本實(shí)用新型涉及碳纖維復(fù)合材料彈簧，尤其是涉及一種碳纖維復(fù)合材料彈簧成型模具及其成型方法，屬于成型模具技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

彈簧作為最常用的機(jī)械基礎(chǔ)零件之一，用以控制機(jī)件的運(yùn)動(dòng)、緩和沖擊或震動(dòng)、貯蓄能量、測(cè)量力的大小等，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備中。制造彈簧的主要材料為優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼、有色金屬合金等，但是，金屬?gòu)椈梢泊嬖谥S多不足，比如容易生銹、不耐腐蝕、重量較重等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)高剛強(qiáng)度、減重效果明顯的連續(xù)碳纖維復(fù)合材料彈簧，意義顯著。

碳纖維材料已經(jīng)被應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，以連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合材料在汽車(chē)零部件中使用得越來(lái)越普遍，在市場(chǎng)上也有用模壓或注塑等工藝，將短切玻纖或短切碳纖加入到塑料制品中，制得短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料彈簧，以減輕重量，提高性能。

但是，現(xiàn)有的簧管成型模具中較少專(zhuān)門(mén)正對(duì)碳纖維復(fù)合材料螺旋彈簧的，彈簧管在成型時(shí)，對(duì)彈簧的直徑不可調(diào)，生產(chǎn)效率十分低，且成型產(chǎn)品質(zhì)量很不穩(wěn)定。因而，針對(duì)碳纖維復(fù)合材料彈簧開(kāi)發(fā)成型模具及其成型方法，成為企業(yè)需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題為：提供一種碳纖維復(fù)合材料彈簧成型模具及其成型方法，彈簧的直徑可調(diào)節(jié)，成型穩(wěn)定且彈簧質(zhì)量高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種碳纖維復(fù)合材料彈簧成型模具，包括外模組和設(shè)置于外模組內(nèi)的芯模組，所述外模組包括尺寸相匹配的上模具和下模具，所述上模具及下模具的內(nèi)壁上均設(shè)置外模彈簧紋路，

所述芯模組包括內(nèi)模芯棒和多個(gè)扇形滑塊，所述內(nèi)模芯棒呈圓柱結(jié)構(gòu)，在內(nèi)模芯棒的外壁上均勻分布設(shè)置與扇形滑塊個(gè)數(shù)相同的芯棒凸塊，所述扇形滑塊內(nèi)壁的弧度與內(nèi)模芯棒外壁的弧度相匹配，在扇形滑塊內(nèi)壁上設(shè)置滑塊凹槽，在扇形滑塊的外壁上設(shè)置滑塊彈簧紋路，在扇形滑塊的兩端頂邊上對(duì)稱設(shè)置滑塊凸塊，多個(gè)扇形滑塊均通過(guò)滑塊凹槽卡接于內(nèi)模芯棒的芯棒凸塊，多個(gè)扇形滑塊繞在內(nèi)模芯棒外壁呈圓柱狀，多個(gè)扇形滑塊外壁上的滑塊彈簧紋路匹配相連，相鄰扇形滑塊之間預(yù)留滑塊間隙，滑塊間隙既可實(shí)現(xiàn)多個(gè)扇形滑塊的滑塊彈簧紋路的對(duì)位功能，還可將多余成型材料的溢出，

多個(gè)扇形滑塊外壁上匹配相連的滑塊彈簧紋路與外模彈簧紋路的位置及大小相匹配，所述扇形滑塊上兩端的滑塊凸塊伸出外模組的兩端，在扇形滑塊的兩端均設(shè)置旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，所述旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)上設(shè)置滑塊凸塊個(gè)數(shù)相同的圓盤(pán)開(kāi)槽，所述旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)通過(guò)圓盤(pán)開(kāi)槽卡接于旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的滑塊凸塊，通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)可將多個(gè)扇形滑塊固定在內(nèi)模芯棒上而掉不下來(lái)，另外通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)正向擰緊扇形滑塊與外模組間的接觸力度，通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)反向擰松扇形滑塊從而便于取出成型的彈簧。

