專利名稱：交聯聚氯乙烯泡沫夾層結構零件的成型方法
技術領域：
本發明屬于航空復合材料零件制造技術領域，涉及一種解決交聯聚氯乙烯泡沫夾 層結構零件受熱膨脹的方法。
背景技術：
泡沫塑料夾芯結構目前在民用產品中應用非常廣泛，在航空、航天領域中的應用 也越來越多，如機艙內裝飾及飛機外部結構等。泡沫夾芯復合材料件與復合材料層壓件相 比較，泡沫夾層結構充分提高了抗撓剛度和撓曲強度；泡沫夾芯結構與傳統鋁合金結構相 比，泡沫夾芯結構零件最大限度的減輕了零件的重量。其成型方法主要有模壓成型法、發泡 成型法、熱成型法、機械加工等方法。這些方法是需要根據不同泡沫材料、不同結構形式選 擇采用的。因所制造的零件外形復雜，且泡沫芯層加溫變形，不能一同加溫固化，現加工此類 零件多采用的方法是蒙皮和芯層分別加工制造蒙皮在凸模上固化成型，泡沫芯根據數模 機械加工制造，再通過常溫固化膠粘劑將兩部分套粘在一起。芯層外形與蒙皮內形經常出 現配合間隙不當，粘接后蒙皮與芯層間有空洞的現象，大部分零件需注膠返修后才可使用， 但超重嚴重。
發明內容
本發明的目的是為了克服厚薄不均、外形復雜的交聯聚氯乙烯泡沫芯受熱膨脹 后導致零件外形難以控制，不符合裝配要求的問題，提出一種交聯聚氯乙烯泡沫夾層結構 零件的成型方法。本發明的技術解決方案是(1)制備交聯聚氯乙烯泡沫夾芯按照數模及以下尺寸要求編制數控加工程序，制備交聯聚氯乙烯泡沫夾芯。尺寸 要求 = HJL0 = L/(1+2% ),% = W/(1+2% )，即交聯聚氯乙烯泡沫夾芯零件高度尺寸H 與數模相同，長度L尺寸與寬度W尺寸均按數模尺寸的2 %膨脹率縮小。式中=H0——機加后零件高度尺寸
L0-機加后零件長度尺寸
W0-機加后零件寬度尺寸
H——-數模高度尺寸
L——-數模長度尺寸
W——-數模寬度尺寸
另外本發明要求數控機床加工速度不低于40米/秒，并使用硬質合金刀具切削。
(2)將3218預浸料按照外形尺寸下好料，以備后用；
(3)使用白布將交聯聚氯乙烯泡沫夾芯零件表面擦拭干凈，然后將J-47B膠液刷
涂在交聯聚氯乙烯泡沫夾芯待粘貼面，要求涂膠量為100士 10g/m2，并在室溫下晾至5min IOmin ；
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(4)將下好的3218預浸料依次包裹在刷涂J-47B膠液的交聯聚氯乙烯泡沫夾芯零 件待粘貼面上；(5)將包裹了 3218預浸料的交聯聚氯乙烯泡沫夾層零件放在成型模胎內，并封好 真空袋，然后將零件及模胎一同送入加溫爐中進行共固化，固化的工藝參數是真空壓力達 到-0. 08MPa時開始加溫，加溫至70士5°C，保溫60min ；加溫至100士5°C，保溫60min ；加溫 至130士5°C，保溫90min，最后自然冷卻至室溫后取出零件并進行表面修整。本發明具有的優點和有益效果是本發明首先是對交聯聚氯乙烯泡沫的尺寸穩定 性進行測試，將切割成正方體的泡沫芯封裝在真空袋內，在不同溫度下記錄尺寸變化量，計 算出X、Y、Z三個方向上的膨脹率或收縮率。針對零件的實際形狀和模具約束情況來確定外 形預收縮方向和收縮量，合理的對泡沫芯材進行外形機械加工，將可能發生膨脹的部位的 膨脹量切除。芯層加工好后，采用中溫固化膠粘劑作為芯層與蒙皮的粘接劑，進行零件整體 成型，確保共固化后零件不會分層。通過工藝試驗，本發明掌握了交聯聚氯乙烯泡沫塑料的膨脹溫度點和膨脹率，找 到了泡沫芯復雜型面的外形控制方法，有效的控制泡沫塑料膨脹帶來的變形，采用數控機 加泡沫芯層的復雜外形和零件整體共固化的制造方法，制造出了外形符合設計要求的零 件。本發明具有工序簡便，成型出的零件整體性好，表面質量高，零件重量輕、耐中溫性能優 良等優點。
圖1是本發明交聯聚氯乙烯泡沫夾芯的高度示意圖；圖2是本發明交聯聚氯乙烯泡沫夾芯的長度和寬度示意圖。
