2.1陽(yáng)模平臺(tái)制作與調(diào)平

 

　　制作高精度的模型首先必須搭建高精度的基準(zhǔn)平臺(tái)， 搭建葉片陽(yáng)模基準(zhǔn)平臺(tái)的關(guān)鍵在于其整體平面度、水平度和穩(wěn)定性。一般采用大型槽鋼做橫撐梁， 沿長(zhǎng)度方向按一定間距排列，其槽鋼與地用地腳螺栓連接，先用激光掃平儀進(jìn)行粗調(diào)節(jié)，基本固定后再用水平儀調(diào)節(jié)高度，在基本滿足要求時(shí)在橫梁上順著長(zhǎng)度方向固定鋼軌。在基本結(jié)構(gòu)搭建完成后，用葉尖、葉根、葉中三臺(tái)水平儀進(jìn)行再校正，對(duì)每次調(diào)節(jié)的活動(dòng)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，如此反復(fù)調(diào)整，使平臺(tái)滿足使用要求。

 

　　2.2截面板設(shè)計(jì)、加工與安裝

 

　　陽(yáng)模平臺(tái)搭建完畢之后，采用截面板的方式控 制葉片外形并將其固定于鋼軌平臺(tái)之上。圖3為截面板外形設(shè)計(jì)圖。首先將葉片三維圖轉(zhuǎn)化成CAD圖，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)截面板做出凹槽位置。

 

 

　　此外，在截面板上還要進(jìn)行連接孔的設(shè)計(jì)，用于截面板之間的連接，如圖4所示。截面板設(shè)計(jì)完成后， 利用CNC雕刻機(jī)編制程序加工截面板。截面板在平臺(tái)上采用激光定位，先在鋼軌兩端固定發(fā)射裝置和接收裝置，在葉根、葉中和葉尖處各立一塊截面板，使得激光發(fā)射裝置發(fā)射的激光穿過這三塊板正好打在接收裝置上的中心處，安裝過程中保證葉片中基準(zhǔn)截面板上激光的大小位置不變。

 

 

　　2.3陽(yáng)模表面制作

 

　　圖5所示為截面板L的木條拼接。圖6所示為三合板蒙皮制作。如圖5和圖6所示，截面板定位安裝完成后，在其預(yù)留的凹槽里采用木條填充拼接，木條填充完畢后再在上面蒙制三合板，然后進(jìn)行密封層制作，最后對(duì)表面進(jìn)行后處理即可完成陽(yáng)模制作。

 

　　2.4陽(yáng)模制作過程中需要注意的幾個(gè)問題

 

　　木質(zhì)陽(yáng)模雖然有成本低、加工周期短等優(yōu)點(diǎn)，但 用這種方法制作陽(yáng)模必須注意以下問題：

 

　　（1）整體收縮變形

 

　　因木質(zhì)陽(yáng)模的截面板是由密度板加工而成，對(duì)環(huán)境濕度比較敏感，使用過程中模型整體收縮變形嚴(yán)重。解決方式通常有兩種：其一是對(duì)截面板四周加工處刷封孔劑以減少截面板的吸濕變形。其二是采取加固的方式，比如在截面板處立支撐，減少截面板收縮變形；

 

　　（2）葉根需加固

 

　　木質(zhì)陽(yáng)模制作過程中， 葉根基圓是整套陽(yáng)模因受力最易變形的地方，可以在葉根基圓處安裝鋼板作為葉根擋板，在保證其垂直度的前提下進(jìn)行焊接加固， 將第一塊CNC雕刻截面板與鋼板采用螺栓連接，以防止陽(yáng)模葉根的變形；

 

　　（3）型面不平順

 

　　木質(zhì)陽(yáng)模的表面修型主要采用手工刮膩?zhàn)优c檢驗(yàn)樣板校核相結(jié)合的方式， 用CNC數(shù)控雕刻機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)的帶激光定位眼的檢驗(yàn)樣板，通常間距1m一個(gè)，檢測(cè)時(shí)保持樣板的垂直與水平并且使激光能夠穿透所有的檢驗(yàn)樣板，將樣板處的木質(zhì)陽(yáng)模型面修復(fù)完畢后，再將各樣板之間的型面平滑過渡。由于完全靠手工制作，所以型面會(huì)存在波浪線問題，這個(gè)可以通過調(diào)整修型工序和提高員工的操作水平來解決。