作為優(yōu)選，所述扇形滑塊的個(gè)數(shù)為2至4個(gè)，根據(jù)生產(chǎn)精度需求設(shè)置扇形滑塊個(gè)數(shù)，同時(shí)在內(nèi)模芯棒上匹配相同個(gè)數(shù)的芯棒凸塊。

作為優(yōu)選，所述內(nèi)模芯棒的直徑設(shè)置多個(gè)規(guī)格，從而繞在內(nèi)模芯棒外壁的多個(gè)扇形滑塊與外模組之間的彈簧紋路間距不同，實(shí)現(xiàn)不同直徑彈簧的制成。

作為優(yōu)選，所述旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)的中心設(shè)置圓盤(pán)中心孔，且圓盤(pán)中心孔的直徑大于內(nèi)模芯棒的最大外徑，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)正向擰緊時(shí)便于通過(guò)圓盤(pán)中心孔將內(nèi)模芯棒從芯模組中取出來(lái)。

作為優(yōu)選，所述內(nèi)模芯棒的長(zhǎng)度比扇形滑塊的長(zhǎng)度要小10mm，在內(nèi)模芯棒的兩端側(cè)邊上設(shè)置溢膠溝槽，增加對(duì)多余成型材料的溢出。

作為優(yōu)選，所述上模具及下模具的側(cè)壁上設(shè)置外模對(duì)位件和內(nèi)模對(duì)位件，便于上模具、下模具的外模彈簧紋路的位置連接，以及便于扇形滑塊與外模組之間的彈簧紋路的位置連接。

本實(shí)用新型采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

本連續(xù)碳纖維復(fù)合材料彈簧成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)置合理簡(jiǎn)便，通過(guò)不同規(guī)格的內(nèi)模芯棒與多個(gè)扇形滑塊組成的芯模組，可實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料彈簧的成型，并且可根據(jù)需求調(diào)節(jié)彈簧的直徑。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；

圖3為本實(shí)用新型芯模組爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-外模組，2-芯模組，3-旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)，101-上模具，102-下模具，103-外模彈簧紋路 201-內(nèi)模芯棒，202-扇形滑塊，203-芯棒凸塊，204-滑塊凹槽，205-滑塊彈簧紋路，206-滑塊凸塊，207-滑塊間隙，208-溢膠溝槽，301-圓盤(pán)開(kāi)槽，302-對(duì)位孔，303-圓盤(pán)中心孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。

參見(jiàn)圖1及圖4，本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例所述的一種碳纖維復(fù)合材料彈簧成型模具，包括外模組1和設(shè)置于外模組1內(nèi)的芯模組2，所述外模組1包括尺寸相匹配的上模具101和下模具102，所述上模具101及下模具102的內(nèi)壁上均設(shè)置外模彈簧紋路103，

所述芯模組2包括內(nèi)模芯棒201和3個(gè)扇形滑塊202，所述內(nèi)模芯棒201呈圓柱結(jié)構(gòu)，在內(nèi)模芯棒201的外壁上均勻分布設(shè)置與扇形滑塊202個(gè)數(shù)相同的芯棒凸塊203，所述扇形滑塊202內(nèi)壁的弧度與內(nèi)模芯棒201外壁的弧度相匹配，在扇形滑塊202內(nèi)壁上設(shè)置滑塊凹槽204，在扇形滑塊202的外壁上設(shè)置滑塊彈簧紋路205，在扇形滑塊202的兩端頂邊上對(duì)稱設(shè)置滑塊凸塊206，多個(gè)扇形滑塊202均通過(guò)滑塊凹槽204卡接于內(nèi)模芯棒201的芯棒凸塊203，多個(gè)扇形滑塊202繞在內(nèi)模芯棒201外壁呈圓柱狀，多個(gè)扇形滑塊202外壁上的滑塊彈簧紋路205匹配相連，相鄰扇形滑塊202之間預(yù)留滑塊間隙207，滑塊間隙207既可實(shí)現(xiàn)多個(gè)扇形滑塊202的滑塊彈簧紋路205的對(duì)位功能，還可將多余成型材料的溢出，

