CN109849351B - 基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机机体制造技术领域，提供了一种基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封的方法，用玻璃纤维对机翼壁板长桁缘条与金属翼肋所形成的间隙进行填充，玻璃纤维形成密封挡块；长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮进行共胶连接，密封挡块与长桁缘条之间的树脂固化前升温后自然流动填充，固化后无间隙；长桁、密封挡块与蒙皮形成一体结构；密封挡块与金属翼肋配合面涂胶密封。本发明与现有技术相比，不需为挡块单独制作具有蒙皮理论内形面特征的随形模具，只保留维修挡胶模具，不需单独进热压罐固化，降低成本；不需在挡块四周均涂抹密封胶，只需在挡块与翼肋配合面处涂胶，减少装配工序，提高密封效果，方法简单实用，具有广阔应用前景。

Description

基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封方法

技术领域

本发明涉及飞机机体制造技术领域，特别涉及一种基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封的方法。

背景技术

目前，由于碳纤维增强复合材料具有高比强、高比刚、可设计、抗疲劳、耐腐蚀、少维护等性质，在国际最先进的大型民机上已得到广泛应用，最典型的应用就是机翼壁板结构，目前，大型民机一般采用双梁多肋式结构。由于机翼油箱分区要求，部分翼肋作为油箱界面，需要进行密封，如图1所示。此外，由于机翼翼肋的承载与结构形式，目前仍主要以铝合金材料为主。

在机翼壁板长桁缘条之间，密封肋下方，蒙皮上方，需要解决密封问题。现有机型采用填充玻璃纤维密封挡块的结构形式，密封挡块与长桁缘条等高，宽度略小于长桁缘条间距，结构形式如图2所示。具体安装步骤为将单独固化好的玻璃纤维挡块四周均涂上密封胶，再塞入壁板与翼肋围成的间隙中，起到密封的效果。

现有长桁与蒙皮共胶接技术为，将预成型好的长桁与已经固化好的蒙皮进行胶接，长桁固化模具在长桁缘条处有翻边，以防止树脂升温后流出，保证长桁固化质量，如图3所示.

如图2所示，图示中蒙皮内表面为平面，实际内表面为双曲面，放置密封挡块的各处蒙皮内表面曲率均不同。现有技术有以下几点不足：玻璃纤维挡块制造时，需要为蒙皮不同位置上的玻璃纤维挡块，单独制作具有蒙皮理论内形面特征的随形模具，一般为蛋箱式模具，成本较高，且需要单独固化，增加生产成本；玻璃纤维挡块在装配时，需要在与蒙皮配合面、壁板两根长桁缘条端面、翼肋下表面共四个表面，分别涂抹密封胶，延长了装配时间，提高了密封难度。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封的方法，在制造密封挡块时与长桁胶接共用一套模具，减少热压罐使用次数，降低密封挡块制造成本；在密封挡块装配时，只需在挡块与翼肋配合面抹胶，减少挡块装配时间，提高密封效果。

本发明一种基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封的方法，包括以下步骤：

采用玻璃纤维对机翼壁板长桁缘条与金属翼密封肋所形成的间隙进行填充，所述玻璃纤维经预浸、固化后形成密封挡块；

机翼壁板长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮进行共胶连接，密封挡块与机翼壁板长桁缘条之间固化后无间隙；机翼壁板长桁、密封挡块与蒙皮形成一体结构；

密封挡块与金属翼肋配合面涂胶，进行密封，实现密封挡块与金属翼密封肋下端的密封连接。

进一步的，机翼壁板长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮进行共胶连接时，首先对机翼壁板长桁缘条、密封挡块在预浸料中进行预浸，两者的预浸料共同填满机翼壁板长桁缘条和密封挡块之间的缝隙（树脂升温后自然流动填充缝隙后固化），所述预浸料为树脂，机翼壁板长桁缘条和密封挡块固化后形成一体结构。

进一步的，机翼壁板长桁缘条、密封挡块与蒙皮进行共胶连接时，采用共胶接模具；所述共胶接模具包括长桁部和密封挡块部；所述长桁部与所述密封挡块部的相邻处贯通，保证机翼壁板长桁缘条和密封挡块的预浸料能共同填满机翼壁板长桁缘条和密封挡块之间的缝隙。

本发明还提供了一种共胶接模具，所述共胶接模具用于机翼壁板长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮之间的共胶连接；所述共胶接模具包括长桁部和密封挡块部；

