机匣、航空发动机、机匣的制造方法及成型模具与流程

1.本公开涉及航空发动机制造技术领域，特别涉及一种机匣、航空发动机、机匣的制造方法及成型模具。


背景技术：

2.航空发动机和燃气轮机的机匣中存在大量高速旋转的叶片。在外物冲击、工艺缺陷等情况下，旋转中的叶片可能发生脱落，这就要求机匣具备良好的包容性，保证叶片高速高能的叶片碎片不穿透机匣，对设备和人员造成损伤。叶片飞脱后的转子存在巨大的不平衡载荷，会使转子在停车前产生持续的振动，这期间仍要求机匣不发生解体，保持一定的结构完整性。
3.由于航空发动机机匣尺寸较大，其重量会对发动机总重量产生明显影响，进而对发动机效率产生影响。为此，新一代商用航空发动机中的低温端机匣普遍采用纤维增强复合材料。对于复合材料机匣，为了保证较高的力学性能和可靠性，通常希望轴向纤维和周向纤维都是连续的，即：在轴向上，纤维能从一端法兰连续地通过机匣本体到达另一端法兰；在周向上，纤维连续地覆盖整个圆周。
4.机匣本体一般为圆筒结构。在机匣本体圆筒结构轴向的两端设有法兰，法兰上开设若干连接孔，通过连接件将法兰固定在航空发动机的其他结构上。另外，在机匣本体上也会开孔，以放置控制航空发动机所需的传感器或其他功能元件。在发明人已知的相关技术中，复合材料机匣上孔的一般加工方式为：先使机匣整体成型，再采用机加工等去除材料的方法(例如钻孔)在法兰或机匣本体上加工出孔。


技术实现要素：

5.本公开的第一方面提供一种机匣，包括主体和设置于所述主体上的孔，所述主体包括复合材料层，所述复合材料层包括基体材料和由纤维制成的纤维预制体，其中，部分所述纤维包括绕过所述孔的避让段。
6.根据本公开的一些实施例，所述主体包括：
7.机匣本体；和
8.法兰，位于所述机匣本体两端；
9.所述孔包括设置于所述法兰的连接孔和/或设置于所述机匣本体的容置孔。
10.根据本公开的一些实施例，所述机匣还包括设置于所述孔的内壁的衬套。
11.根据本公开的一些实施例，所述主体还包括金属层。
12.本公开的第二方面提供一种航空发动机，包括本公开第一方面所述的机匣。
13.本公开的第三方面提供一种本公开的第一方面所述的机匣的制造方法，包括：
14.采用纤维制作所述纤维预制体，包括使部分所述纤维的所述避让段绕过所述孔对应的位置；和
15.采用所述基体材料与所述纤维预制体制作复合材料层，以形成所述机匣。
16.根据本公开的一些实施例，所述主体包括机匣本体和位于所述机匣本体两端的法兰，采用纤维制作所述纤维预制体包括：
17.提供所述纤维；
18.提供成型模具，包括提供模具主体的芯模和第一外模；
19.采用所述纤维在所述芯模的周向外侧制作所述机匣本体的所述纤维预制体；
20.将所述第一外模套设于所述机匣本体的所述纤维预制体的外侧；和
21.采用所述纤维在所述第一外模的轴向端面外侧制作所述法兰的所述纤维预制体。
22.根据本公开的一些实施例，
23.所述孔包括设置于所述法兰的连接孔，提供成型模具还包括提供凸起部，所述凸起部包括设置于所述第一外模上的对应于所述连接孔的位置并与所述连接孔的形状适配的第一凸起部，采用所述纤维在所述第一外模的轴向端面外侧制作所述法兰的所述纤维预制体包括：使部分所述纤维的所述避让段绕过所述第一凸起部；和/或
24.所述孔包括设置于所述机匣本体的容置孔，提供成型模具还包括提供凸起部，所述凸起部包括设置于所述芯模上的对应于所述容置孔的位置并与所述容置孔的形状适配的第二凸起部，采用所述纤维在所述芯模的周向外侧制作所述机匣本体的所述纤维预制体包括：使部分所述纤维的所述避让段绕过所述第二凸起部。
25.根据本公开的一些实施例，所述纤维包括第一纤维、第二纤维和第三纤维，所述第一纤维包括本体段，至少部分所述第一纤维还包括位于所述本体段两端的预留段，
26.采用所述纤维在所述芯模的周向外侧制作所述机匣本体的所述纤维预制体包括：使所述第一纤维以所述本体段与所述第二纤维交叉地设置；和/或
