專利名稱：一種復合材料衛星接頭的成型方法
技術領域：
本發明涉及一種通過專用模具壓制復合材料衛星接頭的成型方法。
背景技術：
以前的衛星接頭多用鋁材料制成，但鋁材料存在熱膨脹系數大、拉伸 強度和彎曲剛度低等缺點，在溫差很大的空間環境中使用，其熱變形會嚴 重影響衛星框架的尺寸精度。鑒于鋁合金材料的這些不足，目前，采用碳 纖維復合材料代替鋁合金制作衛星接頭己成為一種趨勢。碳纖維復合材料 的優點在于密度低、強度高、剛性好，熱膨脹系數幾乎為零，是一種理想 的空間材料。但是，由于衛星接頭的結構復雜，整體強度要求高，所以采 用傳統的短切纖維模壓或連續纖維手糊成型方法很難制作。
發明內容
為了克服現有衛星接頭模壓技術不足造成的問題，本發明的目的在于 提出一種衛星碳纖維復合材料接頭的模壓成型方法。本發明不但提供了衛 星碳纖維復合材料接頭的模壓成型工藝，而且提供了專用模具的設計方 法，解決了衛星復合材料接頭的整體強度問題。
為了達到上述發明目的，本發明為解決上述技術問題所采用的技術方
案是提供一種復合材料衛星接頭的成型方法，該方法包括如下歩驟步驟一設計專用模具。按衛星接頭的結構特點設計模具，用內、外 側楔形塊使模芯內衛星接頭制品的各個面都能受到壓力，并確定楔形塊的 數量和放置位置。
專用模具中，模芯直接固定在底模板上，而底模板又與模套相連。在 模芯周圍安放五組楔形塊，以拼塊定位；每組楔形塊分為外側楔形塊和內 側楔形塊，模壓時，頂板先接觸到外側楔形塊，外側楔形塊再推動內側楔 形塊，給衛星接頭制品的各個面施加壓力。并在模具的模芯處設計有可移 動的鑲塊，用于給衛星接頭制品榫頭的下端面加壓。
步驟二選用高強連續碳纖維加環氧樹脂制作無諱預浸布，將無緯預 浸布鋪放到設計的專用模具上鋪層，鋪層確保衛星接頭各個面都有連續纖 維連接，并做到各方向交錯鋪層，使接頭達到最好的結構強度；
步驟三在模具各相應位置安裝內、外側楔形塊，并使外側楔形塊高 出模具表面；模壓前，按制品投影面積計算成型壓力，例如，成型壓力按 制品投影面積30 60MPa計算。模壓時，采用階梯式升溫和保溫；即在 85。C 95。C保溫1 1. 5h，在115。C 125。C保溫1 1. 5h，在145°C 155 。C保溫1 1, 5h，在175。C 185。C保溫3 5h。 步驟四；脫模，修理飛邊、毛刺。
本發明一種復合材料衛星接頭的成型方法，由于采用上述專用模具和 特殊的制作工藝，因此，生產的復合材料衛星接頭具有產品致密，質量高， 收縮率低，精度高，幾何性能均稱，尺寸穩定性好等優點。且該方法一次 成型即可滿足使用要求，不需要后期再進行機加工。解決了復合材料衛星 接頭的剛度和強度問題。
圖1是本發明衛星復合材料接頭的三維視圖2為本發明專用模具中楔形塊傳遞模的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。
圖1是本發明衛星復合材料接頭的三維視圖，如圖1所示，復合材料
衛星接頭由大凸臺101、小凸臺105和兩個榫頭102、 103組成。為了接 頭的減重，大凸臺IOI、小凸臺105和兩個榫頭102、 103都設計成空心 結構；為了增加接頭整體強度，在大凸臺101和小凸臺105之間設置了加 強筋104。
如上所述，衛星接頭的結構復雜，整體強度要求高，采用傳統的短切 纖維模壓或連續纖維手糊成型的工藝很難制作，因此，本發明提供一種復 合材料衛星接頭的成型方法，該方法采取如下步驟
步驟一設計專用模具。按衛星接頭的結構特點設計專用模具，用內、 外側楔形塊使模芯內衛星接頭制品的各個面都能受到壓力，并按照結構確 定楔形塊的數量和放置位置；
歩驟二選用高強連續碳纖維加環氧樹脂制作無緯預浸布，將無緯預 浸布鋪放到設計的專用模具上鋪層，鋪層確保衛星接頭各個面都有連續纖 維連接，并做到各方向交錯鋪層，使接頭達到最好的結構強度；
