專利名稱：一種風(fēng)電葉片模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成形模具的制作方法，特別適合于大型風(fēng)電葉片等纖維增強(qiáng)樹(shù)脂 基復(fù)合材料構(gòu)件的成形模具的制作方法。
背景技術(shù)：
模具是制造風(fēng)力發(fā)電葉片和其他大型樹(shù)脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料構(gòu)件的關(guān)鍵，模具 質(zhì)量的好壞和模具本身的穩(wěn)定性直接影響到這些復(fù)合材料構(gòu)件的生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量及生 產(chǎn)成本。傳統(tǒng)復(fù)合材料風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片模具制作首先是制作母模，即產(chǎn)品實(shí)樣，然后采用 手糊工藝在母模上翻制出模具。目前制作玻璃鋼模具的母模多以石膏、木材、水泥、石蠟等基材制作，這些材料制 作的母模往往尺寸精度較低、尺寸穩(wěn)定性差、表面質(zhì)量差、易產(chǎn)生氣孔和裂紋，平整度比較 差，制作周期長(zhǎng)，模具易損壞，使用壽命短。手糊工藝的主要特點(diǎn)在于手工操作、開(kāi)模成型、生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)以及樹(shù)脂 固化程度往往偏低，適合產(chǎn)品批量較小、質(zhì)量均勻性要求較低及復(fù)合材料制品的生產(chǎn)。因此 手糊工藝生產(chǎn)風(fēng)機(jī)葉片的主要缺點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)工人的操作熟練程度及環(huán)境條件依賴性 較大，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)較大，產(chǎn)品的動(dòng)靜平衡保證性差，廢品率較高。特別是對(duì)高 性能的復(fù)雜氣動(dòng)外型和夾芯結(jié)構(gòu)葉片，還往往需要粘接等二次加工，粘接工藝需要粘接平 臺(tái)或型架以確保粘接面的貼合，生產(chǎn)工藝更加復(fù)雜和困難。手糊工藝制造的葉片模具在使 用過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題往往是由于手糊制造工藝過(guò)程中的纖維和樹(shù)脂比率變化大、纖維/樹(shù)脂 浸潤(rùn)不良及固化不完全等引起的裂紋和開(kāi)裂。此外，手糊工藝往往還會(huì)伴有大量有害物質(zhì) 和溶劑的釋放，對(duì)操作工人的身體造成危害，對(duì)環(huán)境造成污染。這種傳統(tǒng)的模具制造成本高，周期長(zhǎng)，同時(shí)由于模具的尺寸大難以運(yùn)輸和保存。 另外，這種類(lèi)型的模具的壽命通常較短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低噪、節(jié)能、無(wú)污染、操作數(shù)控自動(dòng)化的 風(fēng)電葉片模具制作方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種風(fēng)電葉片模具的制作方法，包括如下步驟，
(1)根據(jù)客戶的葉片設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)模具表面進(jìn)行分割和模塊化處理；
(2)利用單點(diǎn)漸進(jìn)式金屬板料成型設(shè)備制作模塊化的模具表面，鉆孔，切割；
(3)利用激光掃描儀檢測(cè)成形精度；
(4)制作和裝配模具的基座龍骨架；
(5)模塊化表面板金件在基座上的對(duì)位焊接，板材背板加固和安裝熱電偶；
(6)焊接安裝好的風(fēng)電葉片整體模具表面的精度檢測(cè)，打磨，拋光；
(7)加熱，冷卻等溫控系統(tǒng)在風(fēng)電葉片模具中的安裝，調(diào)試。
