锥形酚醛复合材料结构件整体毛坯预制件搭接成型工艺

摘要

锥形酚醛复合材料结构件整体毛坯预制件搭接成型工艺，将锥形酚醛复合材料结构件的外型面展开并分瓣，加上预制件搭接的宽度为尺寸依据，设计制造平板预压模；计算每块预制件的装料量；在预热的预压模中水平均匀装入酚醛预混料，液压机对预压模加压保温10～30min后脱模；脱模后的预制件立即在锥形靠模上弯曲成弧形预制件，冷却15～30min；将预制件放入预热的整体成型模中搭接，再用胶套密封抽真空制得整体毛坯。生产实践中使用本工艺方法能节约1/3的酚醛预混料，大大降低了生产成本；使原有4天的加工周期降到2.5天，提高了生产效率；降低了装料难度和劳动强度，提高了工艺的可控性，使得产品厚度均匀、完整，产品质量的稳定性大幅提高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种锥形酚醛复合材料结构件整体毛坯的预制件搭接成型工艺，属于复合材料加工领域。

背景技术

随着酚醛复合材料技术的发展，整体成型的复杂型面结构件已成为产品设计的趋势，整体成型的结构件不仅可以提高产品的整体性和可靠性，并且简化了生产工序，提高了生产效率。

现在使用等静压成型技术整体成型锥形酚醛复合材料结构件，整体毛坯制作时采用在阴模内垂直装料，人工捣实后，用胶套密封抽真空预压制得整体毛坯。由于胶套收缩不规则及手工装料的不均匀，使得这样制作出来的整体毛坯表面不平，厚度极不均匀，产品不仅有缺料的风险，且局部加工余量大，造成了原材料的浪费，也降低了生产效率。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种能保证毛坯的整体性，产品厚度均匀，降低劳动强度，节约用料，提高生产效率的锥形酚醛复合材料结构件整体毛坯的预制件搭接成型工艺。

本发明的技术解决方案是：锥形酚醛复合材料结构件整体毛坯预制件搭接成型工艺，其特征在于通过下列步骤实现：

(1)将锥形酚醛复合材料结构件的外型面展开并根据整体毛坯的尺寸分瓣，每瓣加上预制件的搭接宽度为尺寸依据，设计制造平板预压模；

(2)按产品的厚度和加工余量计算每块预制件所用的酚醛预混料；

(3)将平板预压模与整体成型模同时预热至50～70℃；

(4)在平板预压模中水平均匀装入酚醛预混料；

(5)采用液压机对平板预压模加压1～2Mpa，保压、保温10～30min后脱模；

(6)将脱模后的预制件立即在锥形靠模上弯曲成弧形预制件，冷却15～30min；

(7)将冷却后的预制件放入整体成型模中搭接；

(8)用胶套密封整体成型模，抽真空制得整体毛坯。

所述步骤(1)根据整体毛坯的尺寸将锥形酚醛复合材料结构件分瓣，整体毛坯大端直径大于1米，等分成4瓣，整体毛坯大端直径小于1米，等分成2瓣。

所述的搭接宽度为200～250mm。

所述的加工余量不大于10mm。

所述的每块预制件所用的酚醛预混料为s*(d+I)*g，其中s为平板预压模面积，d为产品厚度，I为加工余量，g为酚醛预混料密度。

所述的根据整体毛坯的尺寸将锥形酚醛复合材料结构件分瓣，可以是不均匀分瓣。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本工艺方法先用平板预压模生产预制件，将以前垂直装料转化为平面装料，并用液压机加压预压，降低了装料难度和劳动强度，提高了工艺的可控性，使得产品厚度均匀、完整，产品质量的稳定性大幅提高；

(2)生产实践中使用本工艺方法能节约1/3的酚醛预混料，大大降低了生产成本；

(3)使用本工艺方法使原有4天的加工周期降到2.5天，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明流程图

具体实施方式

实施例1：

加工流程如图1所示。

某产品大端直径900mm，小端700mm，高1200mm，厚度10mm，加工余量10mm，产品密度1.65g/cm³，搭接宽度200mm，将整体毛坯等分为2瓣，以此为依据设计平板预压模，平板预压模的型腔尺寸为大端1620mm、小端1300mm、宽1200mm、深150mm，根据预制件装料量计算公式s*(d+I)*g，计算得每块预制件用58kg的酚醛预混料；将平板预压模安装到液压机上，平板预压模和整体成型阴模同时预热至60℃；在平板预压模中均匀装入58kg的酚醛预混料，液压机合模，加压1MPa，保温15min，开模取出预制件，在锥形靠模上手工施力将平板预制件弯曲成弧形预制件，自然冷却15min；以相同工序制作另一块预制件；将两块预制件放入组合好的阴模内进行搭接；用胶套密封，抽真空加压制得厚度均匀的整体毛坯。

实施例2：

某产品大端直径1200mm，小端1000mm，高1600mm，厚度12mm，加工余量10mm，产品密度1.65g/cm³，搭接宽度200mm，将整体毛坯等分为4瓣，以此为依据设计平板预压模，平板预压模的型腔尺寸为大端1140mm、小端1000mm、宽1600mm、深150mm，根据预制件装料量计算公式s*(d+l)*g，计算得每块预制件用62kg的酚醛预混料；将平板预压模安装到液压机上，平板预压模和整体成型阴模同时预热至70℃；在平板预压模中均匀装入62kg的酚醛预混料，液压机合模，加压2MPa，保温20min，开模取出预制件，在锥形靠模上手工施力将平板预制件弯曲成弧形预制件，自然冷却20min；以相同工序制作另三块预制件；将四块预制件放入组合好的阴模内进行搭接；用胶套密封，抽真空加压制得厚度均匀的整体毛坯。

实施例3：

某产品大端直径600mm，小端500mm，高600mm，厚度10mm，加工余量10mm，产品密度1.65g/cm³，搭接宽度200mm，可将整体毛坯不匀分为2瓣，以此为依据设计两块平板预压模，第一块平板预压模型腔尺寸为大端1100mm、小端943mm、宽600mm、深150mm，第二块平板预压模型腔尺寸为大端1185mm、小端1028mm、宽600mm、深150mm，根据预制件装料量计算公式s*(d+l)*g，计算得第一块预制件用20kg的酚醛预混料，第二块预制件用22kg的酚醛预混料；将第一块平板预压模安装到液压机上，平板预压模和整体成型阴模同时预热至50℃；在第一块平板预压模中均匀装入20kg酚醛预混料，液压机合模，加压1.5MPa，保温15min，开模取出预制件，在锥形靠模上手工施力将平板预制件弯曲成弧形预制件，自然冷却15min；将第二块平板预压模安装到液压机上，平板预压模和整体成型阴模同时预热至50℃；在第二块平板预压模中均匀装入22kg酚醛预混料，液压机合模，加压1.5MPa，保温15min，开模取出预制件，在锥形靠模上手工施力将平板预制件弯曲成弧形预制件，自然冷却15min；将两块预制件放入组合好的阴模内进行搭接；用胶套密封，抽真空加压制得厚度均匀的整体毛坯。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。