步驟三在模具各相應位置安裝內、外側楔形塊，并使外側楔形塊高出模具表面。模壓前，按制品投影面積計算成型壓力；本發明實施例的成
型壓力按制品投影面積30 60MPa計算。模壓時，采用階梯式升溫和保溫;
即在85。C 95。C保溫1 1. 5h，在115。C 125。C保溫1 1. 5h，在145°C
155。C保溫1 1. 5h，在175。C 185。C保溫3 5h。
步驟四；脫模，修理飛邊、毛刺，衛星接頭即制作完成。 圖2為本發明的一個實施例，即上述步驟一設計的專用模具中，楔形
塊傳遞模的示意圖，該專用模具包括拼塊l、楔形塊2、楔形塊3、模
套4、頂板5、底模板6、楔形塊7、模芯8、楔形塊9、鑲塊10和楔形塊11。
如圖2所示，專用模具中，模芯8直接固定在底模板6上，底模板6 與模套4相連。在模芯8周圍安放五組楔形塊2、 3、 7、 9、 11，以拼塊l 定位；每組楔形塊分為外側楔形塊和內側楔形塊，模壓時，頂板5先接觸 到外側楔形塊，外側楔形塊再推動內楔形塊，給衛星接頭制品的各個面施 加壓力。在模芯處還設計有可移動的鑲塊10，用于給衛星接頭制品榫頭 的下端面加壓。
權利要求
1、一種復合材料衛星接頭的成型方法，其特征在于，該方法包括如下的步驟步驟一設計專用模具，用內、外側楔形塊使模芯內衛星接頭制品的各個面都能受到壓力，并按衛星接頭的結構特點確定楔形塊的數量和放置位置；步驟二選用高強連續碳纖維加環氧樹脂制作無緯預浸布，將無緯預浸布鋪放到所述步驟一設計的專用模具上鋪層，鋪層應確保衛星接頭各個面都有連續纖維連接，并做到各方向交錯鋪層；步驟三在模具各相應位置安裝內、外側楔形塊，并使外側楔形塊高出模具表面；模壓前，按制品投影面積計算成型壓力；模壓時，采用階梯式升溫和保溫；步驟四；脫模，修理飛邊、毛刺。
2、 根據權利要求書1所述的復合材料衛星接頭的成型方法，其特征 在于所述步驟一的專用模具中，模芯[8]直接固定在底模板[6]上， 底模板[6]與模套[4]相連；在模芯[8]周圍安放五組楔形塊[2]、[3]、 [7]、 [9]、 [11],以拼塊[1]定位；每組楔形塊分為外側楔形塊 和內側楔形塊，模壓時，頂板[5]先接觸到外側楔形塊，外側楔形塊再 推動內側楔形塊，給衛星接頭制品的各個面施加壓力；在所述專用模具的 模芯處設計有可移動的鑲塊[10]，用于給衛星接頭制品榫頭的下端面加 壓。
3、 根據權利要求書l所述的復合材料衛星接頭的成型方法，其特征在于所述的步驟三中，模壓時的階梯式升溫和保溫包括如下步驟在85。C 95。C保溫1 1. 5h;在115。C 125。C保溫1 1. 5h;在145°C 155 。C保溫1 1. 5h;在175。C 185。C保溫3 5h。
4、根據權利要求書l所述的復合材料衛星接頭的成型方法，其特征 在于所述的步驟三中，成型壓力按制品投影面積30 60MPa計算。
全文摘要
本發明公開了一種復合材料衛星接頭的成型方法，包括步驟一按衛星接頭的結構設計專用模具，用內、外側楔形塊使模芯內衛星接頭的各面都能受到壓力；步驟二選用高強連續碳纖維加環氧樹脂制作無緯預浸布，將無緯預浸布鋪放到設計的專用模具上鋪層；步驟三在模具各相應位置安裝內、外側楔形塊，并使外楔形塊高出模具表面；模壓前，按制品投影面積計算成型壓力；模壓時，采用階梯式升溫和保溫；步驟四；脫模，修理飛邊、毛刺。采用本發明生產的復合材料衛星接頭具有產品致密，收縮率低，精度高，幾何性能均稱，尺寸穩定性好等優點。
文檔編號B29L31/00GK101314259SQ20071004142
公開日2008年12月3日 申請日期2007年5月29日 優先權日2007年5月29日
發明者葉周軍, 夏景云, 鄧順龍 申請人:上海復合材料科技有限公司