27.采用所述纤维在所述第一外模的轴向端面外侧制作所述法兰的所述纤维预制体包括：使所述第一纤维以所述预留段与所述第三纤维交叉地设置。
28.根据本公开的一些实施例，使部分所述纤维的所述避让段绕过所述第一凸起部包括：同一层内相邻两条所述第一纤维的所述避让段在层内并排地绕过所述第一凸起部。
29.根据本公开的一些实施例，使部分所述纤维的所述避让段绕过所述第一凸起部包括：同一层内相邻两条所述第一纤维的所述避让段沿所述法兰的所述纤维预制体的厚度方向堆叠地绕过所述第一凸起部。
30.根据本公开的一些实施例，在所述避让段之外，
31.使所述第一纤维的所述本体段沿所述芯模的轴向设置；和/或
32.使所述第一纤维的所述预留段沿所述第一外模的径向设置；和/或
33.使所述第二纤维沿所述芯模的周向设置；和/或
34.使所述第三纤维沿所述第一外模的周向设置。
35.根据本公开的一些实施例，提供成型模具还包括提供模具主体的第二外模；采用所述基体材料与所述纤维预制体制作复合材料层包括：
36.将所述第二外模设置于所述法兰的纤维预制体的外侧并与所述芯模和所述第一外模形成封闭腔体，所述纤维预制体位于所述封闭腔体内；
37.向所述封闭腔体内填充所述基体材料；和
38.固化所述基体材料，脱模形成所述复合材料层。
39.根据本公开的一些实施例，所述制造方法还包括：
40.提供衬套；
41.使所述衬套可拆卸地设置于所述第一凸起部的外壁和/或所述第二凸起部的外壁；和
42.采用所述基体材料与所述纤维预制体制作复合材料层之后，使所述衬套随所述复合材料层一起脱模以使所述机匣包括与所述复合材料层一体成形的所述衬套。
43.根据本公开的一些实施例，所述制造方法还包括：
44.提供金属层；
45.使所述金属层可拆卸地设置于所述芯模的周向外侧；和
46.采用所述基体材料与所述纤维预制体制作复合材料层之后，使所述金属层随所述复合材料层一起脱模以使所述机匣包括与所述复合材料层一体成形的所述金属层。
47.本公开的第四方面提供一种本公开第一方面所述的机匣的成型模具，包括：
48.模具主体，用于形成所述复合材料层；和
49.凸起部，所述凸起部设置于所述模具主体上对应于所述孔的位置并与所述孔的形状适配。
50.根据本公开的一些实施例，
51.所述模具主体包括芯模、第一外模和第二外模，所述芯模被配置为制作所述机匣本体的纤维预制体的模具，所述第一外模被配置为制作所述法兰的纤维预制体的模具，所述第二外模被配置为与所述芯模和所述第一外模形成填充所述基体材料所需的封闭腔体；
52.所述凸起部包括第一凸起部和第二凸起部至少之一，其中，所述第一凸起部设置于所述第一外模上的对应于所述连接孔的位置并与所述连接孔的形状适配，所述第二凸起部设置于所述芯模上的对应于所述容置孔的位置并与所述容置孔的形状适配。
53.根据本公开的一些实施例，
54.所述芯模为组合模具；和/或
55.所述第一外模为组合模具。
56.基于本公开提供的机匣、机匣的制造方法和成型模具，机匣的部分纤维包括绕过孔的避让段，在机匣的孔对应的位置，具有避让段的纤维可以保持连续的状态，利于改善机匣的孔周边的力学性能，降低机匣的结构失效风险，提升机匣的可靠性，也利于提升机匣的加工效率和加工合格率。将该机匣应用于航空发动机上，可相应地提升航空发动机的可靠性。
57.通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
58.此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本技术的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
59.图1示出了本公开一些实施例的机匣的剖面结构。
60.图2示出了本公开一些实施例的芯模的结构。
61.图3示出了本公开一些实施例中，采用纤维在芯模的周向外侧制作机匣本体的纤维预制体。