所述长桁部横截面为2个与机翼壁板长桁相对应的L型，所述L型包括第一部，及与机翼壁板长桁缘条对应的第二部；所述第二部略短于所述机翼壁板长桁缘条；

所述密封挡块部为平板结构；

所述密封挡块部与所述第二部平齐布置，使得密封挡块与机翼壁板长桁缘条等高；

所述密封挡块部与所述第二部之间留有缝隙。

进一步的，所述密封挡块部与所述第二部之间的缝隙与长桁腹板站位线精度要求一致，固化时，缝隙用挡胶条填充。

本发明还提供了一种使用上述的共胶接模具进行共胶连接的方法，对机翼壁板长桁缘条、及密封挡块大小的玻璃纤维同时预浸，预浸料为树脂；

将预浸过的机翼壁板长桁缘条及玻璃纤维同时放置在蒙皮的设定位置上；

用所述共胶接模具的长桁部施加在机翼壁板长桁上，密封挡块部施加在密封挡块上；其中，长桁部的第二部紧压在机翼壁板长桁的缘条上；长桁部的第二部与密封挡块部之间留有间隙；

机翼壁板长桁缘条、密封挡块、蒙皮加热固化后形成一体结构。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，不需要为在蒙皮不同位置上的挡块单独制作具有蒙皮理论内形面特征的随形模具，只需保留维修挡胶模具，不需单独进热压罐固化，生产成本大幅降低；不需要在挡块四周均涂抹密封胶，只需在挡块与翼肋配合面处涂胶，减少装配工序，提高密封效果，方法简单实用、密封效果好，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1所示为民用飞机密封肋分布示意图。

图2 所示为现有技术中密封肋下端与壁板密封结构示意图。

图3所示为现有技术中长桁与蒙皮胶接方案示意图。

图4所示为本发明实施中提出的密封肋下端与壁板密封结构示意图。

图5所示为本发明实施例中提出的长桁与蒙皮胶接方案示意图。

其中：1-密封肋；2-密封肋边缘；3-长桁缘条；4-四面密封胶；5-单独固化的密封挡块；6-蒙皮；7-单面密封胶；8-共胶接的密封挡块；9-现有的长桁共胶接模具；10-长桁部（改进的长桁共胶接模具）；11-密封挡块部；101-第一部；102-第二部。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

本发明为解决现有技术中密封挡块需要单独制作、密封时需要四面涂胶所带来的工序繁琐、效率低的问题。

如图4、5所示，本发明实施例一种基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封的方法，包括以下步骤：采用玻璃纤维对机翼壁板长桁缘条与金属翼肋所形成的间隙进行填充，所述玻璃纤维经预浸、固化后形成密封挡块；机翼壁板长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮进行共胶连接，密封挡块与机翼壁板长桁缘条之间为树脂固化（玻璃纤维、长桁缘条预浸固化后在密封挡块和长桁缘条之间形成）连接，中间无间隙；机翼壁板长桁、密封挡块与蒙皮形成一体结构；密封挡块与金属翼肋配合面涂胶（密封胶），进行密封，实现密封挡块与金属翼密封肋下端的密封连接。

优选的，机翼壁板长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮进行共胶连接时，首先对机翼壁板长桁缘条、密封挡块在预浸料中进行预浸，两者的预浸料共同填满机翼壁板长桁缘条和密封挡块之间的缝隙，所述预浸料为树脂，机翼壁板长桁缘条和密封挡块固化后形成一体结构。

机翼壁板长桁缘条、密封挡块与蒙皮进行共胶连接时，采用共胶接模具；所述共胶接模具包括长桁部和密封挡块部；所述长桁部与所述密封挡块部的相邻处贯通，保证机翼壁板长桁缘条和密封挡块的预浸料能共同填满机翼壁板长桁缘条和密封挡块之间的缝隙。

如图5所示，一种共胶接模具，所述共胶接模具用于机翼壁板长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮之间的共胶连接；所述共胶接模具包括长桁部和密封挡块部；所述长桁部横截面为2个与机翼壁板长桁相对应的L型，所述L型包括与机翼壁板腹板对应的第一部，及与机翼壁板长桁缘条对应的第二部；所述第二部与略短于所述机翼壁板长桁缘条；所述密封挡块部为平板结构；所述密封挡块部与所述第二部平齐布置，使得密封挡块与机翼壁板长桁缘条等高；所述密封挡块部与所述第二部之间留有缝隙。所述密封挡块部与所述第二部之间的缝隙与长桁腹板站位线精度要求一致，固化时缝隙用挡胶条填充。

