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CN107139359A - 具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具 - Google Patents

具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具 Download PDF

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CN107139359A
CN107139359A CN201710519068.4A CN201710519068A CN107139359A CN 107139359 A CN107139359 A CN 107139359A CN 201710519068 A CN201710519068 A CN 201710519068A CN 107139359 A CN107139359 A CN 107139359A
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李根臣
邵蒙
张海燕
王义师
刘震宇
刘晓飞
魏化震
李锦文
王存铎
辛全友
李翠平
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Shandong Non Metallic Material Research Institute
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Shandong Non Metallic Material Research Institute
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Abstract

本发明属于复合材料加工技术领域。借鉴模压成型模具结构，利用侧抽芯技术，通过固定在中套上的芯模和抽芯组件，实现制品成型和芯模拔出。本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，包括上模、下模、中套、芯模组件和顶出机构，上模、下模和中套围成型腔，芯模组件侧向穿过中套，中套由预置凹槽(4)的环套(5)和压块(6)组成，凹槽与压块的对合面与芯轴的分型面共面并与芯模定位段(3)匹配；芯模组件包括具有型芯(7)、芯模定位段(3)和抽芯段(8)的芯轴和定位结构。该模具可设计性强，便于型芯的拆装和精确定位。适合于具有沿预浸料层间延伸空腔的中空结构层压复合材料制品成型。

Description

具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具
技术领域
本发明属于复合材料加工技术领域，涉及复合材料制品热压成型技术，特别涉及中空结构复合材料制品成型模具设计技术。
背景技术
目前，层压成型中空复合材料结构件的制备关键在于其成型工艺，主要有三种：
第一，阳模/热压袋成型，铺层操作容易，真空封袋施压方便，外部质量一致性不好，表面后处理对增强纤维的损伤是无法修复的；
第二，阴模/气囊芯模成型，外表面质量容易保证，但成型压力偏小，不适用于小型制品；
第三，开放式阴模，硅橡胶模主要起均压作用，固化压力来源于外压源，这种工艺理论上十分完美，但为了达到理想的内部结构尺寸，需要对硅橡胶芯模进行严格的膨胀压力的控制，而且硅橡胶芯模的使用会大大增加工装的成本，在实际应用中往往难以达到理想效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于具有侧向延伸空腔结构的层压复合材料制品的模具，解决沿预浸料层间延伸的中空结构复合材料层压制品的成型。
本发明的目的是这样实现的，借鉴模塑料热压成型模具型腔与脱模结构，利用侧抽芯技术，通过固定在中套上的芯模和匹配的外置抽芯组件，在不改变层压复合材料成型工艺的同时，实现沿预浸料层间延伸的中空结构复合材料层压制品的成型和芯模拔出。
本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，包括上模1、下模2、中套、芯模组件和顶出机构，上模1、下模2和中套围成型腔，其特征在于：芯模组件侧向穿过中套，中套由预置凹槽4的环套5和压块6组成，凹槽4与压块6的对合面与芯轴的分型面共面并与芯模定位段3匹配；芯模组件包括具有型芯7、芯模定位段3和抽芯段8的芯轴和定位结构，模具结构如附图1所示，中套与芯轴组合结构如附图2所示。
本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，包括上模、中套、下模、芯模组件和顶出机构，上模、下模和中套围成型腔，芯模组件侧向穿过中套，其特征在于：压块6与凹槽匹配限位凸台9。
本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，包括上模1、下模2、中套、芯模组件和顶出机构，上模1、下模2和中套围成型腔，其特征在于：芯模组件侧向穿过中套，中套由预置矩形凹槽10的环套5和一对与凹槽匹配的组合定位块11组成，组合定位块11上预置与芯模定位段3匹配的通孔，对合面与芯轴的分型面共面；芯模组件包括具有型芯7、芯模定位段3和抽芯段8的芯轴和定位结构，中套与芯模定位段3的组合结构如附图3所示。
本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：组合定位块11上与芯模定位段3匹配的通孔与型芯的延伸方向一致。
本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：组合定位块11与凹槽匹配限位销12，结构如附图5所示。
本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：还包括带对称螺杆14的侧板13，侧板与抽芯段8固定组合连接，侧板13上对称设置螺丝孔，螺杆14置入螺丝孔内。
本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：侧板13与中套通过螺栓紧固。
本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：型芯的数量不超过10个。
本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：不同型芯的抽出方向彼此独立。
本发明涉及的中空结构层压复合材料制品的成型模具，可实现中空结构复合材料制品的一体化成型的精确控制；可设计性强，型芯结构的设计性强，便于型芯的拆装和精确定位。适合于具有沿预浸料层间延伸空腔的中空结构层压复合材料制品成型，特别适用于同时具有精致外表面和精致中空内表面的中空结构层压复合材料制品成型。
附图说明
图1本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具结构示意图
图2本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具一种中套结构示意图
图3本发明涉及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具另一种中套结构示意图
图4本发明及的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具的芯轴结构示意图
图5本发明涉及的另一种具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具结构示意图
图6本发明涉及的另一种具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具的中套结构示意图
1-上模，2-下模，3-芯模定位段，4-凹槽，5-环套，6-压块，7-型芯，8-抽芯段，9-限位凸台，10-矩形凹槽，11-组合定位块，12-限位销，13-侧板，14-螺杆，15-定位槽，16-凸台，17-矩形槽，18-定位槽
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施例做进一步详述，但不作为对本发明的限定。在下述说明中，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1
以一种厚度方向对称，投影结构为500mm*150mm、厚度15mm，带有沿预浸料层间延伸的φ10、长350mm的圆柱体空腔的层压复合材料制品为例，其热压成型模具包括上模、带有型芯定位结构的中套、下模、芯模组件及导柱和顶出机构，上模、中套和下模围成型腔，中套高度40mm，型腔、导柱和顶出机构为常规设计(略)，模具结构如附图1所示，芯模组件与中套的组合结构如附图2所示，芯模组件结构如附图4所示。
芯模组件包括型芯、芯模定位段和抽芯段，总长450mm，型芯拔模角0.1°，芯模定位段3设置定位凹槽15，抽芯段设置与外力连接的挂孔。
中套由一侧开设开口朝上且侧向贯穿中套的高20mm、宽20mm的矩形凹槽4的环套5和匹配的压块6组成，凹槽与压块对合面对称设置φ10的半圆槽形通孔与芯模定位段3匹配，压块上设置有与芯模定位段3上的定位槽15相匹配的凸台16；凹槽和压块之间通过镶嵌形式纵向配合定位。
使用时，按常规组合上下模与中套，铺放分型面以下的复合材料层叠模块；芯模组件放置到位，压入压块；铺放分型面以上的复合材料层叠模块；合模，加热加压成型。开模后，将压块取出，然后通过外力抽出型芯，通过顶出机构顶出产品即可。
实施例2
实施例一相同产品的另一种模具结构，模具结构如附图1所示，芯模组件与中套的组合结构如附图5所示。
芯模组件包括侧板13、型芯、芯模定位段和抽芯段，抽芯段与侧板13垂直固定组合为一体，侧板上对应于中套M10的螺纹孔的位置设置一对φ11mm的通孔用于与中套的安装，同时设置一对M14的螺纹孔及匹配的螺杆14用于抽芯。
环套一侧开设开口朝上且侧向贯穿中套的高30mm、宽20mm的矩形凹槽10，并预置矩形槽17；一对匹配的组合定位块11为高30mm、宽20mm、长60mm的矩形，分型面距离上表面20mm，并于分型面处对称开设φ10mm的半圆形槽形通孔与芯模定位段3匹配，组合定位块11的侧面与矩形槽17匹配的位置设置三角形定位槽18；配置一对用于矩形槽17与组合定位块11匹配的销钉12；凹槽两侧50mm沿分型面对称设置一对M10的螺纹孔用于芯模组件的安装。
使用时，上、下模与中套的组合以及物料铺放与实施例一相同。不同点在于将组合定位块的下半部分嵌入中套的矩形凹槽，插入匹配的销钉，放入芯模组件后，再放入组合定位块的上半部分。开模后，先取出销钉，拆开侧板与模具的连接螺栓，螺杆同时施力，抽出型芯。
实施例3
以一种投影结构为600mm*120mm、最大厚度20mm，带有抽出方向相同且沿预浸料层间延伸的φ15、长260mm的圆柱体空腔和长轴30mm、短轴10mm、长255mm的椭圆形空腔的层压复合材料制品为例，其热压成型模具包括上模、带有型芯定位结构的中套、下模、芯模组件及导柱和顶出机构，上模、中套和下模围成型腔，中套高度为50mm，型腔、导柱和顶出机构为常规设计(略)，芯模定位段3与中套的组合结构如附图6所示。
中套由一侧开设开口朝上且侧向贯穿中套的高25mm、宽80mm的凹槽4的环套和匹配的压块6组成，凹槽与压块对合面分别设置与两个芯轴的芯模定位段匹配的圆形和椭圆形通孔；压块通过销钉与凹槽配合定位。
芯模组件包括两只平行的芯轴，芯模定位段分别与侧板垂直固定组合为一体。
其余结构同实施例二。
使用时，按常规组合上下模与中套，铺放分型面以下的复合材料层叠模块；芯模组件放置到位，压入压块并插入销钉；铺放分型面以上的复合材料层叠模块，合模，加热加压成型。开模后，拆开侧板与模具的连接螺栓，螺杆同时施力，抽出型芯。

