專利名稱：復(fù)合材料錐筒形零件成型模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及復(fù)合材料錐筒形零件成型模具。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料因具有便于成型，重量輕，耐腐蝕，制品整體性好，耐熱性能好等諸多優(yōu) 點(diǎn)，其發(fā)展非常迅速，特別在型號(hào)產(chǎn)品上得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。錐筒形復(fù)合材料零件， 其錐筒形結(jié)構(gòu)非常不利于成型加熱時(shí)熱量的均勻傳遞，且其為穿透結(jié)構(gòu)，材料流動(dòng)困難，不 利于直接模壓成型，因難于解決其成型的關(guān)鍵技術(shù)，即合理的模具的結(jié)構(gòu)和能精確控溫的 加熱系統(tǒng)，所以現(xiàn)一般采用復(fù)合材料布帶纏繞的辦法成型，但布帶纏繞出的零件易出現(xiàn)分 層、滑移等質(zhì)量問(wèn)題，采用模壓成型零件性能明顯優(yōu)于纏繞零件，模壓成型是錐筒形復(fù)合材 料零件成型的技術(shù)發(fā)展方向。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種復(fù)合材料錐筒形零件成型模具，具備 精確控溫功能，便于錐筒形復(fù)合材料零件的加熱成型加工。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種精確控溫的復(fù)合材料錐筒形零件成 型模具，其特征在于，它包括上凸模、上加熱件、上脫模件、下凹模、下加熱件、下脫模件、溫 控系統(tǒng)，所述上凸模的外周與下凹模的內(nèi)周均為圓錐環(huán)形，所述上凸模的外周與下凹模的 內(nèi)周配合構(gòu)成錐筒形零件制品的加熱成型空間；所述上加熱件對(duì)所述上凸模加熱，所述下 加熱件對(duì)所述下凹模加熱；所述上脫模件安裝在所述上凸模下并且接觸錐筒形零件制品， 使所述錐筒形零件成型制品在所述上脫模件壓迫下與所述上凸模脫離；所述下脫模件可穿 過(guò)所述下凹模并壓迫接觸錐筒形零件制品，將錐筒形零件制品從所述下凹模上頂出；所述 溫控系統(tǒng)包括若干連接所述上凸模、下凹模的溫度傳感器，用于控制所述上加熱件、下加熱 件的加熱狀態(tài)。 作為改進(jìn)，本實(shí)用新型還包括上模板，覆蓋在所述上凸模上并與之連接，用于固定 所述上凸模。 進(jìn)一步改進(jìn)的，所述上加熱件還安裝于所述上模板內(nèi)。 優(yōu)選的，所述下加熱件包括兩半圓環(huán)行結(jié)構(gòu)環(huán)繞安裝在所述下凹模周圍，所述環(huán) 行結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置加熱管。 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述下凹模包括下模板，所述下模板位于所述下凹模的底部，所述 下加熱件還包括安裝于所述下模板內(nèi)的加熱器件。 更優(yōu)的，本實(shí)用新型還包括保溫層，所述保溫層安裝在所述下凹模與下加熱件的 外圍。 同樣更加優(yōu)化的，所述保溫層還安裝在所述上模板的外圍。 更加優(yōu)選的，所述上凸模的外周與下凹模的內(nèi)周的配合的錐筒端面為圓弧頂結(jié) 構(gòu)。[0012] 本實(shí)用新型采用垂直分型結(jié)構(gòu)，可確保成型壓力有效地施加于零件上，從而使制 品獲得良好表面質(zhì)量，并又有足夠間隙使空氣逸出；在上凸模、下凹模上增加了圓弧頂結(jié) 構(gòu)，提高了復(fù)合材料成型時(shí)的流動(dòng)性，可確保成型壓力有效地施加于零件上，從而使制品獲 得良好表面質(zhì)量，其上脫模件、下脫模件可保證零件順利從模腔內(nèi)取出。 其上加熱件、下加熱件、保溫件和溫控系統(tǒng)，能確保加熱時(shí)熱量的均勻傳遞，通過(guò) 分組控制各加熱件，達(dá)到調(diào)節(jié)模具升溫速率，并能控制模具溫度值范圍不超過(guò)±5° 。 合理的模具的結(jié)構(gòu)和能精確控溫的加熱系統(tǒng)，有效解決了復(fù)合材料布帶纏繞的辦 法成型零件易分層、滑移等質(zhì)量問(wèn)題，確保能生產(chǎn)出合格的復(fù)合材料錐筒形零件。

