一种制造直升机涵道内环的模具

摘要

本发明涉及一种制造直升机涵道内环的模具，属于直升机制造加工领域。现有的涵道内环成型所用模具为复合材料模具，模具表面质量差，容易变形，而且密封性较差，经常漏气，影响生产效率。通过本发明制造的产品形状及尺寸公差符合理论尺寸，表面质量高，在进行下一级装配使用时，没有任何干涉现象，涵道内环成型模具使用状态良好，能够保证生产需求。

权利要求

1.一种制造直升机涵道内环的模具，包括左环形模体组件(1)、右环形模体组件(2)、左边条组件(3)、右边条组件(4)、硅橡胶组件(5)、压边条组件(6)、定位销(7)、大头定位销(8)、定位螺栓(9)、螺栓(10)和螺母(11)，其中左环形模体组件(1)和右环形模体组件(2)通过定位销(7)、螺栓(10)和螺母(11)连接，左边条组件(3)通过定位螺栓(9)连接在左环形模体组件(1)上，右边条组件(4)通过定位螺栓(9)连接在右环形模体组件(2)上，压边条组件(6)用大头定位销(8)连接在左、右环形模体组件上；

其中：

左环形模体组件(1)包括左环形模体(101)、吊环(102)和衬套，环形模体(101)材料为铸铝，在其上开减轻槽并有加强肋，衬套在环形模体(101)的通孔内，吊环(102)与环形模体(101)螺纹连接；

右环形模体组件(2)包括右环形模体(201)、密封圈(202)、弹簧(203)、销轴(204)和螺母(205)，环形模体(201)材料为铸铝，在其上开减轻槽并有加强肋，合模面上有凹陷，密封圈(202)在凹陷内，环形模体(201)上有开孔，弹簧(203)在该开孔内，并用销轴(204)和螺母(205)定位；

左边条组件(3)包括多个边条(301，302，303，304，305，306)和锥形套(307)，所述多个边条材料均为钢且开有孔，所述锥形套(307)连接到边条上；

右边条组件(4)包括多个边条(401，402，403，404，405)和锥形套，所述多个边条材料均为钢且开有孔，所述锥形套安装到边条上；

硅橡胶组件(5)包括多个硅橡胶(501，502，503，504)；

压边条组件(6)包括多个压边条(601，602，603，604，605)，所述多个压边条的材料为钢。

说明书

一种制造直升机涵道内环的模具

技术领域

[0001] 本发明属于直升机制造加工领域，具体地涉及一种直升机涵道内环的成型模具。

背景技术

[0002] 现有的涵道内环成型所用模具为复合材料模具，模具表面质量差，容易变形，而且密封性较差，经常漏气，影响生产效率。即使返修后可以使用，成型出涵道内环蜂窝位置不准，存在滑移，装配区域厚度误差大，在下一级装配时多处干涉，无法正常使用，造成产品报废。

发明内容

[0003] 由于涵道内环是复合材料件，由外蒙皮和蜂窝组成，整个外观成环形结构，环形两端都有翻边，而且蜂窝分为多块，而现有的模具成型的涵道内环蜂窝位置不准确，产品表面粗糙，在下一级装配时多处干涉，无法进行装配。为了保证产品形状以及尺寸的准确性，本发明用来制造涵道内环的模具采用金属材料铸铝，数控加工制造，型面精度高，模体分块少，减少阶差；模体之间加弹簧以减小合模时由于模体过重产生对另一模体的撞击；合模采用密封圈保证气密性，产品装配区局部采用硅橡胶加压保证产品成型质量；采用本发明的模具所制造的涵道内环易成型，成型出产品质量高。

[0004] 本发明的制造直升机涵道内环的模具包括左环形模体组件，右环形模体组件，左边条组件，右边条组件，硅橡胶组件，压边条组件，定位销，大头定位销，定位螺栓，螺栓，螺母，其中左环形模体组件和右环形模体组件通过定位销、螺栓和螺母连接，左边条组件通过定位螺栓连接在左环形模体组件上，右边条组件通过定位螺栓连接在右环形模体组件上，压边条组件用大头定位销连接在左、右环形模体组件上；

