1.一种热压成形框架结构模具，其特征是，包括下模（1）和上模（2），所述下模（1）通

  过若干交错设置的横纵筋板形成型面Ⅰ（3），所述上模（2）通过若干交错设置的横纵筋板形

  成型面Ⅱ（4），所述型面Ⅰ（3）和所述型面Ⅱ（4）扣合，形成与待成形零件型面曲率相适配的

  2.如权利要求1所述的一种热压成形框架结构模具，其特征是，所述下模（1）和所述

  上模（2）均包含若干横向筋板（6）和纵向筋板（7），所述横向筋板（6）与所述纵向筋板（7）榫

  卯连接后焊接，形成具有离散型面的框架结构件，所述横向筋板（6）的顶面和所述纵向筋板

  3.如权利要求2所述的一种热压成形框架结构模具，其特征是，相邻所述横向筋板

  （6）相互平行，相邻所述纵向筋板（7）相互平行，所述横向筋板（6）与纵向筋板（7）相互垂直。

  4.如权利要求2所述的一种热压成形框架结构模具，其特征是，所述框架结构件对应

  待成形零件边界及脊线位置设置辅助成形筋条（8），所述辅助成形筋条（8）设置在横向筋板

  （6）和纵向筋板（7）形成的网格结构内，所述辅助成形筋条（8）平行于横向筋板（6）或纵向筋

  板（7），所述辅助成形筋条（8）与横向筋板（6）或纵向筋板（7）焊接连接。

  5.如权利要求2所述的一种热压成形框架结构模具，其特征是，所述型面Ⅰ（3）设置定

  位块（10），所述定位块（10）固定设置于型面Ⅰ（3）的边缘位置，所述定位块（10）凸出型面Ⅰ高

  度小于成形零件厚度，所述型面Ⅰ（3）和型面Ⅱ（4）均设置有基准孔（9）。

  6.如权利要求2所述的一种热压成形框架结构模具，其特征是，所述下模（1）和所述

  7.如权利要求1‑7任一所述的一种热压成形框架结构模具，其特征是，所述外框体设

  S1：制备框架结构件：通过板材切割制得若干矩形筋板，在所述矩形筋板上切割凹槽，

  通过所述凹槽将所述矩形筋板以榫卯结构纵横交错连接，调整相邻横向筋板（6）相互平行，

  相邻纵向筋板（7）相互平行，横向筋板（6）与纵向筋板（7）互相垂直，其后焊接固定横向筋板

  S2：加工型面：依据待成形零件边界及脊线位置，分别在两个所述框架结构件内焊接设

  置辅助成形筋条（8），再对两个所述框架结构件进行机加工，在其中一个所述框架结构件形

  成型面Ⅰ（3），另一所述框架结构件形成型面Ⅱ（4），在型面Ⅰ（3）和型面Ⅱ（4）设置基准孔

  S3：细节处理：打磨型面Ⅰ（3）和型面Ⅱ（4），在型面Ⅰ（3）设置定位块（10），所述定位块

  9.如权利要求8所述一种热压成形框架结构模具的制备方法，其特征是，S1还包括，

  设置外框体的步骤：依据框架结构件大小，切割板材形成矩形底板（5）和矩形侧壁板，调整

  框架结构件位于底板（5）中心，使框架结构件的横向筋板（6）和纵向筋板（7）垂直于底板

  （5），其后在底板（5）上焊接固定框架结构件；将侧壁板垂直底板（5）设置，调整侧壁板合围

  框架结构件，其后将侧壁板与底板（5）和框架结构件焊接固定，侧壁板之间互相焊接。

  10.一种热压成形框架结构模具的设计方法，使用软件包括Catia，包括如下步骤：

  步骤A：提取零件曲面（15）数据导入设计软件中，调整零件位置凸面向下，通过“外插延

  步骤B：利用步骤A中生成的曲面一（16）进行调平：取曲面一（16）四个端点，利用“平均

  通过点”命令生成平面一（18），取曲面一（16）两端曲线），将直线）上生成直线）以直线）以直线）作为

  步骤C：利用步骤B中生成的平面三（21），沿其法向进行偏移，生成平面四（22）作为分模

  步骤D：利用步骤A中生成的曲面一（16），各边界方向再次进行“外插延伸”，生成曲面二

  步骤E：以步骤C中生成的平面四（22）作为草图平面，绘制模具外廓尺寸草图一（24），草

  图一（24）为矩形边界，宽度方向两边均需比步骤A中生成的曲面一（16）最大外形大，长度方

  步骤F：以步骤E中生成的草图一（24）沿着长度、宽度方向偏移扩大，并填充为平面片体

  一，所述平面片体一与步骤D中生成的曲面二（23）进行修剪操作和倒圆角操作，生成曲面三

  步骤G：以步骤E中生成的草图一（24），以步骤C生成的平面四为起始点，拉伸凸台，所述

