[发明专利]金属法兰与纤维复合材料三明治结构一体成型方法

说明书

本发明涉及一种金属法兰与纤维复合材料三明治夹芯结构一体成型方法，属于产品成型工艺领域。本发明为了解决现有的纤维复合材料筒体产品与金属法兰件一体成型的问题，将复合材料筒体产品成型加工至安装尺寸后，放置在装配支架上。将纤维复合材料筒体产品上与金属法兰配合面的位置涂抹粘接剂，将处理好的金属法兰旋入纤维复合材料筒体配合面上。安装金属法兰定位工装，定位金属法兰安装位置。继续成型制作纤维复合材料筒体产品，完成待定型后拆下安装定位工装，实现金属材料和纤维复合材料三明治夹芯结构的一体成型，简化了生产工艺，节约了加工成本，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及一种金属法兰与纤维复合材料三明治结构一体成型方法，具体属于产品成型工艺领域。

背景技术

纤维复合材料在航空航天领域的应用越来越广泛，但由于其加工精度和粗糙度仍然达不到金属材料的精度，常需要将纤维复合材料和金属材料配合使用。而对纤维复合材料筒体和金属件的配合使用而言，如何在保证安装位置精确和粘接强度的条件下实现纤维复合材料和金属法兰三明治结构一体成型是个技术难题。

发明内容

本发明是为了解决保证安装位置精确和粘接强度的条件下，实现纤维复合材料和金属法兰三明治结构一体成型的问题，提出一种金属法兰与纤维复合材料三明治结构一体成型方法。

本发明提出了一种金属法兰与纤维复合材料三明治结构一体成型方法，在产品制作模具上制作成型纤维复合材料，纤维复合材料成型至金属法兰安装尺寸后，安装金属法兰，通过安装支撑底座连接定位螺杆工装，实现金属法兰与纤维复合材料的定位，继续制作成型完成纤维复合材料，实现金属法兰和纤维复合材料三明治结构一体成型。

优选地，所述的纤维复合材料在产品制作模具上分两次成型制作，第一次成型至金属法兰内表面配合尺寸，在金属法兰内表面配合面上涂抹0.5mm厚粘接剂，同时在纤维复合材料的配合面上刮涂0.5mm厚粘接剂，将金属法兰配合面对准纤维复合材料筒体安装位置后，旋入纤维复合材料筒体，金属法兰内表面配合锥面能够实现大尺寸长距离配合面的顺利推进达到配合位置，将金属法兰上的象限刻线和产品制作模具上象限刻线对齐，初步实现金属法兰的安装定位；

然后在金属法兰的外表面配合面上涂抹0.5mm厚粘接剂，继续进行纤维复合材料的第二次成型，将纤维复合材料逐层均布紧密往复成型在金属法兰配合台阶一、金属法兰配合台阶二、金属法兰配合台阶三上，纤维复合材料和金属法兰端的端面位于金属法兰台阶一的台肩处，成型至外径与台肩外径齐平，完成纤维复合材料的成型，拆下连接螺杆工装和支撑底座，实现纤维复合材料和金属法兰三明治结构一体成型。

优选地，所述金属法兰的支撑底座周向对应设置有四个凸起，每个凸起上设置有定位孔，所述定位螺杆工装设置有四个，两端穿过对应的定位孔。

优选地，所述定位螺杆工装包括定位螺杆、支撑底座定位螺母和金属法兰定位螺母，所述定位螺杆上安装有支撑底座定位螺母和金属法兰定位螺母，所述定位螺杆工装通过支撑底座定位螺母和金属法兰定位螺母实现锁紧定位，实现金属法兰安装到符合要求的位置，进而实现纤维复合材料和金属法兰三明治结构一体成型。

优选地，所述定位螺杆工装通过金属法兰和支撑底座连接定位，将连接好金属法兰定位螺母的定位螺杆穿入支撑底座连接孔后，安装支撑底座定位螺母，然后将连接好金属法兰定位螺母一端穿入金属法兰定位连接孔，再用螺钉把支撑底座通过支撑底座定位孔和产品制作模具上的螺纹孔连接固定在产品制作模具上，实现定位螺杆工装的安装。

优选地，通过调整定位螺杆工装的支撑底座定位螺母和金属法兰定位螺母，满足尺寸配合要求后锁紧支撑底座定位螺母和金属法兰定位螺母，实现金属法兰和纤维复合材料的精确配合定位。

优选地，所述产品制作模具为回转体，横截面为圆柱面，在其中心沿轴线方向上有设置固定支撑底座的螺纹孔。

优选地，所述支撑底座固定在产品制作模具上。