圖1本實(shí)用新型的模具結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2某錐形復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3某錐形復(fù)合材料工藝狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。 本具體實(shí)施例主要包括上模組件、上脫模件、上加熱件、下凹模、下脫模件、下加熱 件、保溫件和溫控系統(tǒng)組成。 如圖1所示，上模組件包括上模板1、上凸模2和導(dǎo)向件13，用于固定模具和成型 制品內(nèi)形，導(dǎo)向件13用于保證上凸模2、下凹模6同軸，控制制品厚度尺寸偏差；上脫模件 4用于取下粘接在上凸模上的制品，也可在脫模件上增加加熱管，對(duì)玻璃鋼制品進(jìn)行輔助加 熱；上加熱件5在上凸模腔內(nèi)，用于對(duì)制品上部和內(nèi)部進(jìn)行加熱；下凹模6用于固定模具和 成型制品外形；上凸模2與下凹模6之間形成制品成型空間12。 下脫模件7用于取下粘接在下凹模6內(nèi)的制品，下脫模件7與下凹模6之間過(guò)渡 應(yīng)光滑無(wú)臺(tái)階，下脫模件7有通氣作用，避免壓制玻璃鋼制品時(shí)外表面與下凹模6間形成真 空，影響制品質(zhì)量和脫模；下加熱件8主要對(duì)下凹模6部分進(jìn)行加熱，是主要加熱部件；為 解決錐筒形零件上下表面受熱均勻性，采用了在上模板1、下模板10內(nèi)部增加加熱管方式， 模板內(nèi)加熱管可環(huán)形或呈輻射狀布局；保溫層9為提高熱效率，設(shè)置在上模板1、下模板10 及下加熱件8外表面；溫控系統(tǒng)的溫度傳感器11分布在上模組件、下凹模6內(nèi)實(shí)時(shí)采集加 溫溫度，溫控系統(tǒng)通過(guò)分組控制上、下加熱件，達(dá)到調(diào)節(jié)模具升溫速率，并控制模具溫度值 范圍不超過(guò)士5。。 某錐筒形制品結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，為高硅氧纖維增強(qiáng)酚醛塑料模壓成型，該制品尺寸比較 大，壁薄，該形狀非常不利于加熱時(shí)熱量的均勻傳遞，且其為穿透結(jié)構(gòu)，材料流動(dòng)困難，不利 于直接模壓成型。 為克服圖2某錐形制品結(jié)構(gòu)模壓成型加工上缺陷，在圖1中上凸模2外周與下凹 模6內(nèi)周配合的錐筒端面為連通的圓弧頂結(jié)構(gòu)，從而提高模壓時(shí)預(yù)浸料的流動(dòng)性，其直接 模壓成型后的制品如圖3所示，S卩，在制品小端有一個(gè)圓弧形底面，大端面比設(shè)計(jì)制品多出 lmm 2mm高余量，然后用機(jī)械加工方式去除大小端面，就得到符合設(shè)計(jì)要求的錐筒形制
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4[0024] 模具主要結(jié)構(gòu)完全按本專利所示結(jié)構(gòu)，包括上模組件1、上脫模件2、上加熱件3、 下模組件4、下脫模件5、下加熱件6、輔助加熱件7、保溫件8和溫控系統(tǒng)9，通過(guò)對(duì)加熱件分 組控制，保證模具溫度值范圍不超過(guò)±5° ，確保模壓出合格的零件。 該模具結(jié)構(gòu)屬于垂直分型結(jié)構(gòu)，可確保成型壓力有效地施加于零件上，從而使制 品獲得良好表面質(zhì)量，并又有足夠間隙使空氣逸出；模具溢料間隙選擇合理，大制品則溢 料間隙應(yīng)增大，溢料間隙過(guò)小，空氣逸出困難，過(guò)大則會(huì)助長(zhǎng)在該方向的流動(dòng)而導(dǎo)致纖維取 向，產(chǎn)生波紋，削弱制品強(qiáng)度，其溢料間隙與垂直分型結(jié)構(gòu)的間隙在同一范圍之內(nèi)；加料腔 的大小依據(jù)制品密度和加料次數(shù)計(jì)算確定，應(yīng)以盡量減少加料次數(shù)為原則，以免增加材料 分層幾率；為保證制品精度，凸模和凹模需要考慮收縮量，該類型模具成型后產(chǎn)品直徑有收 縮趨勢(shì)，高度有伸長(zhǎng)趨勢(shì)。采用上述結(jié)構(gòu)解決了錐筒形復(fù)合材料零件成型的關(guān)鍵技術(shù)，可實(shí) 現(xiàn)產(chǎn)品一次成型，有效保證了產(chǎn)品質(zhì)量。 