复合材料构件成型模具设计方法

主要指支架的轮廓多边形, 根据轮廓多边形的尺寸及用户输入的参数计算具体结构的主尺寸, 例如根据用户输入的ni 或者di 计算型架板草图的长度参数Bi= F( L i, ni, di ) 等。当设计草图完全确定后, 根据计算或者输入的详细设计参数( 截面参数) , 利用CAD 的扫掠( loft ) 功能生成最终的实体模型, 完成支架部分的设计。

6　复合材料构件模具设计系统的开发

　　基于以上对复合材料构件成型模具设计方法的研究, 整个复合材料构件模具的设计可分为3 个阶段进行: 成型曲面的可加工性检测阶段, 模具体设计阶段以及支架设计阶段, 采用自顶向下的设计模式, 利用向导的方式指导设计者进行模具的设计。开发了其数字化设计系统, 该系统主要包括3个模块: 成型曲面可加工性检测模块、模具体设计模块、支架参数化设计模块。其系统的结构如图5所示。

　　成型曲面可加工性评价模块主要是在设计初期, 对复合材料构件成型曲面按照曲面本身的设计质量以及企业现有的资源条件进行检查, 在设计阶段判断出不符合设计质量的曲面, 以免影响后续的加工制造, 出现加工迭代情况。模具体的设计模块主要是在设计模具体阶段, 考虑到成型曲面在设计过程中不易偏置, 而且模具体与支架结构制造方式的不同, 防止因制造误差而引起的模具体与模具支架不能装配的情况, 保证设计的模具体与支架的成功装配, 减少模具体的变形, 提高精度。支架的参数化设计模块主要在设计支架时, 利用参数化设计思想, 减少设计者的大量而烦琐的重复绘图工作, 提高设计效率。

　　根据企业的实际需求, 本系统基于CAA 进行二次开发, 集成于CAT IA 系统中。该系统已在国内某大型航空企业中得到了成功应用, 取得了很好的应用效果。图6 为根据本系统设计的飞机某复合材料构件成型模具以及系统的部分界面。
7　结束语

　　本文研究了复合材料构件模具自顶向下的设计过程中的若干关键技术, 开发了相应的设计系统。为减少加工迭代问题, 今后将针对成型曲面的质量检测技术做更加深入的研究; 根据不同的工艺、工件的大小、形状特征、经验知识等因素, 总结复合材料构件模具材料的选择方法, 以及模具设计中的经验和知识, 建立相应的设计知识库系统, 以辅助复合材料构件模具的设计。


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