帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装及铺贴裁切方法与流程-k8凯发

本发明涉及航空制造，尤其涉及一种帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装及铺贴裁切方法。

背景技术：

1、复合材料具有其较高的比模量和比强度、耐腐蚀、耐高温、耐疲劳、阻尼减震性好、可设计性强和尺寸稳定性好等优点，在航空、航天等领域得到大量的应用。碳纤维增强复合材料帽型加筋结构具有稳定性好、传递载荷效率高和屈曲强度高等优点，在飞机基体结构中大量应用，其常见的成型工艺有共固化、共胶接、二次胶接三类。其中，共固化工艺在复合材料产品的制造及装配方面拥有极大的优势，可以有效的降低生产及装配成本，逐渐成为该类结构成型工艺的发展方向及研究重点。

2、飞机使用的碳纤维增强复合材料帽型加筋结构大量存在双曲、扭转等复杂结构特征。目前，在制作净尺寸帽型长桁时，当前主要有两个技术路线：一是通过净尺寸下料后采用手工铺贴的方式完成长桁预成型，另一个是首先预制出超过长桁净尺寸的坯料，再通过转移、定位后进一步裁切成理论尺寸的湿长桁。

3、基于上述技术路线，采用手工铺贴的方式进行长桁净尺寸铺贴成型的技术难度较大，效率低，不易实现规模化生产；通过预制长桁转移、定位后的长桁坯料易出现褶皱、翻边、尺寸变化等缺陷，容易出现裁切后长桁尺寸与工程要求不符的情况。

4、因此，有必要提出一种帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装及铺贴裁切方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装及铺贴裁切方法，用以改善通过预制长桁转移、定位后的长桁坯料易出现褶皱、翻边、尺寸变化等问题。

2、本发明提供了一种帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，该工装包括：工装主模体和具有透气性的牺牲层，所述工装主模体的顶面形成有与帽形湿长桁的设计形状相适配的承托部，所述承托部上设有安装槽，所述牺牲层铺设于所述安装槽内，湿长桁铺设于所述牺牲层之上以形成帽形状的湿长桁。所述工装主模体内形成有内部中空的工装腔室，所述工装主模体的安装槽处间隔地设有若干个透气孔，所述透气孔与所述工装腔室连通，所述工装主模体设有与所述工装腔室连通的真空抽嘴，所述真空抽嘴用于连接负压设备，在所述负压设备抽吸作用下，所述湿长桁吸附固定于所述牺牲层上，以对所述湿长桁进行超声裁切。

3、在一种可能的实施例中，所述安装槽的槽底上间隔地设有若干个槽中筋，所述牺牲层上对应所述槽中筋设有避让槽，所述避让槽与所述槽中筋一一对应设置，以容置对应的所述槽中筋。

4、在一种可能的实施例中，所述安装槽包括位于所述承托部顶端的帽顶槽段、连接于所述帽顶槽段两侧的帽腰槽段、连接于所述帽腰槽段远离所述帽顶槽段一侧的帽底槽段。

5、在一种可能的实施例中，若干个所述槽中筋分别位于所述帽顶槽段和所述帽腰槽段的连接处、所述帽腰槽段和所述帽底槽段的连接处；和/或，所述槽中筋的设置方向与所述安装槽的延伸方向一致。

6、在一种可能的实施例中，所述牺牲层通过胶粘剂粘贴固定于所述安装槽内；和/或，所述牺牲层包括拼接连接的若干个拼接片；和/或，所述牺牲层的材质可以为pp毡、羊毛毡、hdpe毡、带孔硅胶、nova毡或vyon毡。

7、在一种可能的实施例中，所述工装主模体包括底板、设于所述底板之上的腔体以及设于所述腔体之上的顶板，所述腔体内形成所述工装腔室，所述顶板的设置方向与所述帽形湿长桁的设计方向一致。