62.图4示出了本公开一些实施例中，第一外模套设于机匣本体的纤维预制体的外侧的状态。
63.图5示出了采用相关技术中的开孔方法制作机匣时，第一纤维的预留段在第一外模上的设置方式。
64.图6示出了本公开一些实施例中，第一纤维在第一外模上的设置方式。
65.图7示出了本公开另一些实施例中，第一纤维在第一外模上的设置方式。
66.图8示出了采用相关技术中的开孔方法制作机匣时，第三纤维在第一外模上的设置方式。
67.图9示出了本公开一些实施例中，第三纤维在第一外模上的设置方式。
68.图10示出了本公开一些实施例的芯模、第一外模、第二外模形成封闭腔体的状态，以及机匣的纤维预制体位于封闭腔体内的状态。
具体实施方式
69.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
70.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，这些技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
71.在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
72.在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
73.在实现本公开的技术方案的过程中，发明人发现，相关技术中，采用去除材料的方法加工复合材料机匣的孔会带来如下问题：
74.去除材料导致机匣内连续的纤维被打断，用于提供传力路径的连续纤维的数量减少，导致孔周边的力学性能被削弱。例如，采用去除材料的方法加工法兰上承担连接载荷的连接孔，将显著增加机匣的结构失效风险，降低机匣的可靠性。
75.去除材料时，通常还伴随着额外的载荷，如钻孔时的振动载荷。这些额外的载荷可能导致复合材料中本就薄弱的层间界面失效，复合材料发生分层，导致成本昂贵的机匣报废。
76.另外，混合结构、混合纤维的复合材料由于具有更加丰富的可设计性，成为了复合材料机匣的一个新的发展趋势。由于不同种类的纤维的加工性能不同，若仍采用去除材料的方法来开孔，容易导致不同种类纤维的加工质量无法兼顾。
77.为了改善上述问题，本公开的实施例提供一种机匣、航空发动机、机匣的制造方法及成型模具。
78.本公开实施例提供的航空发动机包括本公开实施例提供的机匣，具有本公开实施例的机匣所具有的优点。
79.本公开的实施例提供的机匣包括主体和设置于主体上的孔。主体包括复合材料层，复合材料层包括基体材料和由纤维制成的纤维预制体。其中，部分纤维包括绕过孔的避让段。例如，如图5所示的避让段l1、如图6所示的避让段l2和如图8所示的避让段l3。在机匣的孔对应的位置，具有避让段的纤维可以保持连续的状态，利于改善机匣的孔周边的力学性能，降低机匣的结构失效风险，提升机匣的可靠性，也利于提升机匣的加工效率和加工合格率。将该机匣应用于航空发动机上，可相应地提升航空发动机的可靠性。
80.如图1所示，机匣为连续结构，主体包括机匣本体1和法兰2、3。法兰2、3位于机匣本体1两端。在一些实施例的机匣中，设置于主体上的孔包括设置于法兰2、3的连接孔21、31，连接孔用于机匣与航空发动机其他结构的连接。在另一些实施例的机匣中，设置于主体上的孔包括设置于机匣本体1的容置孔，容置孔用于放置控制航空发动机所需的传感器或其他功能元件。上述实施例中，纤维预制体包括由法兰2贯穿机匣本体1直至法兰3的连续纤维，无论前述设置于主体上的孔是连接孔还是容置孔，该连续纤维均绕过孔的轮廓设置，一部分连续纤维可包括绕过连接孔的避让段，另一部分连续纤维可包括绕过容置孔的避让段。
81.根据设计要求，复合材料层可以包括至少一层纤维预制体，例如包括沿复合材料层的厚度方向依次设置的三层纤维预制体a、b、c。各层纤维预制体的厚度可以不同，每层纤维预制体在不同位置的厚度也可以不同。纤维预制体可采用机织工艺制成，纤维预制体可以是二维机织纤维预制体，也可以是三维机织纤维预制体。
