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1、第41卷第6期南京航空航天大学学报Vol.41No.62009年12月JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsDec.2009复合材料构件成型模具设计方法李桂东周来水(南京航空航天大学机电学院,南京,210016)摘要:树脂基纤维增强复合材料构件成型模具根据其材料可分为金属模和复合材料模,金属模利用数控加工方式制造,复合材料模利用过渡模铺帖成型,因其特殊的结构和工艺性,其设计过程和方法有别于普通的机械零件成型模具。本文分析了复合材料构件模具结构及
2、现有设计存在的问题,采用数字化设计的方法和流程,解决了成型曲面的可加工性检测、成型曲面的整体偏置以及模具支架的参数化设计等关键技术,开发了相应的设计系统。关键词:复合材料构件;模具设计;数字化设计;参数化设计中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1005-2615(2009)06-0777-06DesignMethodforCompositeComponentMoldLiGuidong,ZhouLaishui(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,Na
3、njingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing,210016,China)Abstract:Theresinmatrixfiber-reinforcedcompositecomponentmoldcanbedividedintothemetalmoldandthecompositemoldbasedonitsmaterial.Themetalmoldcanbemanufacturedbymachiningandthecompositemoldisformed
4、bythetransitionmold.Thedesignprocessandthedesignmethodaredifferentfromthegeneralformingdieofthemechanicalpartbecauseofitsspecialstructuresandmanu-facturability.Inthispaper,thestructureofthemoldandthepresentdesignproblemareanalyzed.Thedigitaldesignmethodandi
5、tsprocessareused,andthekeytechnologiesaresolved:checkingofmachin-abilityforthemoldingsurface,aholisticoffsetmethodofthemoldingsurfaceandparametricdesignmodelofthemoldsupport.Finally,adesignsystemisdevelopedbasedontheproposedmethodologies.Keywords:compositec
6、omponents;molddesign;digitaldesign;parametrizationdesign复合材料是一种具有高强度、高刚性以及具有错返工率减少75%,成本降低25%,已经成为数字良好的抗疲劳性、抗腐蚀性等一系列优点的新型材化设计制造技术在飞机研制中应用的标志和里程[2]料,已经广泛应用于航空航天企业。在国内飞机制碑。造业中,复合材料构件的设计制造大多仍沿用传统模具是复合材料构件制造用的主要工艺装备,的模拟量尺寸传递体系。随着计算机技术的发展,用以确定制件形状、结构关系、控制外缘和获得良数
7、字化设计技术在飞机制造领域备受关注,国内航好的表面质量,在模具上完成复合材料聚合固化,空企业虽然对利用数字化技术实现“无纸化”生产有时还在成形模上进行预浸料的铺叠,复合材料模[1]进行了相应的摸索和实践,但与国外相比还存在具的设计制造对复合材料构件的产品质量影响较[3]一定的差距,美国波音公司在波音777型飞机型号大,要求模具的设计合理。国内外学者对普通的研制中采用数字化技术,使研制周期缩短50%,出机械零件成型模具CAD/CAM技术进行了深入的基金项目:国家自然科学基金(60673026)资助项目;教育部高
8、等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助项目。收稿日期:2008-12-15;修订日期:2009-06-26作者简介:李桂东,男,博士研究生,1982年12月生;周来水(联系人),男,教授,博士生导师,E-mail:zlsme@nuaa.edu.cn。778南京航空航天大学学报第41卷[4-5]研究,而未见对复合材料构件成型模具的CAD/的设计原始依据是飞机构件的外形曲面,模具的设CAM技术的研究。复
