专利名称：一种用于多点成形设备的复合柔性垫层的制作方法
技术领域：
本发明属于板料成形领域，特别涉及使用多点成形设备进行柔性零件成形时，为了防止零件表面缺陷及控制零件成形精度而使用的柔性垫层。
背景技术：
多点成形设备利用多个高度可调的单元顶端构成空间包络曲面，取代传统模具的实体表面，达到利用一套设备即可满足不同零件的制造需求的目的，在柔性板料成形领域，特别是飞机蒙皮制造中具有重要的应用前景。
虽然多点成形设备解决了传统成形设备柔性不足的问题，但在使用多点成形技术时，由于描述模面的空间包络曲面并不物理存在，成形过程中与零件表面接触的实际上是模具的各个可调单元的顶端，在这种“点——面”的接触模式下，零件表面会产生多种缺陷形式。表面缺陷的存在不仅影响零件的型面质量，严重时还将损伤零件，影响寿命，因此，必须在零件毛料和多点成形设备之间使用柔性工艺垫层来抑制各种缺陷的产生。目前对多点成形技术的研究中，一般都使用简单橡胶垫作为成形过程中的工艺垫层。
尽管具备足够厚度的橡胶垫就可以完全消除零件表面由于不连续的接触状态而引发的凹坑、塌陷等成形缺陷，但过厚的橡胶垫同时给零件精度的控制带来了困难，实际成形时的零件型面与目标型面不再具备几何上的相似关系。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于多点成形设备的复合柔性垫层，该复合柔性垫层通过在两个橡胶基体之间添加增强骨架的方式，克服现有单纯橡胶材料垫层的不足，一方面使在常规实体模具中的工艺积累能够顺利的移植到使用多点成形模具的成形过程中去，另一方面，借助于新型结构形式的柔性垫层，现有的迭代算法将具有更高的调节效率以及更好的调节精度。
本发明是一种用于多点成形设备的复合柔性垫层，由表层橡胶基体、底层橡胶基体、第二层增强骨架、第二层橡胶基体、第一层增强骨架组成，第二层增强骨架设在表层橡胶基体与第二层橡胶基体之间，第一层增强骨架设在第二层橡胶基体与底层橡胶基体之间；第二层增强骨架为采用离散放置增强体构成，第一层增强骨架为采用离散放置增强体构成，且第二层增强骨架中的增强体与第一层增强骨架中的增强体走向正交。
所述的复合柔性垫层，其表层橡胶基体、底层橡胶基体和第一层增强骨架组成，第一层增强骨架设在表层橡胶基体与底层橡胶基体之间，第一层增强骨架为采用离散放置增强体构成。
所述的复合柔性垫层，其增强体是金属薄板、金属丝、金属丝网或帘布。
本发明复合柔性垫层为多层结构时，当选择的增强体不同，则增强体的放置位置也不同。
本发明复合柔性垫层的优点在于(1)以离散金属薄板、丝状材料为加强结构，克服了采用单纯橡胶材料制作的垫层在零部件加工过程中造成的型面质量不佳的缺陷；(2)在具有多层结构的复合柔性垫层中，增强骨架在同一层中的金属薄板采用离散方式放置；(3)在具有多层结构的复合柔性垫层中，以橡胶基体隔离的增强骨架，每层可以是同类材料，也可以是不同材料；(4)相比单纯橡胶材料垫层，复合垫层的总厚度可大幅降低。
图1是本发明复合柔性垫层的外部结构示意图。
图2是图1的爆炸视图。
图3是本发明另一实施例的爆炸视图。
图中1.表层橡胶基体 2.第二层增强骨架 3.第二层橡胶基体4.第一层增强骨架 5.底层橡胶基体 6.增强体 7.增强体具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
请参见图1、图2所示，本发明是一种适用于飞机蒙皮制造中的复合柔性垫层，由表层橡胶基体1、底层橡胶基体5、第二层增强骨架2、第二层橡胶基体3、第一层增强骨架4组成，第二层增强骨架2设在表层橡胶基体1与第二层橡胶基体3之间，第一层增强骨架4设在第二层橡胶基体3与底层橡胶基体5之间；第二层增强骨架2为采用离散放置增强体7构成，第一层增强骨架4为采用离散放置增强体6构成，且第二层增强骨架2中的增强体7与第一层增强骨架4中的增强体6走向正交。在同一层中的各个增强体6(或增强体7)可以是相同的宽度，也可以是不同宽度，增强体6(或增强体7)的厚度为0.1mm～1mm，宽度为10mm～40mm。增强体6(或增强体7)在同一层面上摆放的间隔可以是固定不变的，也可以任意的间距；在本发明中同一层面上的增强体6(或增强体7)与增强体6(或增强体7)之间的间隔为10mm～40mm。
请参见图3所示，图中所示是一个具有单层增强骨架的复合柔性垫层，该垫层在表层橡胶基体1与底层橡胶基体5之间设有第一层增强骨架4，第一层增强骨架4为采用离散放置增强体6构成。
在本发明中，分别放置在第一层增强骨架4和第二层增强骨架2中的增强体可以是金属薄板、金属丝、金属丝网或者帘布。为了使本发明复合柔性垫层在点阵钉模蒙皮拉形过程中，使零部件具有较佳的型面质量，其增强体的放置方式有此处考虑增加不同材料混合摆放的方式，比如第一层是金属板第二层是帘布或丝网等。
(A)金属薄板作为增强体时(a)制单层复合柔性垫层，第一层增强骨架4中增强体6可以是按照一定间距横向、或者纵向排列、或者斜放。