  凸台最低点需低于零件最低点，并通过“抽壳”和“设置加强肋”命令将拉伸的凸台设置成框

  架结构主体，调节各筋板间距，设置各筋板厚度，再根据零件位置结构，在零件最低转折点

  步骤H：利用步骤F中生成的曲面三（25）分割步骤G中生成的下模框架结构主体，得到下

  步骤I：将步骤A中生成的曲面一（16）展开为平面片体二，对平面片体二的宽度方向和

  长度方向做补充绘制，得到矩形结构的长方体胚料，将长方体坯料按照零件在下模的实

  步骤J：对下模进行细节处理：底板加厚，设置法兰边，型面增加基准孔，完成下模设计；

  步骤K：以步骤D中生成的曲面二（23）按料厚进行偏移后通过“外插延伸”生成曲面四，

  再以步骤F中生成的平面片体一按料厚进行偏移生成平面片体三，将曲面四和平面片体三

  进行修剪并倒圆角，生成曲面五（29）作为上模分割曲面，上模分割曲面通过曲面四和平面

  步骤L：采用步骤G和步骤H中同样的方法，按照与下模同样的尺寸和筋条位置构建上模

  步骤M：将步骤I、步骤J、步骤L中生成的长方体坯料、下模、上模的数模导入有限元仿真

  软件中，建立热压过程有限元仿真模型，以实际成形参数进行热压过程成形仿真，并将仿真

  成形的零件与理论零件作对比，依据对比结果，对上模和下模增加辅助成形筋条（8），调

  步骤N：在步骤M中所建立的有限元仿真模型的基础上，分别将上模和下模设置为弹塑

  性变形体再次进行仿真，对上模和下模的强度进行校核，若上模或下模的最大变形超过

  3mm，则以增加加强筋、增加板厚、缩短纵横筋条间距的至少一种方式来增加模具强度；

  近年来，随着飞机制造业的快速的提升，复材蒙皮零件外形逐渐朝着大型化、大曲

  率方向发展，在此背景下，对复材蒙皮零件的气动外形、孔隙率、缺陷率等缺陷控制上，有了

  更高的要求。因此，复材成形工装模板慢慢的变多的采用整体成形，尽可能的避免焊接工艺，以减

  过最高可达0.8MPa的高压条件、最高可达200℃左右的高温条件进行固化成形。此外，为确

  保复材零件成形后的机械性能、物理性能满足要求，复合材料成形过程中设置了较高的真

  空度要求。因此，复材成形模具在满足复材零件成形尺寸精度需求的同时，还需要具有较强

  的高温高压气密性。复材模板厚度通常为12  mm‑16mm，厚度公差为±2mm，模板厚度均匀。

  复材模板的预成形方法主要为：滚弯预成形、热压预成形、厚钢板整体加工以及逐

  点加压成形等。其中，滚弯预成形仅适用于型面为圆弧形、近似圆弧形的复材模板预成形；

  逐点加压成形方法仅适用于型面曲率变化较小、落差较小的复材模板预成形，该方法成形

  效果较差，不足以满足模板最终加工的等厚要求；厚钢板整体加工方法仅用于型面近似平面、

  型面落差较小的复材模板加工，该方法材料利用率极低，尤其是模板材料为Invar36（价格

  为普通钢的20‑30倍）时，会造成大量材料浪费；热压预成形方法则适用于大多数型面曲率

  目前，在航空制造领域，对于飞机研制过程中的一些试验性零件，其数量较少，研

  制周期紧张，此类复材零件的成形模要求能够以较低的成本快速制造。而行业内在对型面

  曲率变化大，型面最大落差较大的复材模板预成形时，一般会用整体铸钢或铸铁压模进行

  热压预成形。例如对比文件《一种大曲率金属厚板精确预成形方法》中有以下内容，“所述上

  模和下模的材质均采用铸铁或铸钢件，且上模和下模还均设置有减轻槽，加强筋厚度为60‑

  100mm，上模上设置有与机床定位的U型槽。”该办法能够通过上模和下模的完整型面将毛坯

  料精确成形，但该模具制造周期长，制造成本高，会拉长复材成形模的整体研制周期，提高

  作成本高及制作周期长的问题，提供一种热压成形框架结构模具及其设计方法，该框架结

  构模具能快速设计和制作，快速缩短了试验性零部件成形模具的制作周期，提高了飞机

  纵筋板形成型面Ⅰ，所述上模通过若干交错设置的横纵筋板形成型面Ⅱ，所述型面Ⅰ和所述

  本发明的一种热压成形框架结构模具，整体采用框架结构，设计简单，制作容易，

  上模和下模结构一致，各筋板之间连接牢固，型面易于加工和调整，设置有定位机构，能够