具體實施例方式下面對本發明做進一步詳細說明。一種解決外形復雜的交聯聚氯乙烯泡沫芯零件 受熱膨脹的方法，基于對泡沫芯膨脹率和收縮率的確定、收縮和膨脹的方向的確定、數控機 加泡沫芯的外形、與預浸料共固化的工藝方法的確定達到對零件外形的有效控制。其特征 在于，解決上述交聯聚氯乙烯泡沫夾芯受熱膨脹的具體步驟如下(1)制備交聯聚氯乙烯泡沫夾芯按照數模及以下尺寸要求編制數控加工程序制備交聯聚氯乙烯泡沫夾芯。尺寸要 求=Htl = HjL0 = L/(1+2% ),% = W/(1+2% )，即交聯聚氯乙烯泡沫夾芯零件高度尺寸H與 數模相同，長度L尺寸與寬度W尺寸均按數模尺寸的2 %膨脹率縮小。式中=H0——機加后零件高度尺寸
L0-機加后零件長度尺寸
W0-機加后零件寬度尺寸
H——-數模高度尺寸
L——-數模長度尺寸
W——-數模寬度尺寸
另外本發明要求數控機床加工速度不低于40m/s，并使用
(2)將3218預浸料按照外形尺寸下好料，以備后用；
(3)使用白布將交聯聚氯乙烯泡沫夾芯零件表面擦拭干凈，然后將J-47B膠液刷 涂在交聯聚氯乙烯泡沫夾芯待粘貼面，要求涂膠量為100士 10g/m2，并在室溫下晾至5min IOmin ；(4)將下好的3218預浸料依次包裹在刷涂J-47B膠液的交聯聚氯乙烯泡沫夾芯零 件粘貼面上；(5)將包裹了 3218預浸料的交聯聚氯乙烯泡沫夾層零件放在成型模胎上，并封好 真空袋，然后將零件及模胎一同送入加溫爐中進行共固化，固化的工藝參數見表1，最后待 零件自然冷卻至室溫后取出。表 權利要求
1. 一種交聯聚氯乙烯泡沫夾層結構零件的成型方法，其特征是(1)制備交聯聚氯乙烯泡沫夾芯按照數模及以下尺寸要求編制數控加工程序，制備交聯聚氯乙烯泡沫夾芯。尺寸要求 H0 = H, L0 = L/(1+2% )，W。= W/(1+2% )，即交聯聚氯乙烯泡沫夾芯零件高度尺寸H與數 模相同，長度L尺寸與寬度W尺寸均按數模尺寸的2 %膨脹率縮小。式中=Htl——機加后零件高度尺寸L0——機加后零件長度尺寸W0——機加后零件寬度尺寸H——數模高度尺寸L——數模長度尺寸W——數模寬度尺寸另外本發明要求數控機床加工速度不低于40米/秒，并使用硬質合金刀具切削。(2)將3218預浸料按照外形尺寸下好料，以備后用；(3)使用白布將交聯聚氯乙烯泡沫夾芯零件表面擦拭干凈，然后將J-47B膠液刷涂 在交聯聚氯乙烯泡沫夾芯待粘貼面，要求涂膠量為100士 10g/m2，并在室溫下晾至5min IOmin ；(4)將下好的3218預浸料依次包裹在刷涂J-47B膠液的交聯聚氯乙烯泡沫夾芯零件待 粘貼面上；(5)將包裹了3218預浸料的交聯聚氯乙烯泡沫夾層零件放在成型模胎內，并封好真 空袋，然后將零件及模胎一同送入加溫爐中進行共固化，固化的工藝參數是真空壓力達 到-0. 08MPa時開始加溫，加溫至70士5°C，保溫60min ；加溫至100士5°C，保溫60min ；加溫 至130士5°C，保溫90min，最后自然冷卻至室溫后取出零件并進行表面修整。
全文摘要
本發明屬于航空復合材料零件制造技術領域，涉及一種解決交聯聚氯乙烯泡沫夾層結構零件受熱膨脹的方法。本發明首先是對交聯聚氯乙烯泡沫的尺寸穩定性進行測試，將切割成正方體的泡沫芯封裝在真空袋內后在加溫爐中加熱，并在不同溫度下記錄尺寸變化量，分別計算出X、Y、Z三個方向上的膨脹率或收縮率，根據零件的實際形狀和模具約束情況來確定外形預收縮方向和收縮量，合理的對泡沫芯材進行外形機械加工，將可能發生膨脹的部位的膨脹量切除；芯層加工好后，采用中溫固化膠粘劑作為芯層與蒙皮的粘接劑，鋪貼蒙皮后進行零件共固化整體成型，確保零件不會分層。
文檔編號B29C70/68GK102107537SQ20101054397
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月15日 優先權日2010年11月15日
發明者丁金巖, 余凱, 冉安國, 石菟宇, 郭紹華 申請人:陜西飛機工業(集團)有限公司