有益效果本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，利用通用的壓頭，對(duì)制模所用金屬 板料進(jìn)行局部累加塑性變形的技術(shù)，以專用單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)為核心，使模具表面金屬板 材塑性成形，再經(jīng)過(guò)切邊，鉆孔，焊接，打磨拋光等后續(xù)加工，用金屬板材所做的支撐龍骨框 架做基座，模具背面制作增強(qiáng)樹(shù)脂基纖維復(fù)合材料層，加裝加熱、冷卻所需的溫控系統(tǒng)，就 能完成風(fēng)電復(fù)合材料葉片用的大型專用模具。由于實(shí)現(xiàn)數(shù)控化模具表面制作，極大地提高了風(fēng)電葉片模具尤其是模具表面曲面 的制作精度和光滑度。降低了風(fēng)電葉片這類(lèi)傳統(tǒng)大型復(fù)合材料模具的制作周期和經(jīng)濟(jì)成 本，增加了模具的使用壽命，同時(shí)也提高了利用該新技術(shù)制作模具所做出的葉片成品質(zhì)量 和動(dòng)靜平衡保證性，大大降低了葉片模具及成品生產(chǎn)的廢品率，提高了生產(chǎn)效率。降低模具 的制作周期和成本，增加模具的使用壽命，提高葉片模具尤其是模具表面的制作精度和表 面質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)數(shù)控自動(dòng)化，少人化，極大的減少了傳統(tǒng)的手工工人，所以不再需要依賴于 手工工人的操作熟練程度及環(huán)境條件，縮短了生產(chǎn)周期，提高了工作效率。另外，模具背面 加裝了可以加溫冷卻的溫控系統(tǒng)，可以通過(guò)溫控開(kāi)關(guān)，隨意均衡的控制復(fù)合材料生產(chǎn)中所 需要的溫度，有效控制樹(shù)脂的固化時(shí)間。本發(fā)明涉及的模具制造方法不需要制作傳統(tǒng)的母模，模具的金屬板金直接由數(shù)控 漸進(jìn)方法精確成形，然后，通過(guò)焊接和其他連接方法與金屬框架構(gòu)成一個(gè)整體。本發(fā)明所涉及的模具可用于傳統(tǒng)的手糊法成形的纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料構(gòu)件， 真空吸入法成形的纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料構(gòu)件，以及樹(shù)脂轉(zhuǎn)移模方法纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù) 合材料構(gòu)件。


圖1是本發(fā)明的模具制作工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。1.根據(jù)客戶的葉片設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)模具表面進(jìn)行分割和模塊化處理；
2.利用單點(diǎn)漸進(jìn)式金屬板料成型設(shè)備制作成形模塊化的模具表面，鉆孔，切割； 單點(diǎn)漸進(jìn)金屬板材無(wú)模成形系統(tǒng)主要由成形工具頭？？支撐模型？？導(dǎo)向裝置？？壓邊 裝置及機(jī)床本體組成？？金屬板材漸進(jìn)成形將復(fù)雜的三維曲面形狀沿Z軸方向離散化，即 分解成一系列二維斷面層，并在這些二維斷面層上進(jìn)行局部塑性成形，得到所需的形狀， 實(shí)現(xiàn)了金屬板殼件設(shè)計(jì)與制造一體化？？
1)加工時(shí)，成形工具先走到指定位置，并對(duì)板料壓下設(shè)定的壓下量，然后根據(jù)控制系 統(tǒng)的指令，按照第一層截面輪廓的要求，以走等高線的方式，對(duì)板料施行漸進(jìn)塑性加工， 形成所需第一層截面輪廓后，成形工具壓下設(shè)定高度，再按第二層截面輪廓要求運(yùn)動(dòng)，并 形成第二層輪廓？？如此重復(fù)直到整個(gè)工件成形完畢？？由于X軸Y軸的最大速度可以達(dá)到 60M/分鐘，所以可以高速地完成一個(gè)模塊面的制作，再加上是計(jì)算機(jī)控制，精確度能控制在 士0. 05mm ；