82.如图2至图10所示，本公开的一些实施例提供的机匣的制造方法包括：
83.步骤1、采用纤维制作纤维预制体，包括使部分纤维的避让段绕过孔对应的位置。
84.步骤2、采用基体材料与纤维预制体制作复合材料层，以形成机匣。
85.本公开实施例提供的机匣的制造方法可以使部分纤维的避让段绕过孔对应的位置，具有本公开实施例的机匣的优点。以下结合图1至图10对本公开实施例的机匣的制造方法作进一步说明。
86.在一些实施例的制造方法中，对于具有机匣本体1和法兰2、3的机匣，步骤1中，采用纤维制作纤维预制体包括步骤1.1～步骤1.5。
87.步骤1.1、提供纤维。
88.根据设计要求，准备制作纤维预制体所需的连续纤维。纤维的材料可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或其他适用的纤维。制作纤维预制体时，可使
用一种或多种材料的纤维，例如单独使用碳纤维，或同时使用碳纤维以及芳纶纤维，或使用碳纤维与芳纶纤维混纺的纤维。纤维的规格也可以有多种，制作纤维预制体时，可使用一种或多种规格的纤维，例如同时使用6k，12k，24k等不同规格的碳纤维。
89.步骤1.2、提供成型模具，包括提供芯模6和第一外模7。
90.芯模6用于制作所述机匣本体1的纤维预制体。如图2、图3和图10所示，芯模6可以是形状与机匣本体1的内壁形状适配的筒形。其中，芯模6的外径根据机匣的内径设计，芯模6的长度根据法兰2和法兰3的转角起始处之间的距离设计，设计时考虑必要的工艺误差及复合材料的固化变形误差。
91.第一外模7用于制作法兰2、3的纤维预制体。如图4和图10所示，第一外模7可以包括与机匣本体1的外壁形状适配的筒形部和与法兰2、3的轴向内侧的端面形状适配的翻边71、72。其中，第一外模7的内径根据机匣本体1的外径设计，翻边71、72的半径根据法兰2、3的半径设计，翻边71和翻边72的轴向外侧的端面之间的距离根据法兰2和法兰3的转角起始处之间的距离设计，设计时考虑必要的工艺误差及复合材料的固化变形误差。
92.步骤1.3、采用纤维在芯模6的周向外侧制作机匣本体1的纤维预制体。
93.在一些未图示的实施例的制造方法中，在机匣本体1设置有容置孔的基础上，为了便于具有避让段的纤维绕过容置孔对应的位置，提供成型模具还包括提供凸起部，凸起部包括设置于芯模6上的对应于容置孔的位置并与容置孔的形状适配的第二凸起部60a、60b、60c。第二凸起部60a、60b、60c的尺寸根据容置孔的尺寸确定，设计时考虑必要的工艺误差及复合材料的固化变形误差。步骤1.3中，采用纤维在芯模6的周向外侧制作机匣本体1的纤维预制体包括：使部分纤维的避让段绕过第二凸起部60a、60b、60c。按上述方式制作机匣本体1的纤维预制体时，考虑必要的工艺误差及复合材料的固化变形误差。
94.在一些实施例中，纤维包括第一纤维、第二纤维和第三纤维。其中，第一纤维包括本体段，至少部分第一纤维还包括位于本体段两端的预留段，本体段和预留段分别用于制作机匣本体1的纤维预制体和法兰2、3的纤维预制体。第一纤维、第二纤维和第三纤维均可包括避让段。
95.如图3所示，步骤1.3中，采用纤维在芯模6的周向外侧制作机匣本体1的纤维预制体包括：使第一纤维以本体段与第二纤维交叉地设置。作为制作机匣本体1的纤维预制体的具体形式，可以采用第一纤维和第二纤维，通过机织工艺在芯模6的周向外侧机织筒状的二维织物或三维织物，形成一层或多层纤维预制体。
96.上述实施例中，第一纤维与第二纤维的设置方向并不唯一，只要第一纤维与第二纤维能够形成强度符合要求的交叉的织物结构即可，并且，对于具有避让段的第一纤维和第二纤维，只要满足第一纤维的避让段和第二纤维的避让段绕过第二凸起部60a、60b、60c即可。例如，在避让段之外，即在容置孔对应的位置之外，可以使第一纤维51、52沿芯模6的轴向设置。又例如，在避让段之外，即在容置孔对应的位置之外，可以使第二纤维41、42、43沿芯模6的周向设置。