本发明实施例中的共胶接模具，可通过对传统的长桁共胶接模具进行简单改造：传统的长桁共胶接模具（如图4）进行改进时，在需要布置密封挡块的位置，局部取消长桁模具翻边，使长桁预浸料中的树脂可流出，与密封挡块中的预浸料树脂共同填满密封挡块与长桁缘条间的缝隙；此外，需要制造密封挡块固化模具（密封挡块部），起到维形与挡胶的作用。

采用上述的共胶接模具进行共胶连接的方法为：对机翼壁板长桁缘条、及密封挡块大小的玻璃纤维同时预浸，预浸料为树脂；将预浸过的机翼壁板长桁缘条及玻璃纤维同时放置在蒙皮的设定位置上；用所述共胶接模具的长桁部施加在机翼壁板长桁上，密封挡块部施加在密封挡块上；其中，长桁部的第二部紧压在机翼壁板长桁缘条上；长桁部的第二部与密封挡块部之间留有间隙；机翼壁板长桁缘条、密封挡块、蒙皮加热固化后形成一体结构。

与现有技术相比，区别主要在于：

密封挡块与长桁一起固化到蒙皮上，而非传统的单独制作挡块，再进行配合安装；

在进行密封时，只需在挡块与翼肋配合面涂抹密封胶，而其他三面无需密封。

本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (4)

1.一种基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封的方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用玻璃纤维对机翼壁板长桁缘条与金属翼密封肋所形成的间隙进行填充，所述玻璃纤维经预浸、固化后形成密封挡块；

机翼壁板长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮进行共胶连接，密封挡块与机翼壁板长桁缘条之间固化后无间隙；机翼壁板长桁、密封挡块与蒙皮形成一体结构；机翼壁板长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮进行共胶连接时，首先对机翼壁板长桁缘条、密封挡块在预浸料中进行预浸，两者的预浸料共同填满机翼壁板长桁缘条和密封挡块之间的缝隙，所述预浸料为树脂，机翼壁板长桁缘条和密封挡块固化后形成一体结构；

密封挡块与金属翼密封肋配合面分别涂胶，进行密封，实现密封挡块与金属翼密封肋下端的密封连接；

机翼壁板长桁缘条、密封挡块与蒙皮进行共胶连接时，采用共胶接模具；所述共胶接模具包括长桁部和密封挡块部；所述长桁部与所述密封挡块部的相邻处贯通，保证机翼壁板长桁缘条和密封挡块的预浸料能共同填满机翼壁板长桁缘条和密封挡块之间的缝隙。

2.一种共胶接模具，用于如权利要求1所述的基于共胶接工艺的复合材料机翼壁板与金属翼肋密封的方法，其特征在于，所述共胶接模具用于机翼壁板长桁缘条、密封挡块同时与蒙皮之间的共胶连接；所述共胶接模具包括长桁部和密封挡块部；

所述长桁部横截面为2个与机翼壁板长桁相对应的L型，所述L型包括第一部，及与机翼壁板长桁缘条对应的第二部；所述第二部与略短于所述机翼壁板长桁缘条；

所述密封挡块部为平板结构；

所述密封挡块部与所述第二部平齐布置，使得密封挡块与机翼壁板长桁缘条等高；

所述密封挡块部与所述第二部之间留有缝隙。

3.如权利要求2所述的共胶接模具，其特征在于，所述密封挡块部与所述第二部之间的缝隙与长桁腹板站位线精度要求一致，固化时缝隙用挡胶条填充。

4.一种使用如权利要求2或3所述共胶接模具进行共胶连接的方法，其特征在于，

对机翼壁板长桁缘条、及密封挡块大小的玻璃纤维同时预浸，预浸料为树脂；

将预浸过的机翼壁板长桁缘条及玻璃纤维同时放置在蒙皮的设定位置上；

用所述共胶接模具的长桁部施加在机翼壁板长桁上，密封挡块部施加在密封挡块上；其中，长桁部的第二部紧压在机翼壁板长桁缘条上；长桁部的第二部与密封挡块部之间留有间隙；

机翼壁板长桁缘条、密封挡块、蒙皮加热固化后形成一体结构。

Images