复合材料成型模具的数字化设计技术

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1、论坛FORUM复合材料成型模具的数字化设计技术DigitalDesignTechnologyforCompositesComponentMouldandDie南京航空航天大学机电学院査文陆安鲁陵王岩黄曜峰哈尔滨飞机工业集团有限责任公司李红伟模具在复合材料产品制造过程中起着举足轻重的作用。采用数字化设计与制造方法能够显著提高复合材料成型模具研制效率和模具的设计质量，缩短生成准备周期。DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.09.057在复合材料产品制造过程中起着举精度高、表面质量好，以保证复

2、合材足轻重的作用。采用数字化设计与料构件成型后的外形符合设计要求；制造方法能够显著提高复合材料成支撑结构用来保证模具结构的稳定型模具研制效率和模具的设计质量，性，因此要求具有足够的刚度和强缩短生成准备周期。本文以图1所度；支撑结构上通常开有散热孔，以査文陆示的框架式复合材料成型模具为例，保证模具在热压罐内的传热性好。南京航空航天大学机电学院航空宇航制造工程硕士研究生，主要研究方详细介绍如何应用数字化设计技术向为数字化设计与制造。来提高模具的设计质量和效率。参数化设计方法的应用框架式成型模具通常由模板和成型模具的数字化

3、建模过程：支撑结构组成，模板制造中要求型面根据产品模型提取模板上模面，经检复合材料凭借其高比强度、高比模板测、延拓、翻边、等距等操作生成模刚度、高比模量等一系列优点被越来板；在模板的基准平面上创建与模越多地应用到飞机结构上来，并明显板下模面完全贴合型板实体，其上定减轻飞机的结构重量，大幅提高飞机义散热孔、卡槽特征；根据型板的位结构效率，其用量成为航空航天结构置，在基准平面上设计底板，最后在[1]的先进性标志之一。复合材料构产品的重心两侧对称地创建叉车槽。件的成型通常要在模具中完成，模具上述设计方法较依赖模具设计在很大

4、程度上影响着产品的内部质人员所掌握的知识和经验，不同的设量和表面状态，模具的尺寸、重量对计者设计出的型板排布、框格间距、散热孔支撑结构模具成本以及复合材料制件总的制散热孔尺寸、叉车槽等都会有所不造成本有很大影响，这些都使得模具图1典型的框架式成型模具同，且设计重复性劳动较多，效率低57航空制造技术·2015年第9期论坛FORUM下。为改善这种局面，研究人员对此驱动参数的改变而自动修改。下面用于为各种模面建立支撑板排布，图进行了研究，张虹对飞机复合材料构以模具支撑板与散热孔为例，介绍参2中典型多边形轮廓便是依据这一件工

5、装设计知识库系统进行了研究数化设计技术的应用。参数化模型所建立的排布。[2][3][4]与开发，张富官、田欢欢研究（1）支撑板排布的参数化。（2）散热孔形状与位置参数化。了应用参数化技术开发复合材料成由于复合材料构件的多样性，其如图3所示，每个支撑板上都有型模具设计系统，充分借鉴、吸收企曲面的形状各不相同，导致其模具样一系列的散热孔、卡槽，并且可能有业工装设计人员的设计经验，对工装式也各不相同。但在模面经过延拓、叉车槽孔。由于每个支撑板的轮廓设计中依据的原理、方法和已有的设翻边、等距等操作生成模板后，其外由模面、底板

6、基准面以及模具投影多计实例进行梳理和分析，一方面构轮廓均可呈多边形，然后在此多边形边形边缘轮廓所决定，其中根据输入建工装设计知识库，将规则、典型结的基础之上构建模具的支撑结构。驱动参数——散热孔类型，半圆形散构、设计实例、设计数据等纳入其中，分析归纳这些多边形的主要轮廓形热孔半径及间距、边距，散热孔半径，供工装设计人员参考；另一方面，将状，典型的多边形如图2所示。在此散热孔分层间距等，并结合内部特殊这些经验、规则嵌入参数化设计模多边形的轮廓之中建立支撑板排布情况判断是否需要预留叉车槽，是否块中，使得所设计出的模具结构

7、合的参数化模型，整体排布模型主要具有随形散热孔，卡槽与支撑板边缘理，符合规范，具有较高质量，并基于由6个参数驱动，分别是外轮廓多边之间距离是否足够开设散热孔等。CATIA开发参数化设计向导工具集，形、U向垂直方向参考线、U向间距、综合驱动参数与细节判断，可以为具实现模具的参数化设计，从而为解决V向间距、内支撑板宽度以及外支撑有明确轮廓的支撑板创建上述一系工装设计重复性劳动多、设计效率低板宽度；并结合在内部之间U向垂列特征。由于依据同一底板基准面的问题提供了一条有效途径。直于参考线，U、V垂直等参数约束和投影多边形边缘

8、轮廓能够同时满应用参数化设计方法的具体操关系，在确定好这一系列主要参数及足各支撑板的同一位置的散热孔基作是，先分析模具结构并提取模具的约束后，再加上一些逻辑判断，处理本在同一直线上，以确保散热效率，主要结构尺寸，依据模型设计规范对不能够整除的多余距离处的支撑板从而实现虽然支撑板形状不一，但仍各部分尺寸建立参数关联和模具结布置等细节。支撑板排布的