飛機復(fù)合材料成型過渡模的研究與設(shè)計分析

馬賀

摘 要： 在現(xiàn)代機械設(shè)計中，有一個非常通用且利用率特別高的軟件，那就是CAD/CAM，而飛機復(fù)合材料的設(shè)計與研究也可以利用這個軟件，飛機復(fù)合材料構(gòu)件過渡模研究中，如何確定過渡模工藝基準，過渡模主要零件設(shè)計，復(fù)合材料成型過渡模CAD設(shè)計，是設(shè)計者需要重點關(guān)注的。

關(guān)鍵詞： 過渡模工藝基準；過渡模主要零件設(shè)計；復(fù)合材料成型過渡模CAD設(shè)計

1.過渡模工藝基準

飛機復(fù)合材料的成型過渡模是復(fù)合材料制造和成型中最重要的設(shè)計和工裝，過渡模的設(shè)計影響著復(fù)合材料的精度和結(jié)構(gòu)，復(fù)合材料一般的結(jié)構(gòu)如圖1.1。

過渡模的結(jié)構(gòu)包含模體、成型擋板、底座等，模體是過渡模的主體，它是通過復(fù)合材料的外形得來的；過渡模的擋板是輔助材料成型的零件，是用于成型模的制造，是對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)成型固定的作用，當成型模在過渡模上成型之后，擋板可以拆掉；底座的作用是對整個過渡模進行支撐，是用鋼管和鋼板焊接而成的。

飛機復(fù)合材料過渡模工藝基準的作用是對底面和拉伸方向的參考，在飛機復(fù)合材料構(gòu)件成型過渡模具的設(shè)計過程中，通過從構(gòu)件的模型來確定過渡模的基體尺寸和形式，首要步驟是先設(shè)定一個合格的工藝基準平面，這個是設(shè)計過渡模的基礎(chǔ)，而基準平面的選擇對工件最后材料利用率影響很大，如圖1.2，過渡模是用來翻制成型模的，成型模是在過渡模上由人工糊制鋪貼加工而成，因此，過渡模成型面的平穩(wěn)對成型模鋪貼的方便性和鋪貼緊密度也有直接影響。

在對過渡模工藝基準的選擇時候，需要考慮一下幾點：

（1）確定的過渡模工藝基準，在生產(chǎn)完成之后，模型能順利的脫模，同時在加工時候不能再增加成本；

（2）通過這個過渡模工藝基準可以方便鋪貼成型模和安裝型板架；

（3）利用這個工藝基準制造復(fù)合材料的時候，材料的利用率要高。

2.過渡模主要零件設(shè)計

過渡模零件的設(shè)計主要是利用參數(shù)化設(shè)計，這是CAD設(shè)計領(lǐng)域非常常見的設(shè)計，參數(shù)設(shè)計有以下3類：

（1）坐標系參數(shù)，主要是零件位置和姿態(tài)的絕對坐標系；

（2）幾何參數(shù)，這個是確定零件的形狀、數(shù)量等；

（3）輔助參數(shù)，主要是對零件生產(chǎn)過程中輔助的作用。

過渡模模體的設(shè)計，模體的成型一般是通過拉伸和切斷成型的，如圖 2.1（a）中的模體是通過輪廓向外拉伸而成的，形成切割的初模，（b）中就是對模體進行切割，（c）表示的是最終過渡模的結(jié)構(gòu)。

擋板的設(shè)計是通過模體的設(shè)計而來，一般是將模體的外形就行實體特征，最終拆分出4個獨立的是特征，需要注意的是擋板的底面與模體底面在同一面上，且擋板的平面能與模體的側(cè)面完全貼合。

3. 復(fù)合材料成型過渡模CAD設(shè)計

現(xiàn)代制造中利用CAD對零件進行設(shè)計是非常普遍的，復(fù)合材料成型過渡模CAD設(shè)計實現(xiàn)了材料的快速加工，使得整個工裝占有非常重要的地位，主要的功能要求如下：

在對過渡模進行設(shè)計的時候，只需要制定復(fù)合材料的內(nèi)外表面，就可以設(shè)計出模體和模具的模型，輸入主要的工藝參數(shù)就可以創(chuàng)建擋板和底座的模型。

性能上要滿足模型的精度、時間特性（響應(yīng)時間、生產(chǎn)時間）、輸入和輸出、故障處理等方面的要求。

結(jié)論

在飛機復(fù)合材料構(gòu)件過渡模設(shè)計中，設(shè)計員為了能保證順利脫模，需要對過渡模的工藝進行計算與基準設(shè)計，避免過渡模的干涉，在設(shè)計中通過特征的參數(shù)，實現(xiàn)過渡模每個關(guān)鍵零件的設(shè)計與參數(shù)計算，最后通過CAD/CAM軟件，設(shè)計出飛機復(fù)合材料構(gòu)件成型過渡模。

參考文獻

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