飛機復合材料成型過渡模的研究與設計分析

馬賀

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

關鍵詞： 過渡模工藝基準；過渡模主要零件設計；復合材料成型過渡模CAD設計

1.過渡模工藝基準

飛機復合材料的成型過渡模是復合材料制造和成型中最重要的設計和工裝，過渡模的設計影響著復合材料的精度和結構，復合材料一般的結構如圖1.1。

過渡模的結構包含模體、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，是對復合材料結構成型固定的作用，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，在飛機復合材料構件成型過渡模具的設計過程中，通過從構件的模型來確定過渡模的基體尺寸和形式，首要步驟是先設定一個合格的工藝基準平面，這個是設計過渡模的基礎，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合材料的時候，材料的利用率要高。

2.過渡模主要零件設計

過渡模零件的設計主要是利用參數化設計，這是CAD設計領域非常常見的設計，參數設計有以下3類：

（1）坐標系參數，主要是零件位置和姿態的絕對坐標系；

（2）幾何參數，這個是確定零件的形狀、數量等；

（3）輔助參數，主要是對零件生產過程中輔助的作用。

過渡模模體的設計，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構。

擋板的設計是通過模體的設計而來，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面完全貼合。

3. 復合材料成型過渡模CAD設計

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

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

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

結論

在飛機復合材料構件過渡模設計中，設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計，避免過渡模的干涉，在設計中通過特征的參數，實現過渡模每個關鍵零件的設計與參數計算，最后通過CAD/CAM軟件，設計出飛機復合材料構件成型過渡模。

參考文獻

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