一種變尺寸多型腔復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，解決了相同結(jié)構(gòu)內(nèi)孔變尺寸多件產(chǎn)品一次成型的問(wèn)題。包括凸模、凹模、不同尺寸型芯、墊板、手柄。模具采用上下對(duì)分式結(jié)構(gòu)，單個(gè)凸模和單個(gè)型芯端頭相配合后，穿過(guò)凹模對(duì)應(yīng)型腔插入墊板對(duì)應(yīng)孔位，用于產(chǎn)品成型過(guò)程內(nèi)孔高度的定位和限位，及限制內(nèi)孔臺(tái)階高度，保證復(fù)合材料構(gòu)件內(nèi)孔與外圓同心；合模過(guò)程，將凹模安裝在墊板上，通過(guò)定位銷(xiāo)孔和連接螺紋孔進(jìn)行連接、定位，將預(yù)浸料填入凹模型腔內(nèi)，貼緊、壓實(shí)，將型芯大圓柱端嵌入凸模對(duì)應(yīng)型芯大端定位孔，將型芯小圓柱端分別穿過(guò)凹模對(duì)應(yīng)型腔，插入墊板對(duì)應(yīng)孔位，合模成整體結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種變尺寸多型腔復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于復(fù)合材料構(gòu)件成型的模具，特別是一種可同時(shí)成型相同結(jié)構(gòu)內(nèi)孔變尺寸的多型腔模壓成型模具。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料構(gòu)件是一種長(zhǎng)方體與回轉(zhuǎn)體相連的帶臺(tái)階內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)，安裝在艙體內(nèi)部，須滿足低密度、耐高溫、隔熱性好、耐腐蝕的要求。該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸小，采用預(yù)浸料鋪層模壓的方式進(jìn)行固化成型，制品要求樹(shù)脂含量高，零件表面光滑，無(wú)飛邊毛刺，無(wú)孔洞、無(wú)分層等質(zhì)量問(wèn)題。要保證制品的成型尺寸和精度，直接成型出具有光滑表面的制品，具有足夠的剛性和強(qiáng)度，保證在合模、脫模時(shí)不出現(xiàn)損壞，在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)綜合考慮諸如模具材料的機(jī)械性能和熱學(xué)性能等各種因素，優(yōu)化選擇模具結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)機(jī)加工參數(shù)，如模具的公差大小和表面光潔度，使模具設(shè)計(jì)得具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完善、經(jīng)濟(jì)耐用之特性。
[0003]針對(duì)這種小型復(fù)合材料構(gòu)件成型模具，一般采取模壓成型坯料尺寸，后機(jī)加外圓及內(nèi)孔或只加工內(nèi)孔的方式，后打孔有利于保證內(nèi)外圓同軸度，但是該類(lèi)產(chǎn)品高度只有8mm，孔徑大，最薄壁厚2mm，后加工對(duì)復(fù)合材料構(gòu)件本身性能損傷大，易分層、產(chǎn)生裂紋等缺陷，加工成本高，廢品率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，該模具解決了相同結(jié)構(gòu)內(nèi)孔變尺寸多件產(chǎn)品一次成型的問(wèn)題，可控制內(nèi)外圓同軸度，保證尺寸精度，降低崩邊、孔隙等缺陷幾率，成品率高。復(fù)合材料構(gòu)件直接成型，無(wú)需二次機(jī)加工外形或臺(tái)階孔，減少加工過(guò)程對(duì)產(chǎn)品性能的損傷。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]本發(fā)明提供了一種復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，包括凸模、凹模、不同尺寸型芯、墊板、手柄。
[0007]其中，模具采用上下對(duì)分式結(jié)構(gòu)。單個(gè)凸模和單個(gè)型芯端頭相配合后，穿過(guò)凹模對(duì)應(yīng)型腔插入墊板對(duì)應(yīng)孔位，用于產(chǎn)品成型過(guò)程內(nèi)孔高度的定位和限位，及限制內(nèi)孔臺(tái)階高度，保證復(fù)合材料構(gòu)件內(nèi)孔與外圓同心。
[0008]凹模為多型腔結(jié)構(gòu)，設(shè)有與復(fù)合材料構(gòu)件外形尺寸相同并能夠用于凸模定位的型腔，間隔處設(shè)有與墊板連接相對(duì)應(yīng)的2個(gè)定位銷(xiāo)孔，4個(gè)連接螺紋孔。兩側(cè)設(shè)有4個(gè)安裝手柄的螺紋連接孔。