8、在一种可能的实施例中，所述腔体上设有真空度检测嘴，所述真空度检测嘴用于连接真空测量设备，以检测所述工装腔室内的真空度。

9、在一种可能的实施例中，所述工装腔室内设置有隔板，通过所述隔板将所述工装腔室分隔为至少两个子腔室，每个所述子腔室与至少一个所述真空抽嘴连通。

10、在一种可能的实施例中，所述湿长桁边缘线与所述安装槽边缘线的间距不小于10mm。

11、在一种可能的实施例中，所述工装腔室内设置有隔板，通过所述隔板将所述工装腔室分隔为至少两个子腔室，每个所述子腔室与至少一个所述真空抽嘴连通。

12、本发明实施例中还提供了一种帽形湿长桁铺贴裁切方法，采用如上述任一实施例中的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，该方法包括如下步骤：

13、将牺牲层铺设于所述安装槽内；

14、根据湿长桁预设的铺贴位置，将所述湿长桁铺设于所述牺牲层之上以形成帽形状的湿长桁；

15、将带有铺贴成型的湿长桁的工装放置于超声裁切机床上；

16、将负压设备连接于真空抽嘴上，启动所述负压设备，在所述负压设备抽吸作用下，使所述湿长桁吸附固定于所述牺牲层上；

17、利用所述超声裁切机床上的超声裁切刀具对所述湿长桁进行裁切。

18、本发明的有益效果在于：在同一套工装上完成湿长桁的手铺预成型和超声裁切两个工序，湿长桁无需进行转移，也避免了湿长桁因转移、定位带来的褶皱、翻边、尺寸变化等问题，提高了产品的裁切质量。该工装实现了铺贴与裁切的一体化，简化了生产流程，提高了生产效率。

技术特征：

1.一种帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，其特征在于，所述工装包括：工装主模体和具有透气性的牺牲层；

2.根据权利要求1所述的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，其特征在于，所述安装槽的槽底上间隔地设有若干个槽中筋；

3.根据权利要求2所述的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，其特征在于，所述安装槽包括位于所述承托部顶端的帽顶槽段、连接于所述帽顶槽段两侧的帽腰槽段、连接于所述帽腰槽段远离所述帽顶槽段一侧的帽底槽段。

4.根据权利要求3所述的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，其特征在于，若干个所述槽中筋分别位于所述帽顶槽段和所述帽腰槽段的连接处、所述帽腰槽段和所述帽底槽段的连接处；和/或，

5.根据权利要求1-4中任一项所述的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，其特征在于，所述牺牲层通过胶粘剂粘贴固定于所述安装槽内；和/或，

6.根据权利要求1-4中任一项所述的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，其特征在于，所述工装主模体包括底板、设于所述底板之上的腔体以及设于所述腔体之上的顶板，所述腔体内形成所述工装腔室；

7.根据权利要求6所述的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，其特征在于，所述腔体上设有真空度检测嘴，所述真空度检测嘴用于连接真空测量设备，以检测所述工装腔室内的真空度。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，其特征在于，所述湿长桁边缘线与所述安装槽边缘线的间距不小于10mm。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，其特征在于，所述工装腔室内设置有隔板，通过所述隔板将所述工装腔室分隔为至少两个子腔室，每个所述子腔室与至少一个所述真空抽嘴连通。

10.一种帽形湿长桁铺贴裁切方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装，所述方法包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种帽形湿长桁铺贴裁切一体化工装及铺贴裁切方法，包括：工装主模体和具有透气性的牺牲层；工装主模体的顶面形成有与帽形湿长桁的设计形状相适配的承托部，承托部上设有安装槽，牺牲层铺设于安装槽内，湿长桁铺设于牺牲层之上以形成帽形状的湿长桁；工装主模体内形成有内部中空的工装腔室，工装主模体的安装槽处间隔地设有若干个透气孔，透气孔与工装腔室连通，工装主模体设有与工装腔室连通的真空抽嘴，真空抽嘴用于连接负压设备。本发明在同一套工装上完成湿长桁的手铺预成型和超声裁切两个工序，湿长桁无需进行转移，也避免了湿长桁因转移、定位带来的褶皱、翻边、尺寸变化等问题，提高了产品的裁切质量。

技术研发人员：韦璐明,齐磊,沈安韬,武子珺,王珊
受保护的技术使用者：中建材（上海）航空技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8