  实现加工零件的快速成形，零件成形过程中通过上模和下模形成的网状型面施力，模具可

  以满足飞机试验性零部件制作的精度要求，为飞机试验性零部件的制作提供了一种高效且

  所述横向筋板与所述纵向筋板榫卯连接后焊接，形成具有离散型面的框架结构件，所述横

  向筋板的顶面和所述纵向筋板的顶面共同构成离散型面的型面Ⅰ和离散型面的型面Ⅱ。上

  模和下模均由筋板卯榫构成，在该结构下，零件成形时型面受力均匀，保证零件成形精度，

  行，所述横向筋板与纵向筋板相互垂直。筋板相互平行和垂直的结构更易于对模具型面进

  助成形筋条，所述辅助成形筋条设置在横向筋板和纵向筋板形成的网格结构内，所述辅助

  成形筋条平行于横向筋板或纵向筋板，所述辅助成形筋条与横向筋板或纵向筋板焊接连

  接。辅助成形筋条通常与底板进行焊接连接来分散受力，但在空间狭小的位置设置时，可只

  与横向筋板或纵向筋板焊接连接，辅助成形筋条进一步增大模具与零件的受力面，使零件

  作为本发明的优选方案，所述型面Ⅰ设置定位块，所述定位块固定设置于型面Ⅰ的

  边缘位置，所述定位块凸出型Ⅰ面高度小于成形零件厚度，所述型面Ⅰ和型面Ⅱ均设置有基

  准孔。型面上的定位块通常设置在型面边缘位置，定位块是胚料放置在下模时的定位的机

  接于所述外框体内。将模具成形时受力分散到底板平面，使零件成形时更容易对施加压力

  导向块和导滑槽，导向块和导滑槽配合连接，导向块和导滑槽配套设置于上模外框体和下

  S1：制备框架结构件：通过板材切割制得若干矩形筋板，在所述矩形筋板上切割凹

  槽，通过所述凹槽将所述矩形筋板以榫卯结构纵横交错连接，调整相邻横向筋板相互平行，

  相邻纵向筋板相互平行，横向筋板与纵向筋板互相垂直，其后焊接固定横向筋板和纵向筋

  S2：加工型面：依据待成形零件边界及脊线位置，分别在两个所述框架结构件内焊

  接设置辅助成形筋条，再对两个所述框架结构件进行机加工，在其中一个所述框架结构件

  S3：细节处理：打磨型面Ⅰ和型面Ⅱ，在型面Ⅰ设置定位块，所述定位块与基准孔错

  榫卯结构纵横交错连接，使用常规焊接办法来进行板材连接，连接简单，结构可靠，框架结构

  型面加工容易，能快速制得所需模具，相比浇铸的方法制作模具，本方法制作难度低，制

  作为本发明的优选方案，  S1还包括，设置外框体的步骤：依据框架结构件大小，切

  割板材形成矩形底板和矩形侧壁板，调整框架结构件位于底板中心，使框架结构件的横向

  筋板和纵向筋板垂直于底板，其后焊接框架结构件在底板上固定；将侧壁板垂直底板设置，

  调整侧壁板合围框架结构件，其后将侧壁板与底板和框架结构件焊接固定，侧壁板之间互

  架结构件，简单且易于制作，实现将施加的压力从底板均匀分别到模具型面上，达到提高模

  一种热压成形框架结构模具的设计方法，使用软件包括Catia，包括如下步骤：

  步骤A：提取零件曲面数据导入设计软件中，调整零件位置凸面向下，通过“外插延

  步骤B：利用步骤A中生成的曲面一进行调平：取曲面一四个端点，利用“平均通过

  点”命令生成平面一，取曲面一两端曲线最低点引出直线一，将直线一正投影到平面一上生

  成直线二，将平面一以直线°生成平面二，再将平面二以直线°生成平面三作为模具基准平面，实现零件调平；

  步骤C：利用步骤B中生成的平面三，沿其法向进行偏移，生成平面四作为分模平

  步骤D：利用步骤A中生成的曲面一，各边界方向再次进行“外插延伸”，生成曲面

  步骤E：以步骤C中生成的平面四作为草图平面，绘制模具外廓尺寸草图一，草图一

  为矩形边界，宽度方向两边均需比步骤A中生成的曲面一最大外形大，长度方向两边均需比

  步骤F：以步骤E中生成的草图一沿着长度、宽度方向偏移扩大，并填充为平面片体

  一，所述平面片体一与步骤D中生成的曲面二进行修剪操作和倒圆角操作，生成曲面三作为

  步骤G：以步骤E中生成的草图一，以步骤C生成的平面四为起始点，拉伸凸台所述

  凸台最低点需低于零件最低点，并通过“抽壳”和“设置加强肋”命令将拉伸的凸台设置成框

  架结构主体，调节各筋板间距，设置各筋板厚度，再根据零件位置结构，在零件最低转折点