另外，上述實(shí)施方式只是對(duì)本專利的示例性說(shuō)明而并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng) 域人員可以對(duì)其進(jìn)行一些非實(shí)質(zhì)性的改變，只要是沒(méi)有超出本專利的精神實(shí)質(zhì)，都視為對(duì) 本專利的等同替換，因此都在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種復(fù)合材料錐筒形零件成型模具，其特征在于，它包括上凸模、上加熱件、上脫模件、下凹模、下加熱件、下脫模件、溫控系統(tǒng)，所述上凸模的外周與下凹模的內(nèi)周均為圓錐環(huán)形，所述上凸模的外周與下凹模的內(nèi)周配合構(gòu)成錐筒形零件制品的加熱成型空間；所述上加熱件對(duì)所述上凸模加熱，所述下加熱件對(duì)所述下凹模加熱；所述上脫模件安裝在所述上凸模下并且接觸錐筒形零件制品，使所述錐筒形零件成型制品在所述上脫模件壓迫下與所述上凸模脫離；所述下脫模件可穿過(guò)所述下凹模并壓迫接觸錐筒形零件制品，將錐筒形零件制品從所述下凹模上頂出；所述溫控系統(tǒng)包括若干連接所述上凸模、下凹模的溫度傳感器，用于控制所述上加熱件、下加熱件的加熱狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料錐筒形零件成型模具，其特征在于，還包括上模板， 覆蓋在所述上凸模上并與之連接，用于固定所述上凸模。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的上脫模件，其特征在于，所述上加熱件還安裝于所述上模板內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的復(fù)合材料錐筒形零件成型模具，其特征在于，所述下 加熱件包括兩半圓環(huán)行結(jié)構(gòu)環(huán)繞安裝在所述下凹模周圍，所述環(huán)行結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置加熱管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料錐筒形零件成型模具，其特征在于，所述下凹模包 括下模板，所述下模板位于所述下凹模的底部，所述下加熱件還包括安裝于所述下模板內(nèi) 的加熱器件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的上脫模件，其特征在于，還包括保溫層，所述保溫層安裝在所 述下凹模與下加熱件的外圍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合材料錐筒形零件成型模具，其特征在于，還包括保溫層， 所述保溫層安裝在所述上模板的外圍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料錐筒形零件成型模具，其特征在于，所述上凸模的 外周與下凹模的內(nèi)周的配合的錐筒端面為圓弧頂結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種能精確控溫的復(fù)合材料錐筒形零件成型模，包括上凸模、上脫模件、上加熱件、下凹模、下脫模件、下加熱件、保溫件和溫控系統(tǒng)組成。它具備合理的模具結(jié)構(gòu)和能精確控溫的加熱系統(tǒng)，有效解決了復(fù)合材料布帶纏繞的辦法成型零件易分層、滑移等質(zhì)量問(wèn)題，確保通過(guò)模壓熱成型的方式生產(chǎn)出合格的復(fù)合材料錐筒形零件。同時(shí)該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，加工工藝性好，成本較低，便于人工操作，產(chǎn)品一次成型，零件脫模方便，溫度控制精確，利于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)B29C43/58GK201538001SQ200920305558
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者左億泉, 李昕, 林守雁 申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)紅陽(yáng)機(jī)械廠