2)在單點(diǎn)漸進(jìn)成形設(shè)備上對(duì)成形加工好的模具金屬板材根據(jù)要求進(jìn)行精確切割，鉆 孔，折邊，并利用激光掃描儀檢測(cè)成形精度。
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3.利用激光掃描儀檢測(cè)成形精度；
4.根據(jù)葉片模具不同的曲面要求，用數(shù)控切割好的金屬板材來(lái)焊接制作模具背面的龍 骨支撐基座，起到加固和對(duì)位焊接夾具的作用；或者外圍另外配合加裝方鋼管做模架，以起 到加固或承重作用；
5.模塊化表面板金件在基座上的對(duì)位焊接，板材背板加固和安裝熱電偶；
6.在焊接好的龍骨支撐基座上，對(duì)位焊接按裝成形好的模具表面板材，進(jìn)行精度檢測(cè) 及打磨拋光，并組裝完成整張葉片模具的拼接按裝工作；
7.在葉片模具的背面加裝冷卻等溫控管路，并制作增強(qiáng)樹(shù)脂基纖維復(fù)合材料層來(lái)作為 保溫加固作用，最終對(duì)整個(gè)葉片模具來(lái)進(jìn)行調(diào)試確認(rèn)；另外可根據(jù)要求加裝模具液壓翻轉(zhuǎn) 系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，利用通用的壓頭，對(duì)制模所用金屬板料進(jìn)行局部累加塑性 變形的技術(shù)，以專用單點(diǎn)漸進(jìn)成形技術(shù)為核心，使模具表面金屬板材塑性成形，再經(jīng)過(guò)切 邊，鉆孔，焊接，打磨拋光等后續(xù)加工，用金屬板材所做的支撐龍骨框架做基座，模具背面制 作增強(qiáng)樹(shù)脂基纖維復(fù)合材料層，加裝加熱、冷卻所需的溫控系統(tǒng)，就能完成風(fēng)電復(fù)合材料葉 片用的大型專用模具。
權(quán)利要求
1. 一種風(fēng)電葉片模具的制作方法，其特征在于，包括如下步驟(1)根據(jù)客戶設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)模具表面進(jìn)行分割和模塊化處理；(2)利用單點(diǎn)漸進(jìn)式金屬板料成型設(shè)備制作模塊化的模具表面，鉆孔，切割；(3)利用激光掃描儀檢測(cè)成形精度；(4)制作和裝配模具的基座龍骨架；(5)模塊化表面板金件在基座上的對(duì)位焊接，板材背板加固和安裝熱電偶；(6)焊接安裝好的風(fēng)電葉片整體模具表面的精度檢測(cè)，打磨，拋光；(7)加熱，冷卻等溫控系統(tǒng)在風(fēng)電葉片模具中的安裝，調(diào)試。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種成形模具的制作方法，特別適合于大型風(fēng)電葉片等纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料構(gòu)件,包括如下步驟1.根據(jù)客戶的葉片設(shè)計(jì)數(shù)據(jù).對(duì)模具表面進(jìn)行分割和模塊化處理；2.利用單點(diǎn)漸進(jìn)式金屬板料成型設(shè)備制作模塊化的模具表面，鉆孔，切割；3.利用激光掃描儀檢測(cè)成形精度；4.制作和裝配模具的基座龍骨架；5.模塊化表面板金件在基座上的對(duì)位焊接，板材背板加固和安裝熱電偶；6焊接安裝好的風(fēng)電葉片整體模具表面的精度檢測(cè)，打磨，拋光；7.加熱，冷卻等溫控系統(tǒng)在風(fēng)電葉片模具中的安裝，調(diào)試。由于實(shí)現(xiàn)數(shù)控化模具表面制作，提高了是模具表面曲面的制作精度和光滑度。降低了風(fēng)電葉片這類(lèi)大型復(fù)合材料模具的制作周期和經(jīng)濟(jì)成本，增加了模具的使用壽命，同時(shí)也提高了利用該新技術(shù)制作模具所做出的葉片成品質(zhì)量和動(dòng)靜平衡保證性，降低了葉片模具成品生產(chǎn)的廢品率，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B23P15/24GK102000957SQ201010586699
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者王貴 申請(qǐng)人:無(wú)錫市澳富特精密快速成形科技有限公司