維束斷裂而影響制件整體力學(xué)性能。而復(fù)合材料制件如果帶有增厚區(qū)，由于成型后無法修邊，一般要求增厚區(qū)部分凈邊界成型，因而對增厚區(qū)域成型后的外形輪廓以及在制件上的位置度的要求都十分精確。

目前的熱壓罐工藝中，經(jīng)常使用橡膠制軟性工裝輔助成型這類制件。使用軟性工裝的好處是一方面軟性工裝可以提高制件表面的光滑度和平整度，同時軟性工裝可以均勻傳導(dǎo)外界的壓力和熱量，保證復(fù)合材料制件成型后的內(nèi)部質(zhì)量。

軟性工裝一般以橡膠為主要材料，整體剛性較差，且無法與成型工裝進(jìn)行機(jī)械定位，因此在復(fù)合材料制件成型過程中，經(jīng)常出現(xiàn)軟性工裝位置偏移的情況。如果要成型的制件帶有增厚區(qū)等元素，一旦軟性工裝位置出現(xiàn)偏移，必然影響制件成型后的表面質(zhì)量以及外形輪廓，并導(dǎo)致增厚區(qū)出現(xiàn)位置度偏差，嚴(yán)重情況下可能導(dǎo)致制件報廢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種軟性工裝在制造和使用過程中的定位方法，保證在復(fù)合材料制件的成型過程中，軟性工裝的位置不發(fā)生偏移，從而保證制件的表面質(zhì)量及外形尺寸，并嚴(yán)格控制增厚區(qū)的位置精度，提高復(fù)合材料產(chǎn)品的合格率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種復(fù)合材料制件成型過程中軟性工裝的定位方法，包括以下步驟：

(1)在軟性工裝成型模具的兩側(cè)分別設(shè)置2個以上燕尾形的定位槽；

(2)在軟性工裝成型模具表面放置與復(fù)合材料制件外形尺寸完全一致的金屬假件，在金屬假件表面鋪貼軟性工裝時，在燕尾槽內(nèi)填充橡膠并與軟性工裝相連，之后在軟性工裝外部用真空袋真空密封，進(jìn)入熱壓罐成型軟性工裝；

(3)橡膠軟模成型后，去除真空袋，取出金屬假件，在定型的軟性工裝填充入復(fù)合材料，再在外層用真空袋真空密封，進(jìn)入熱壓罐成型，即獲得復(fù)合材料制件。

所述定位槽的數(shù)量為4到8個。

本發(fā)明通過金屬模具來成型軟性工裝，該成型模具上帶有燕尾形定位槽，定位槽對稱分布在模具兩側(cè)，數(shù)量和規(guī)格需結(jié)合復(fù)合材料制件的尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度來確定。

在鋪貼軟性工裝時，在燕尾槽內(nèi)填充橡膠并與軟性工裝相連，這樣軟性工裝固化后，會在邊緣附帶一定數(shù)量的燕尾形橡膠定位塊。

在復(fù)合材料制件的成型模具上，同樣帶有若干燕尾形定位槽，尺寸規(guī)格以及位置都與軟性工裝成型模具保持一致。

在復(fù)合材料制件成型時，將軟性工裝上的橡膠定位塊與復(fù)合材料制件成型模具上的燕尾槽相配合，在自由狀態(tài)下，由于燕尾槽的限位作用，軟性工裝只能沿著垂直方向移動，而在制件成型時，由于軟性工裝的上表面會承受高達(dá)5-6MPa的壓力，因此制件成型的過程中，軟性工裝相對成型模具的位置是固定的，不會發(fā)生位置偏移。這樣也就保證了復(fù)合材料制件的成型質(zhì)量，以及增厚區(qū)域的位置精度。

本發(fā)明通過在軟性工裝成型模具上添加若干燕尾定位槽，使軟性工裝在成型后邊緣附帶一定數(shù)量的燕尾形橡膠塊，而在復(fù)合材料制件成型時，制件成型模具上帶有一套外形尺寸和位置完全相同的燕尾定位槽，通過橡膠定位塊與燕尾定位槽的配合關(guān)系，將軟性工裝固定在復(fù)合材料制件成型模具上，確保在制件成型過程中，軟性工裝的位置不會發(fā)生偏移。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)勢在于，通過燕尾形定位槽結(jié)構(gòu)，完成了軟性工裝與成型模具之間的定位，確保了在復(fù)合材料制件成型過程中，軟性工裝的位置固定不發(fā)生偏移，從而保證了復(fù)合材料制件的表面成型質(zhì)量，以及增厚區(qū)在制件上的位置精度，可以有效提高復(fù)合材料制件生產(chǎn)的合格率，并提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明軟性工裝成型模具及燕尾形定位槽示意圖。

圖2是燕尾形定位槽剖面圖。

圖3是附帶橡膠定位塊的軟性工裝的示意圖。

圖4是軟性工裝與制件成型模具的定位示意圖。

圖5是軟性工裝與制件成型模具的定位示意圖。

圖6是軟性工裝與制件成型模具定位剖視圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明通過金屬模具來成型軟性工裝，該成型模具上帶有燕尾形定位槽，定位槽對稱分布在模具兩側(cè)，數(shù)量和規(guī)格需結(jié)合復(fù)合材料制件的尺寸和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度來確定，如圖1和2。

在鋪貼軟性工裝時，在燕尾槽內(nèi)填充橡膠并與軟性工裝相連，這樣軟性工裝固化后，會在邊緣附帶一定數(shù)量的燕尾形橡膠定位塊，如圖3。

在復(fù)合材料制件的成型模具上，同樣帶有若干燕尾形定位槽，尺寸規(guī)格以及位置都與軟性工裝成型模具保持一致。

在復(fù)合材料制件成型時，將軟性工裝上的橡膠定位塊與復(fù)合材料制件成型模具上的燕尾槽相配合，在自由狀態(tài)下，由于燕尾槽的限位作用，軟性工裝只能沿著垂直方向移動，而在制件成型時，由于軟性工裝的上表面會承受高達(dá)5-6MPa的壓力，因此制件成型的過程中，軟性工裝相對成型模具的位置是固定的，不會發(fā)生位置偏移。這樣也就保證了復(fù)合材料制件的成型質(zhì)量，以及增厚區(qū)域的位置精度，如圖4到6。

通過在軟性工裝成型模具上添加若干燕尾定位槽，使軟性工裝在成型后邊緣附帶一定數(shù)量的燕尾形橡膠塊，而在復(fù)合材料制件成型時，制件成型模具上帶有一套外形尺寸和位置完全相同的燕尾定位槽，通過橡膠定位塊與燕尾定位槽的配合關(guān)系，將軟性工裝固定在復(fù)合材料制件成型模具上，確保在制件成型過程中，軟性工裝的位置不會發(fā)生偏移。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)和方法實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)和方法方案的范圍內(nèi)。