97.在一些实施例中，如图3所示，在芯模6上制作第一层纤维预制体10a时，在避让段之外，使第一纤维51、52沿芯模6的轴向设置，作为经纱；在避让段之外，使第二纤维41、42、43沿芯模6的周向设置，作为纬纱。第一纤维51、52以本体段与第二纤维交叉设置，且至少部分第一纤维的长度大于芯模6的长度，多出的延伸芯模6轴向两端以外的部分作为预留段
51a、52a、51b、52b。预留段51a、52a的长度以及预留段51b、52b的长度分别根据法兰2、3的径向尺寸确定。将纤维预制体10a中的第一纤维的预留段作为一组，本体段两端的预留段分别牵引至约束端f1和f2并进行固定。第二纤维设置于与芯模6两端边缘对齐的第二纤维42和43之间。
98.在芯模6上制作第一层机匣本体1的纤维预制体10a后，还可以根据上述方法沿芯模6的径向依次向外侧制作更多层机匣本体1的纤维预制体，例如机匣本体1的纤维预制体10b、10c，直至达到设计要求的层数。
99.步骤1.4、将第一外模7套设于机匣本体1的纤维预制体的外侧，如图4所示。
100.步骤1.5、采用纤维在第一外模7的轴向端面外侧制作法兰2、3的纤维预制体。
101.如图4所示，在一些实施例中，在法兰2、3设置有连接孔21、31的基础上，为了便于具有避让段的纤维绕过连接孔21、31对应的位置，提供成型模具还包括提供凸起部，凸起部包括设置于第一外模7上的对应于连接孔21、31的位置并与连接孔21、31的形状适配的第一凸起部70。第一凸起部70的尺寸根据连接孔21、31的尺寸确定，设计时考虑必要的工艺误差及复合材料的固化变形误差。步骤1.5中，采用纤维在第一外模7的轴向端面外侧制作法兰2、3的纤维预制体包括：使部分纤维的避让段绕过第一凸起部70。按上述方式制作法兰2、3的纤维预制体时，考虑必要的工艺误差及复合材料的固化变形误差。
102.在一些实施例中，纤维包括第一纤维、第二纤维和第三纤维。其中，第一纤维包括本体段，至少部分第一纤维还包括位于本体段两端的预留段，本体段和预留段分别用于制作机匣本体1的纤维预制体和法兰2、3的纤维预制体。第一纤维的本体段、第一纤维的预留段、第二纤维和第三纤维均可包括避让段。
103.步骤1.5中，采用纤维在第一外模7的轴向端面外侧制作法兰2、3的纤维预制体包括：使第一纤维以预留段与第三纤维交叉地设置。作为制作机匣本体1的纤维预制体的具体形式，可以采用第一纤维和第三纤维，通过机织工艺在芯模6的周向外侧机织筒状的二维织物或三维织物，形成一层或多层机匣本体1的纤维预制体。
104.上述实施例中，第一纤维与第三纤维的设置方向并不唯一，只要第一纤维与第三纤维能够形成强度符合要求的交叉结构即可。并且，对于具有避让段的第一纤维和第三纤维，只要满足第一纤维的避让段和第三纤维的避让段绕过第一凸起部70即可。例如，如图6和图7所示，在避让段之外，即在连接孔对应的位置之外，可以使第一纤维51、52的预留段53a、54a、55a、56a、57a和58a沿第一外模7的径向设置，作为经纱；又例如，如图9所示，在避让段之外，即在连接孔对应的位置之外，可以使第三纤维90、91、92、93、94、95、96、97沿芯模6的周向设置，作为纬纱。
105.在一些实施例中，如图6、图7和图9所示，分别从两个约束端解除对应于最外层的机匣本体1的纤维预制体的第一纤维的预留段的固定，将预留段53a、54a、55a、56a、57a和58a翻转，在避让段之外，贴着第一外模7的轴向外侧的端面沿第一外模7的径向设置，作为经纱；在避让段之外，使第三纤维90、91、92、93、94、95、96、97沿芯模6的周向设置，作为纬纱。