[0005] 其中：

[0006] 左环形模体组件包括左环形模体、吊环和衬套，左环形模体材料为铸铝，在其上开减轻槽并有加强肋，衬套在左环形模体的通孔内，吊环与左环形模体螺纹连接；

[0007] 右环形模体组件包括右环形模体、密封圈、弹簧、销轴和螺母，右环形模体材料为铸铝，在其上开减轻槽并有加强肋，合模面上有凹陷，密封圈在凹陷内，右环形模体上有开孔，弹簧在该开孔内，并用销轴和螺母定位；

[0008] 左边条组件包括多个边条和锥形套，所述多个边条材料均为钢且开有孔，所述锥形套连接到边条上；

[0009] 右边条组件包括多个边条和锥形套，所述多个边条材料均为钢且开有孔，所述锥形套安装到边条上；

[0010] 硅橡胶组件包括多个硅橡胶；

[0011] 压边条组件包括多个压边条，所述多个压边条的材料为钢。

附图说明

[0012] 图1为本发明的涵道内环成型模具；

[0013] 图2是图1的剖视图A-A；

[0014] 图3是图1的剖视图B-B；

[0015] 图4是图1的剖视图C-C；

[0016] 图5是图2的剖视图D-D；

[0017] 图6是图2的剖视图E-E；

[0018] 图7是左环形模体组件1；

[0019] 图8为图7的仰视图；

[0020] 图9为图7的俯视图；

[0021] 图10为右环形模体组件2；

[0022] 图11为图10的仰视图；

[0023] 图12为图10的俯视图；

[0024] 图13为图12的剖视图F-F；

[0025] 图14为左边条组件3；

[0026] 图15为图14的剖视图G-G；

[0027] 图16为右边条组件4；

[0028] 图17为硅橡胶组件5与压边条组件6。

具体实施方式

[0029] 制造直升机涵道内环的模具包括左环形模体组件1，右环形模体组件2，左边条组件3，右边条组件4，硅橡胶组件5，压边条组件6，定位销7，大头定位销8，定位螺栓9，螺栓10，螺母11，其中左环形模体组件1和右环形模体组件2通过定位销7、螺栓10和螺母11连接，左边条组件3通过定位螺栓9连接在左环形模体组件1上，右边条组件4通过定位螺栓9连接在右环形模体组件2上，压边条组件6用大头定位销8连接在左、右环形模体组件上；

[0030] 其中：

[0031] 左环形模体组件1包括左环形模体101、吊环102和衬套，左环形模体101材料为铸铝，在其上开减轻槽并有加强肋，衬套在左环形模体101的通孔内，吊环102与左环形模体101螺纹连接；

[0032] 右环形模体组件2包括右环形模体201、密封圈202、弹簧203、销轴204和螺母205，右环形模体201材料为铸铝，在其上开减轻槽并有加强肋，合模面上有凹陷，密封圈202在凹陷内，右环形模体201上有开孔，弹簧203在该开孔内，并用销轴204和螺母205定位；

[0033] 左边条组件3包括多个边条301、302、303、304、305、306和锥形套307，所述多个边条材料均为钢且开有孔，所述锥形套307连接到边条上；

[0034] 右边条组件4包括多个边条401、402、403、404、405和锥形套，所述多个边条材料均为钢且开有孔，所述锥形套安装到边条上；

[0035] 硅橡胶组件5包括多个硅橡胶501、502、503、504；

[0036] 压边条组件6包括多个压边条601、602、603、604、605，所述多个压边条的材料为钢。

[0037] 涵道内环成型所用模具采用金属铸铝，不易变形；整个模体分两个环形模体，在启模时先将一块模体拆卸，解决了产品存在翻边不易脱模的问题；两块模体之间对合的部分增加密封圈，保证了模体的密封不漏气；模体上设计边条用来定位蜂窝，防止蜂窝在成型过程中滑移；非贴模面产品的装配区，局部增加硅橡胶垫加压形式，保证产品的形状及尺寸公差。