  步骤H：利用步骤F中生成的曲面三分割步骤G中生成的下模框架结构主体，得到下

  步骤I：将步骤A中生成的曲面一展开为平面片体二，对平面片体二的宽度方向和

  长度方做补充绘制，得到矩形结构的长方体胚料，将长方体坯料按照零件在下模的实际

  步骤J：对下模进行细节处理：底板加厚，设置法兰边，型面增加基准孔，完成下模

  步骤K：以步骤D中生成的曲面二按料厚进行偏移后通过“外插延伸”生成曲面四，

  再以步骤F中生成的平面片体一按料厚进行偏移生成平面片体三，将曲面四和平面片体三

  进行修剪并倒圆角，生成曲面五作为上模分割曲面，上模分割曲面通过曲面四和平面片体

  步骤L：采用步骤G和步骤H中同样的方法，按照与下模同样的尺寸和筋板、筋条位

  置构建上模主体，并按照步骤K中生成的曲面五分割出上模型面，完成上模设计；

  步骤M：将步骤I、步骤J、步骤L中生成的长方体坯料、下模、上模的数模导入有限元

  仿真软件中，建立热压过程有限元仿真模型，以实际成形参数进行热压过程成形仿真，并将

  仿真成形的零件与理论零件作对比，依据对比结果，对上模和下模增加辅助成形筋条，调

  步骤N：在步骤M中所建立的有限元仿真模型的基础上，分别将上模和下模设置为

  弹塑性变形体再次进行仿真，对上模和下模的强度进行校核，若上模或下模的最大变形超

  过3mm，则以增加加强筋、增加板厚、缩短纵横筋条间距的至少一种方式来增加模具强度；

  件，依据导入曲面确定模具的基准平面、分割曲面等关键曲面，进一步对模具型面及框架结

  构进行设计，其后用专业仿真软件仿真模具成形效果，依据仿真结果对模具进行微调，完成

  模具的设计；本方法依据专业设计软件，模具设计步骤简单易懂，操作难度低，设计时间短。

  1、本发明的一种热压成形框架结构模具，利用上下模离散型面，能轻松实现型面曲

  率变化大、型面落差大的复材成形模板的热压预成形；上模和下模为框架结构，通过在上模

  和下模型面的零件脊线位置设置辅助成形筋条，保证模板成形精度；结构相对比较简单，使用方便，

  能够实现快速飞机试验性零部件成形模具的快速制造，提高飞机试验性零部件的研制效

  2、本发明的一种热压成形框架结构模具的制作的过程，通过对板材进行切割，板材

  以榫卯结构纵横交错连接，使用常规焊接办法来进行板材连接，连接简单，结构可靠，框架结

  构型面加工容易，能快速制得所需模具，相比浇铸的方法制作模具，本方法制作难度低，

  3、本发明的一种热压成形框架结构模具的设计方法，通过将零件数据导入设计软

  件，依据导入曲面确定模具的基准平面、分割曲面等关键曲面，进一步对模具型面及框架结

  构进行设计，其后用仿真软件仿真模具成形效果，依据仿真结果对模具进行微调，完成模具

  的设计；本方法依据专业设计软件，模具设计步骤简单易懂，操作难度低，设计时间短；

  4、本发明对于验证性零件的低成本制造、研制阶段机型的快速研制具有重大的促

  图18是本发明实施例3的有限元仿真模型对热压过程进行成形仿线的仿真成形效果示意图一；

  1‑下模，2‑上模，3‑型面Ⅰ，4‑型面Ⅱ，5‑底板，6‑横向筋板，7‑纵向筋板，8‑辅助成

  形筋条，9‑基准孔，10‑定位块，11‑吊耳孔，12‑吊耳，13‑导向杆，14‑导滑槽，15‑零件曲面，

  16‑曲面一，17‑直线‑草图一，25‑曲面三，26‑零件最低转折点脊线‑上模和下模平

  为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本

  为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对

  本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不

  如图1‑6所述的一种热压成形框架结构模具，包括下模1和上模2，所述下模1通过

  若干交错设置的横纵筋板形成型面Ⅰ3，所述上模2通过若干交错设置的横纵筋板形成型面

  Ⅱ4，所述型面Ⅰ3和所述型面Ⅱ4扣合，形成与待成形零件型面曲率相适配的成形空间；所述

  下模1和所述上模2均包含若干横向筋板6和纵向筋板7，所述横向筋板6与所述纵向筋板7榫