106.如图5所示，若采用相关技术中去除材料的方法获取连接孔等开孔特征，翻转后的第一纤维的预留段53a、54a、55a、56a、57a和58a呈放射状分布，加工连接孔21时，将打断其中的53a、54a和55a，并且可能损伤其中的56a。
107.本公开关于第一纤维的避让段l1绕过第一凸起部70可以采取以下两种方式。
108.在一些实施例中，使部分纤维的避让段绕过第一凸起部70包括：同一层内相邻两条第一纤维的避让段l1在层内并排地绕过第一凸起部70。例如，如图6所示，同一层内的第一纤维53a、54a、55a和56a均包括避让段，其中，第一纤维53a的避让段贴合于第一凸起部70的侧面，各第一纤维53a、54a、55a和56a的避让段并排地绕过第一凸起部70设置，形成类似于直径不同的同心圆的铺放方式。
109.在另一些实施例中，使部分纤维的避让段绕过第一凸起部70包括：同一层内相邻两条第一纤维的避让段沿法兰2、3的纤维预制体的厚度方向堆叠地绕过第一凸起部70。例如，如图7所示，位于一层内的第一纤维53b、54b以及位于另一层内的第一纤维55b、56b均包括避让段，其中，第一纤维53b、54b、55b和56b的避让段均贴合于第一凸起部70的侧面，沿法兰2、3的纤维预制体的厚度方向，第一纤维54b叠放于第一纤维53b上，第一纤维56b叠放于第一纤维55b上，形成类似于直径相同的同心圆的铺放方式。为了更好地控制法兰3的纤维预制体的厚度，可对应地在机匣本体1的纤维预制体上设置与第一纤维的本体段设置方向相同的减纱r1、r2。
110.如图8所示，若采用相关技术中去除材料的方法获取连接孔等开孔特征，翻转后的第三纤维90、91、92、93、94、95、96、97呈同心圆状分布，加工连接孔21时，将打断其中的93和94，并且可能损伤其中的92和95。
111.本公开关于第三纤维的避让段l3绕过第一凸起部70的方式如下：如图9所示，同一层内的第三纤维90、91、92、93、94、95、96、97沿第一外模7的径向依序向外侧设置，其中第三纤维93、94具有避让段l3，避让段l3从第一凸起部70的两侧分别绕过第一凸起部70。
112.使用不影响基体材料成型的方式将交叉设置的第一纤维和第三纤维固定，例如牵引固定、缝合、施加定型剂等，以形成第一层法兰2的纤维预制体20c和法兰3的纤维预制体30c。
113.在芯模6上制作第一层法兰2的纤维预制体20c和法兰3的纤维预制体30c后，可以依序解除对应于其他各层机匣本体1的纤维预制体的第一纤维的预留段的固定，根据上述方法交叉设置第一纤维和第三纤维，制作各层法兰2、3的纤维预制体。在最外层的第一纤维，可以不设置第三纤维。
114.根据上述纤维预制体的制作步骤，由于第一纤维翻转之后半径增大，纤维预制体厚度会逐步减小，可以通过调整第一纤维和第三纤维的规格或分布密度，使纤维预制体的厚度满足设计要求，从而形成等厚度的或变厚度的法兰2、3的纤维预制体。
115.在一些实施例的制造方法中，对于具有机匣本体1和法兰2、3的机匣，步骤2中，采用基体材料与纤维预制体制作复合材料层包括步骤2.1～步骤2.4。
116.步骤2.1、提供成型模具，包括提供模具主体的第二外模81、82。
117.第二外模81、82用于与芯模6和第一外模7形成填充基体材料所需的封闭腔体。
118.步骤2.2、将第二外模81、82设置于法兰2、3的纤维预制体的外侧并与芯模6和第一外模7形成封闭腔体，纤维预制体位于封闭腔体内，如图10所示。
119.第二外模81、82可以采用硬质合金模具或柔性材料模具。
120.步骤2.3、向封闭腔体内填充基体材料，例如树脂。
121.为了防止填充基体材料时基体材料流入第一凸起部70和第二凸起部60a、60b、60c
周围，可在第一凸起部70和第二凸起部60a、60b、60c的位置采取进一步的密封措施。
122.步骤2.4、固化基体材料，脱模形成复合材料层。