(b)制多层复合柔性垫层，①第一层增强骨架4中增强体6可以是按照一定间距横向排列，而第二层增强骨架2中增强体7按照第一层增强骨架4中增强体6的间距纵向排列；②第一层增强骨架4中增强体6可以是按照一定间距纵向排列，而第二层增强骨架2中增强体7按照第一层增强骨架4中增强体6的间距横向排列；③第一层增强骨架4中增强体6可以是按照一定间距横向排列，而第二层增强骨架2中增强体7按照第一层增强骨架4中增强体6的间距倾斜排列；④第一层增强骨架4中增强体6可以是按照一定间距纵向排列，而第二层增强骨架2中增强体7按照第一层增强骨架4中增强体6的间距倾斜排列。
(B)金属丝作为增强体时(a)制单层复合柔性垫层，其增强体放置方式与金属薄板相同。
(b)制多层复合柔性垫层，其增强体放置方式与金属薄板相同。
(C)金属丝网作为增强体时(a)制单层复合柔性垫层，将金属丝网铺设在两层橡胶基体之间即可。
(b)制多层复合柔性垫层，既是单层的叠加形式。
(D)帘布作为增强体时(a)制单层复合柔性垫层，将帘布铺设在两层橡胶基体之间即可。
(b)制多层复合柔性垫层，既是单层的叠加形式。
本发明的复合柔性垫层一般厚度加工为3mm～30mm，垫层太厚太薄均不能够使零件在点阵钉模蒙皮拉形加工过程中具有较佳的表面质量和型面精度。
本发明设计了用于点阵钉模蒙皮拉形的，以橡胶为基体材料、以离散金属薄板或丝状材料等为加强结构的复合夹层柔性垫层。板条或丝状材料自由地分层正交排列或成编织状，单层或多层。这种垫层既可保持基本弹性，又可大大改善垫层厚度变形的均匀度，克服现有单纯橡胶材料垫层用于点阵钉模蒙皮拉形的不足，提高蒙皮成形精度，同时可提高现有型面控制算法的迭代效率，降低模具调形量计算的难度。
权利要求
1.一种用于多点成形设备的复合柔性垫层，其特征在于由表层橡胶基体(1)、底层橡胶基体(5)、第二层增强骨架(2)、第二层橡胶基体(3)、第一层增强骨架(4)组成，第二层增强骨架(2)设在表层橡胶基体(1)与第二层橡胶基体(3)之间，第一层增强骨架(4)设在第二层橡胶基体(3)与底层橡胶基体(5)之间；第二层增强骨架(2)为采用离散放置增强体(7)构成，第一层增强骨架(4)为采用离散放置增强体(6)构成，且第二层增强骨架(2)中的增强体(7)与第一层增强骨架(4)中的增强体(6)走向正交；所述增强体(6)和所述增强体(7)是金属薄板、金属丝、金属丝网或帘布。
2.一种用于多点成形设备的复合柔性垫层，其特征在于由表层橡胶基体(1)、底层橡胶基体(5)和第一层增强骨架(4)组成，第一层增强骨架(4)设在表层橡胶基体(1)与底层橡胶基体(5)之间，第一层增强骨架(4)为采用离散放置增强体(6)构成；所述增强体(6)是金属薄板、金属丝、金属丝网或帘布。
3.根据权利要求1所述的复合柔性垫层，其特征在于增强体是金属薄板时的放置方式为，第一层增强骨架(4)中增强体金属薄板(6)按照10mm～40mm间距横向排列，而第二层增强骨架(2)中增强体金属薄板(7)则按照第一层增强骨架(4)中增强体金属薄板(6)的间距纵向排列。
4.根据权利要求1所述的复合柔性垫层，其特征在于增强体是金属薄板时的放置方式为，第一层增强骨架(4)中增强体金属薄板(6)按照10mm～40mm间距纵向排列，而第二层增强骨架(2)中增强体金属薄板(7)则按照第一层增强骨架(4)中增强体金属薄板(6)的间距横向排列。
5.根据权利要求1所述的复合柔性垫层，其特征在于增强体是金属薄板时的放置方式为，第一层增强骨架(4)中增强体金属薄板(6)按照10mm～40mm间距横向排列，而第二层增强骨架(2)中增强体金属薄板(7)则按照第一层增强骨架(4)中增强体金属薄板(6)的间距倾斜排列。
6.根据权利要求1所述的复合柔性垫层，其特征在于增强体是金属薄板时的放置方式为，第一层增强骨架(4)中增强体金属薄板(6)按照10mm～40mm间距纵向排列，而第二层增强骨架(2)中增强体金属薄板(7)则按照第一层增强骨架(4)中增强体金属薄板(6)的间距倾斜排列。
7.根据权利要求1或2所述的复合柔性垫层，其特征在于复合柔性垫层厚度为3mm～30mm。
8.根据权利要求1或2所述的复合柔性垫层，其特征在于增强体金属板厚度0.1mm～0.6mm、增强体金属丝直径0.1mm～1mm、增强体帘布厚度0.1mm～1mm。
全文摘要
本发明公开了一种用于多点成形设备的复合柔性垫层，由表层橡胶基体(1)、底层橡胶基体(5)、第二层增强骨架(2)、第二层橡胶基体(3)、第一层增强骨架(4)组成，第二层增强骨架(2)设在表层橡胶基体(1)与第二层橡胶基体(3)之间，第一层增强骨架(4)设在第二层橡胶基体(3)与底层橡胶基体(5)之间；第二层增强骨架(2)为采用离散放置增强体(7)构成，第一层增强骨架(4)为采用离散放置增强体(6)构成，且第二层增强骨架(2)中的增强体(7)与第一层增强骨架(4)中的增强体(6)走向正交。
文档编号B32B15/06GK1994611SQ200610165
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月15日 优先权日2006年10月18日
发明者周贤宾, 汪华 申请人:北京航空航天大学