 

　　3 風(fēng)電葉片模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)

 

　　復(fù)合材料葉片模具主要由玻璃鋼殼體、支撐鋼 架、加熱系統(tǒng)以及液壓翻轉(zhuǎn)與鎖緊裝置等組成。

 

　　3.1模具設(shè)計(jì)技術(shù)

 

　　3.1.1模具殼體結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)

 

　　模具殼體結(jié)構(gòu)層又分為內(nèi)結(jié)構(gòu)層、外結(jié)構(gòu)層以及加固層。控制模具的各向同性是實(shí)現(xiàn)尺寸精確度及穩(wěn)定性、傳熱均勻性的重要手段。一般采用0/45/90/——45四軸玻璃纖維織物對(duì)模具復(fù)合材料結(jié)構(gòu)層進(jìn)行各向同性設(shè)計(jì)，保證模具復(fù)合材料層結(jié)構(gòu)和傳熱上的均勻性，避免和消除一部分施工過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。此外，通過借助CAE技術(shù)對(duì)模具的受力進(jìn)行分析研究，根據(jù)分析結(jié)果在模具被覆層一些重要部位進(jìn)行加固，夾芯加筋結(jié)構(gòu)的使用可增強(qiáng)模具復(fù)合材料層的剛性，對(duì)穩(wěn)定模具尺寸有重要作用。

 

　　3.1.2 模具支撐鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

 

　　鋼架結(jié)構(gòu)用來支撐上、下半個(gè)模具，首先必須滿足強(qiáng)度和剛度要求。在模具起吊、翻轉(zhuǎn)時(shí)，模具鋼結(jié)構(gòu)必須能夠承受大約20t的重力而本身無塑性變形，其中包括半個(gè)葉片（3t）與上模自重（17t）。在玻璃鋼模具制造過程中，其剛度和重量是兩個(gè)相互矛盾而又十分重要的因素。以目前市場(chǎng)主流產(chǎn)品40.25m葉片模具為例，一套模具重18t，其中鋼架占整個(gè)模具重量的33%，對(duì)鋼架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可以在保證其強(qiáng)度、剛度的同時(shí)減輕重量，從而減輕整個(gè)模具的重量，對(duì)降低成本、運(yùn)輸起到很大作用。如圖7所示CAE分析計(jì)算圖， 通常先借助CAE技術(shù)對(duì)模具結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行受力分析，設(shè)計(jì)模具鋼架結(jié)構(gòu)單元，根據(jù)實(shí)際翻轉(zhuǎn)的高度設(shè)計(jì)鋼架的整體高度，鋼架的左右腿根據(jù)葉片翻邊的外形高度而定，保持上表面水平，然后進(jìn)行模具鋼架整體三維建圖。圖8所示為模具鋼架示意圖。

 

 

　　模具對(duì)鋼架的第二點(diǎn)要求是其外形與模具的玻 璃鋼殼體要隨形， 保持模具復(fù)合材料層與鋼架連接的協(xié)同變形。目前40m以上長(zhǎng)度的葉片基本都使 用環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂在固化過程中需要加熱，同時(shí)葉片在合模過程中粘接膠也需要加熱固化，這就 使模具的復(fù)合材料層和鋼架處于不同溫度中，因此解決復(fù)合材料和鋼材熱脹冷縮時(shí)的矛盾變得非常重 要。目前有兩種方式。圖9（a）為第一種方式，即在鋼架與復(fù)合材料層之間采用分段連接。預(yù)先在模具 復(fù)合材料層上每隔一定距離糊制預(yù)埋件， 預(yù)埋件與鋼架之間采用連接套筒固定，使模具復(fù)合材料面層 與金屬鋼架自由均勻伸長(zhǎng)，減少了熱應(yīng)力的產(chǎn)生。圖9（b）為第二種方式，即在鋼架與復(fù)合材料層之間采用整體連接。此種方式在模具前后緣部分固定兩根通長(zhǎng)的鋼管，鋼架每隔一定距離與鋼管采用滑動(dòng)裝置連接，該連接可以在軸線方向、軸線垂直方向和上下方向進(jìn)行調(diào)節(jié)， 在保證正常生產(chǎn)產(chǎn)品的同時(shí)減少了模具的應(yīng)力集中， 增加了模具的使用壽命。