123.为了便于脱模，可以在制作纤维预制体之前，在芯模6和第一外模7的表面，尤其是第一凸起部70和第二凸起部60a、60b、60c的表面涂抹脱模剂。
124.在一些未图示的实施例的机匣中，机匣还包括设置于孔的内壁的衬套，以对孔起到保护作用。
125.对应于机匣的孔的内壁设置有衬套的情形，在一些实施例的制造方法中，机匣的制造方法还包括：提供衬套；使衬套可拆卸地设置于第一凸起部70的外壁和/或第二凸起部60a、60b、60c的外壁。前述步骤2采用基体材料与纤维预制体制作复合材料层之后，使衬套随复合材料层一起脱模以使机匣包括与复合材料层一体成形的衬套。
126.在一些未图示的实施例的机匣中，主体还包括金属层，主体的金属层和复合材料层形成混合结构的机匣，以进一步改善机匣的力学性能。
127.对应于机匣的主体包括金属层的情形，在一些实施例的制造方法中，机匣的制造方法还包括：提供金属层；使金属层可拆卸地设置于芯模6的周向外侧。前述步骤2采用基体材料与纤维预制体制作复合材料层之后，使金属层随复合材料层一起脱模以使机匣包括与复合材料层一体成形的金属层。
128.如图2至图10所示，本公开的一些实施例还提供一种前述机匣的成型模具，该成型模具与本公开实施例提供的机匣的制造方法结合，可用于制造本公开一些实施例提供的机匣，并且具有本公开实施例的机匣的优点。
129.成型模具包括模具主体和凸起部。凸起部设置于模具主体上对应于孔的位置并与孔的形状适配。使用该成型模具制造本公开实施例的机匣时，凸起部可以占据孔对应的位置，纤维的避让段通过绕过凸起部，即可实现孔的对应的位置。
130.在一些实施例的成型模具中，模具主体包括芯模6、第一外模7和第二外模81、82。芯模6被配置为制作机匣本体1的纤维预制体的模具。第一外模7被配置为制作法兰2、3的纤维预制体的模具。第二外模81、82被配置为与芯模6和第一外模7形成填充基体材料所需的封闭腔体。凸起部包括第一凸起部70和第二凸起部60a、60b、60c至少之一。其中，第一凸起部70设置于第一外模7上的对应于连接孔21、31的位置并与连接孔21、31的形状适配；第二凸起部60a、60b、60c设置于芯模6上的对应于容置孔的位置并与容置孔的形状适配。
131.第一凸起部70和第二凸起部60a、60b、60c可以通过螺纹连接等可拆卸的连接方式分别固定于芯模6和第一外模7上。为了便于第一凸起部70和第二凸起部60a、60b、60c对应的位置的脱模，第一凸起部70和第二凸起部60a、60b、60c可设置一定的锥度。
132.在一些未图示的实施例的成型模具中，第一凸起部70和/或第二凸起部60a、60b、60c的外壁设置有可拆卸的衬套，衬套被配置为与复合材料层一体成形。
133.在一些未图示的实施例的成型模具中，芯模6的周向外侧设置有可拆卸的金属层，金属层被配置为与复合材料层一体成形。
134.关于衬套和金属层的作用，以及衬套和金属层从成型模具上转移到机匣上的制作方式，可参照前面的相关描述。
135.根据前述机匣的制造方法的步骤1.2，为了便于成型的机匣整体脱模，在一些实施例的成型模具中，芯模6为组合模具。如图2所示，芯模6包括可拆卸的芯模部件6a、6b和6c。
芯模部件的形状和数目根据机匣的尺寸和结构特点确定。各芯模部件可以一体化加工，也可以分别加工后组装为一体。芯模6也可以采取不同于图2的其他组装形式。
136.根据前述机匣的制造方法的步骤1.2，为了便于成型的机匣整体脱模，在一些实施例的成型模具中，第一外模7为组合模具。如图4所示，第一外模7包括可拆卸的第一外模部件7a和7b。第一外模部件的形状和数目根据机匣的尺寸和结构特点确定。各第一外模部件可以一体化加工，也可以分别加工后组装为一体。第一外模7也可以不同于图4的其他组装形式。
137.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。