Claims (9)

1.一种具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，包括上模(1)、下模(2)、中套、芯模组件和顶出机构，上模、下模和中套围成型腔，其特征在于：芯模组件侧向穿过中套，中套由预置凹槽(4)的环套(5)和压块(6)组成，凹槽(4)与压块(6)的对合面与芯轴的分型面共面并与芯模定位段(3)匹配；芯模组件包括具有型芯(7)、芯模定位段(3)和抽芯段(8)的芯轴和定位结构。
2.根据权利要求1所述的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：压块(6)与凹槽匹配限位凸台(9)。
3.根据权利要求1所述的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：中套由预置矩形凹槽(10)的环套(5)和一对与凹槽匹配的组合定位块(11)组成，组合定位块(11)上预置与芯模定位段(3)匹配的通孔，对合面与芯轴的分型面共面。
4.根据权利要求3所述的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：组合定位块(11)上与芯模定位段(3)匹配的通孔与型芯的延伸方向一致。
5.根据权利要求3或4所述的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：组合定位块(11)与凹槽匹配限位销(12)。
6.根据权利要求1～4任意一项所述的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：还包括带对称螺杆(14)的侧板(13)，侧板与抽芯段(8)固定组合连接，侧板(13)上对称设置螺丝孔，螺杆(14)置入螺丝孔内。
7.根据权利要求6所述的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：侧板(13)与中套通过螺栓紧固。
8.根据权利要求1～4任意一项所述的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：型芯的数量不超过10个。
9.根据权利要求1～4任意一项所述的具有侧向延伸空腔的复合材料制品的模压成型模具，其特征在于：不同型芯的抽出方向彼此独立。
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