[0009]凸模為帶臺(tái)階的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)脫?？?，中間位置設(shè)有帶臺(tái)階型芯大端頭定位孔，同時(shí)可用于凸模與型芯的分離。
[0010]型芯為帶臺(tái)階的同心圓柱結(jié)構(gòu)。型芯大圓柱端面刻型芯標(biāo)記，用于區(qū)分不同尺寸復(fù)合材料構(gòu)件。
[0011]墊板為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，在每個(gè)復(fù)合材料構(gòu)件成型位置設(shè)有型芯小端定位孔，在與型芯相對(duì)應(yīng)的凹模接觸面設(shè)有圓環(huán)形流膠槽，在墊板四角處設(shè)有脫?？祝糜趬|板與凹模的分離。間隔處設(shè)有與凹模連接相對(duì)應(yīng)的2個(gè)定位銷(xiāo)孔，4個(gè)連接螺紋孔。墊板與型芯尺寸、數(shù)量相匹配。
[0012]合模過(guò)程，將凹模安裝在墊板上，通過(guò)定位銷(xiāo)孔和連接螺紋孔進(jìn)行連接、定位。將預(yù)浸料填入凹模型腔內(nèi)，貼緊、壓實(shí)，將型芯大圓柱端嵌入凸模對(duì)應(yīng)型芯大端定位孔，將型芯小圓柱端分別穿過(guò)凹模對(duì)應(yīng)型腔，插入墊板對(duì)應(yīng)孔位，合模成整體結(jié)構(gòu)。
[0013]進(jìn)一步的，根據(jù)復(fù)合材料構(gòu)件所需數(shù)量確定墊板型芯定位孔，可成型不同尺寸復(fù)合材料構(gòu)件。
[0014]進(jìn)一步的，在型芯臺(tái)階處設(shè)有圓角，便于脫模，不會(huì)產(chǎn)生缺料等缺陷。
[0015]進(jìn)一步的，模具材料為一種特殊的剛性材料40Cr合金鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度為HRC30—32，硬度均勻，有足夠的抗壓抗變形剛度，拋光處理，型腔表面粗糙度達(dá)到0.8，無(wú)毛邊刃口，其余表面粗糙度1.6-6.3。
[0016]進(jìn)一步的，復(fù)合材料構(gòu)件長(zhǎng)方體厚度方向?qū)?yīng)的凹模型腔深度應(yīng)為該尺寸的3倍，高度〈3倍，預(yù)浸料模壓前處于稀松狀態(tài)，料容易溢出型腔覆蓋型芯，造成無(wú)法定位;高度>3倍，不易脫模，產(chǎn)品脫模過(guò)程與型腔摩擦，易發(fā)生崩邊等缺陷。
[0017]進(jìn)一步的，在凹模產(chǎn)品成型內(nèi)壁深度方向設(shè)置脫模斜度，1:20。
[0018]進(jìn)一步的，墊板圓形流膠槽內(nèi)徑比產(chǎn)品外徑大3-4_，流膠槽深度1_。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是復(fù)合材料構(gòu)件截面圖
[0020]圖2是裝配截面示意圖
[0021]圖3是去掉一個(gè)凸模的裝配俯視圖
[0022]圖4是塾板俯視圖
[0023]圖5是凹模俯視圖
[0024]圖6是型芯A示意圖
[0025]圖7是型芯13不意圖
[0026]圖8是凸模截面圖
[0027]凸模1、凹模2、型芯A3、墊板4、連接螺紋孔5、定位銷(xiāo)孔6、手柄7、流膠槽8、型芯A小端定位孔9，型腔10、型芯標(biāo)記11、型芯B小端定位孔12、脫模孔13、型芯大端定位孔14、型芯B15
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但是需要注意的是，公布實(shí)施例的目的在于幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開(kāi)的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書(shū)界定的范圍為準(zhǔn)。
[0029]實(shí)施例:
[0030]一種變尺寸多型腔復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，材料為3Cr2Mo合金鋼，包括凸模
1、凹模2、型芯a3、墊板4、手柄7。
[0031]其中，分型面采取半密閉式、多型腔、上下對(duì)分式結(jié)構(gòu)，單個(gè)凸模I和單個(gè)型芯11或型芯15相配合，插入凹模2對(duì)應(yīng)單個(gè)型腔10內(nèi)形成一個(gè)封閉型腔，型芯11和型芯15分別穿過(guò)凹模2插入墊板4對(duì)應(yīng)孔位，用于產(chǎn)品內(nèi)孔高度定位和限位，控制復(fù)合材料構(gòu)件內(nèi)孔中心與外圓中心重合，及控制內(nèi)孔臺(tái)階高度。