[0038] 采用缩比技术。复合材料零件在固化成型过程中，由于所选成型模具材料与复合材料的不同，产品零件成型时的温度变化，造成产品零件与成型模具热膨胀量的不一致。使复合材料零件随成型模具固化成型后，在热膨胀和热应力的共同影响下，零件实际尺寸与理论尺寸产生偏差。为消除这种偏差，在成型模具设计时，预先将产品零件数模按一定比例缩小，然后利用缩小后的数模进行成型模具的设计，期望复合材料零件在成型后达到产品理论尺寸公差要求。

[0039] 缩比系数可按下述公式进行计算，根据固体热膨胀系数的定义式：

[0040] α＝⊿L/(⊿T×L)

[0041] 产品和模具两种材料在同等长度、相同温度下的长度尺寸变化量分别为：⊿L1、⊿L2

[0042] ⊿L1＝α1×⊿T×L＝α1(T2－T1)×L

[0043] ⊿L2＝α2×⊿T×L＝α2(T2－T1)×L

[0044] 两式相减，得两种材料的长度尺寸变化量之差⊿L：

[0045] ⊿L＝⊿L2－⊿L1＝⊿α×⊿T×L＝(α2－α1)×(T2－T1)×L……①

[0046] 缩比系数K：

[0047] K＝1－⊿L/L………………………………………………………②

[0048] 将①代入②，便可得到：

[0049] K＝1－(α2－α1)×(T2－T1)×L/L＝1－(α2－α1)×(T2－T1)…③

[0050] α1：产品零件的膨胀系数(单位：×10-6/℃)

[0051] α2：模具材料的膨胀系数(单位：×10-6/℃)

[0052] T1:阶段初始温度(单位：℃)

[0053] T2:阶段结束温度(单位：℃)

[0054] L:复合材料产品零件的实际长度尺寸(单位：mm)

[0055] 工装材料选择为铝合金，其膨胀系数α2＝23.8，涵道内环所用复合材料膨胀系数α1＝11.0，将α1＝3.0，α2＝23.8，T1＝20，T2＝125代入公式③，可以得缩比系数K＝0.9986[0056] 涵道内环成型过程

[0057] 1)将右环形模体组件2放在平台上，将左环形模体组件1吊起安装在右环形模体组件2上，其中用2个定位销7定位，用10个螺栓10和螺母11作紧固连接。当左环形模体组件1下落时，安装在右环形模体组件2上的弹簧便起减震的作用，防止砸伤模体，影响分模面的表面质量。这时，在左环形模体101和右环形模体201之间的密封圈又起到了密封的作用，使这两个模体之间达到紧密配合，避免了漏气。

[0058] 2)这时左、右环形模体已安装好，将准备好的预浸布按产品图纸和装配指令铺层。

[0059] 3)将左边条组件3用定位螺栓9安装固定在左环形模体组件1上，将右边条组件4安装固定在右环形模体组件2上，将准备好的蜂窝装上，这时，左、右边条组件所起的作用是将蜂窝块定位，防止滑移，保证蜂窝位置的准确性。

[0060] 4)按图纸和装配指令铺蜂窝蒙皮布，然后铺蜂窝加强布。

[0061] 5)将用硅橡胶组件5按外形一一对应安装在预成型好的蒙皮没有蜂窝的位置，然后用压边条组件6压在所对应的硅橡胶上面，并用大头定位销8定位连接在模体上。用硅橡胶的目的是由于所要成型的涵道内环的蜂窝与蜂窝之间的区域是装配区，此区域要求成型出的表面质量高，所以此处用硅橡胶局部加压，这样成型出的产品表面质量更好。

[0062] 6)糊真空袋，抽真空，进热压罐，要求温度：125℃±5℃，恒温时间：1.5小时±10分钟，压力:≥0.08Mpa。

[0063] 7)出炉、启模、清理：在60℃以下出炉，然后启模，将左边条组件3，右边条组件4，硅橡胶组件5拆卸，然后将左环形模体组件1拆卸并吊走，将产品取下。清理零件表面胶瘤毛刺，检查工装表面有无损坏。

[0064] 整个这样一个过程，涵道内环便成型完毕。

[0065] 本涵道内环成型方法成型出的产品形状及尺寸公差符合理论尺寸，表面质量高，在进行下一级装配使用时，没有任何干涉现象。涵道内环成型模具使用状态良好，能够保证生产需求。