多個(gè)扇形滑塊202外壁上匹配相連的滑塊彈簧紋路205與外模彈簧紋路103的位置及大小相匹配，所述扇形滑塊202上兩端的滑塊凸塊206伸出外模組1的兩端，在扇形滑塊202的兩端均設(shè)置旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3，所述旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3上設(shè)置滑塊凸塊206個(gè)數(shù)相同的圓盤(pán)開(kāi)槽301，在旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3的底面設(shè)置對(duì)位紋路的對(duì)位孔302，所述旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3通過(guò)圓盤(pán)開(kāi)槽301卡接于旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3的滑塊凸塊206，通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3可將多個(gè)扇形滑塊202固定在內(nèi)模芯棒201上而掉不下來(lái)，另外通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3正向擰緊扇形滑塊202與外模組1間的接觸力度，通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3反向擰松扇形滑塊202從而便于取出成型的彈簧。

在本較佳實(shí)施例中，所述扇形滑塊202的個(gè)數(shù)為3個(gè)，同時(shí)在內(nèi)模芯棒201上匹配3個(gè)的芯棒凸塊203；所述內(nèi)模芯棒201的直徑設(shè)置多個(gè)規(guī)格，從而繞在內(nèi)模芯棒201外壁的多個(gè)扇形滑塊202與外模組1之間的彈簧紋路間距不同，實(shí)現(xiàn)不同直徑彈簧的制成；所述旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3的中心設(shè)置圓盤(pán)中心孔303，且圓盤(pán)中心孔303的直徑大于內(nèi)模芯棒201的最大外徑，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)3正向擰緊時(shí)便于通過(guò)圓盤(pán)中心孔303將內(nèi)模芯棒201從芯模組2中取出來(lái)。

在本較佳實(shí)施例中，所述內(nèi)模芯棒201的長(zhǎng)度比扇形滑塊202的長(zhǎng)度要小10mm，在內(nèi)模芯棒201的兩端側(cè)邊上設(shè)置溢膠溝槽208，增加對(duì)多余成型材料的溢出；所述上模具101及下模具102的側(cè)壁上設(shè)置外模對(duì)位件和內(nèi)模對(duì)位件，便于上模具101、下模具102的外模彈簧紋路103的位置連接，以及便于扇形滑塊202與外模組1之間的彈簧紋路的位置連接。

本碳纖維復(fù)合材料彈簧采用該成型模具的成型方法為：

S1：將低張力狀態(tài)的連續(xù)碳纖維束在熱固性樹(shù)脂中充分浸漬，然后通過(guò)導(dǎo)紗瓷眼形成碳纖維復(fù)合材料束；

S2：根據(jù)碳纖維復(fù)合材料彈簧的直徑要求，選擇所需直徑規(guī)格的內(nèi)模芯棒，將所需的扇形滑塊卡接在內(nèi)模芯棒上，并對(duì)好滑塊彈簧紋路的位置，通過(guò)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)可將多個(gè)扇形滑塊固定在內(nèi)模芯棒上而掉不下來(lái)；

S3：通過(guò)導(dǎo)紗瓷眼將碳纖維復(fù)合材料束纏繞至多個(gè)扇形滑塊的滑塊彈簧紋路里，纏繞至凸出滑塊彈簧紋路另一半直徑的高度，并略高出滑塊彈簧紋路另一半直徑高度的5~10%；

S4：將下模具及上模具的內(nèi)壁上涂刷脫模劑或脫模油；

S5：將纏繞碳纖維復(fù)合材料束的扇形滑塊組件等放置在下模具內(nèi)，然后合上上模具，通過(guò)外模對(duì)位件和內(nèi)模對(duì)位件，對(duì)好外模彈簧紋路的位置連接以及扇形滑塊與外模組之間的彈簧紋路的位置連接；

S6：將合模的彈簧成型模具放入熱壓機(jī)進(jìn)行熱壓固化；

S7：冷卻后，取出下模具及上模具，旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)正向擰緊時(shí)便于通過(guò)圓盤(pán)中心孔將內(nèi)模芯棒從芯模組中取出來(lái)，旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)反向擰松扇形滑塊從而取出成型的碳纖維復(fù)合材料彈簧；

S8：碳纖維復(fù)合材料彈簧經(jīng)打磨等后處理，進(jìn)行成品檢驗(yàn)。

在本較佳實(shí)施例中，合模后上熱壓機(jī)，壓力20Mpa，溫度150℃，時(shí)間45分鐘。