[0032]凹模為多型腔結(jié)構(gòu)，設(shè)有與凸模I尺寸相匹配的型腔10，間隔處設(shè)有與墊板連接相對(duì)應(yīng)的2個(gè)定位銷(xiāo)孔6，4個(gè)連接螺紋孔5。兩側(cè)設(shè)有安裝手柄7的螺紋連接孔5。
[0033]凸模I為帶臺(tái)階長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)脫?？?3，中間位置設(shè)有型芯大端定位孔14，同時(shí)可用于凸模I與型芯A3或型芯B15的分離。
[0034]型芯為帶臺(tái)階的圓柱形結(jié)構(gòu)。型芯大圓柱端面刻型芯標(biāo)記11，用于區(qū)分不同尺寸復(fù)合材料構(gòu)件。
[0035]墊板4為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，在每個(gè)復(fù)合材料構(gòu)件成型位置設(shè)有型芯A小端定位孔9和型芯B小端定位孔12，在與型芯相對(duì)應(yīng)的凹模2接觸面設(shè)有圓形流膠槽8，在墊板4四角處設(shè)有脫?？?3，用于墊板4與凹模2的分離。墊板4與型芯尺寸、數(shù)量相匹配。
[0036]合模過(guò)程，將凹模2安裝在墊板4上，通過(guò)定位銷(xiāo)孔6和連接螺紋孔5進(jìn)行連接、定位，將型芯A3和型芯B15小圓柱端分別插入墊板4相對(duì)應(yīng)內(nèi)孔，將預(yù)浸料填入凹模2內(nèi)，貼緊、壓實(shí)，將凸模I分別插入凹模2型腔內(nèi)，并將型芯大圓柱端嵌入凸模I對(duì)應(yīng)型芯大端定位孔14，合模成整體結(jié)構(gòu)。型腔數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，包括凸模、凹模、不同尺寸型芯、墊板、手柄，其特征在于: 模具采用上下對(duì)分式結(jié)構(gòu)，凹模為多型腔結(jié)構(gòu)，設(shè)有與復(fù)合材料構(gòu)件外形尺寸相同并能夠用于凸模定位的型腔，間隔處設(shè)有與墊板連接相對(duì)應(yīng)的2個(gè)定位銷(xiāo)孔，4個(gè)連接螺紋孔，兩側(cè)設(shè)有4個(gè)安裝手柄的螺紋連接孔； 凸模為帶臺(tái)階的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)脫?？?，中間位置設(shè)有帶臺(tái)階型芯大端頭定位孔; 型芯為帶臺(tái)階的同心圓柱結(jié)構(gòu)，型芯大圓柱端面刻型芯標(biāo)記，單個(gè)凸模和單個(gè)型芯端頭相配合； 墊板為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，在每個(gè)復(fù)合材料構(gòu)件成型位置設(shè)有型芯小端定位孔，在與型芯相對(duì)應(yīng)的凹模接觸面設(shè)有圓環(huán)形流膠槽，在墊板四角處設(shè)有脫?？?，間隔處設(shè)有與凹模連接相對(duì)應(yīng)的2個(gè)定位銷(xiāo)孔，4個(gè)連接螺紋孔，墊板與型芯尺寸、數(shù)量相匹配。2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，其特征在于:型芯臺(tái)階處設(shè)有圓角。3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，其特征在于:模具材料為40Cr合金鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度為HRC30—32，硬度均勻，拋光處理，型腔表面粗糙度達(dá)到0.8，無(wú)毛邊刃口，其余表面粗糙度1.6-6.3。4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，其特征在于:復(fù)合材料構(gòu)件長(zhǎng)方體厚度方向?qū)?yīng)的凹模型腔深度為該尺寸的3倍。5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，其特征在于:在凹模產(chǎn)品成型內(nèi)壁深度方向設(shè)置脫模斜度，1:20。6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料構(gòu)件模壓成型模具，其特征在于:墊板圓形流膠槽內(nèi)徑比產(chǎn)品外徑大3-4_，流膠槽深度1_。
【文檔編號(hào)】B29C33/38GK106079168SQ201610488204
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】郝晶瑩, 何德水
【申請(qǐng)人】北京航天新風(fēng)機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司