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CN114951555B - 一种串联式水溶砂芯模及其制作方法 - Google Patents

一种串联式水溶砂芯模及其制作方法 Download PDF

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CN114951555B CN202210465798.1A CN202210465798A CN114951555B CN 114951555 B CN114951555 B CN 114951555B CN 202210465798 A CN202210465798 A CN 202210465798A CN 114951555 B CN114951555 B CN 114951555B
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Abstract

本发明涉及一种串联式水溶砂芯模及其制作方法，属于纤维复合材料芯模设计制造领域，其包括前封头、后封头、N个柱段部件和N个柱段加强件。各部件粘接制作，成型工艺简单。固化后各砂芯部件的强度高、模量高、耐高温。柱段各部件上均带有安装定位直口，对接后粘接固定使用。前封头、柱段和后封头通过芯模轴保证前后极孔和芯模的同轴性，对接粘接后成为串联一体的两端带封头柱形气瓶芯模。该芯模为串联式分段结构，避免了整体工装制造的工装大、重、贵和成型砂芯部件操作时不易操作、质量难保证的问题，节省工装成本、易加工、效率高，既能满足纤维复合材料缠绕成型时的承力要求和温度要求，又能在成型固化后进行水溶脱除、脱模简单、易操作。

Description

一种串联式水溶砂芯模及其制作方法
技术领域
本发明属于纤维复合材料芯模技术领域，特别是涉及一种串联式水溶砂芯模及其制作方法。
背景技术
纤维复合材料柱形气瓶以其轻质高强耐腐蚀的优异特性在各行各业的应用越来越多。目前，复合材料气瓶的成型大多采用在有一定强度的金属材料内衬上进行，而金属内衬的制造工艺复杂、造价昂贵，且对于较薄金属衬，其成型过程中容易发生变形，尤其当气瓶的重量要求比较苛刻、柱段较长、两端带有不等极孔时，金属内衬的应用就更受限，甚至无法实施。
对于小尺寸气瓶可以采用整体式芯模，但对于较大或较长的柱形气瓶，整体式芯模的工装造价高、笨重，且操作实施困难，芯模的质量难以保证，一次性成品率低。这就对制作纤维复合材料柱形气瓶的芯模设计提出了分段式设计的要求，以保证纤维连续缠绕成型时，芯模能满足承力要求和温度要求。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种串联式水溶砂芯模及其制作方法，以解决整体式芯模，但对于较大或较长的柱形气瓶，整体式芯模的工装造价高、笨重，且操作实施困难，芯模的质量难以保证，一次性成品率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种串联式水溶砂芯模的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)制备前封头，所述前封头由前封头成型工装制作，将前封头底模和前封头芯模轴通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；芯模的型面和厚度通过前封头内芯和前封头底模之间的模腔保证，前封头内芯坐在前封头芯模轴的配合台阶上，前封头的内直口通过内直口压环和前封头盖板制备；
(2)制备后封头，所述后封头由后封头成型工装制作，将后封头底模和后封头芯模轴通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；芯模的型面和厚度通过后封头内芯和后封头底模之间的模腔保证，后封头内芯坐在后封头芯模轴的配合台阶上，后封头的外直口通过外直口压环和后封头盖板制备。
(3)制备柱段加强件，所述柱段加强件由柱段加强件工装制作，将柱段加强件底模和柱段加强件芯模轴通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；柱段加强件的厚度、内直口通过柱段加强件面板、柱段加强件盖板和柱段加强件底模之间的模腔保证，外直口通过柱段加强件底模型面保证；
(4)制备柱段部件，柱段部件由柱段部件工装制作，将柱段部件底模和柱段部件芯模轴通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，柱段部件的厚度、内直口通过柱段部件面板、柱段部件盖板和柱段部件底模之间的模腔保证，外直口通过柱段部件底模型面保证；
(5)将前封头(1)、N个柱段部件和后封头依次串联连接，中间穿有芯模轴，通过芯模轴保证前后极孔和芯模的同轴性，柱段加强件根据气瓶的尺寸和受力条件，组合安装在柱段部件串联的受力薄弱位置处。
更进一步地，步骤(1)的具体方法为：前封头芯模轴的底部紧固螺纹穿入前封头底模定位孔内，通过前封头定位轴的底模定位面和前封头底模定位后，拧紧底部螺母，将80母的河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在前封头底模内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至前封头内芯定位台位置处，在前封头内芯的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将前封头内芯吊装安放到填至前封头内芯定位台上，在前封头芯模轴的上端紧固螺纹处拧入上部螺母，固定前封头内芯；继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至前封头内芯直口位置处；安装前封头内直口压环，继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至内直口压环的上端面处。拧下前封头内芯的吊环，安装前封头盖板，拧入内紧固螺栓和外紧固螺栓，将前封头盖板分别和前封头内芯、内直口压环和前封头底模的定位台进行配合和固定连接；固化完成后拆除内紧固螺栓和外紧固螺栓，拿下前封头盖板，拆除上部螺母，在前封头内芯上拧入吊环，拆下内直口压环和前封头内芯；拆除底部螺母，取下前封头芯模轴，取出前封头砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成前封头的成型制作。
更进一步地，步骤(2)的具体方法为：后封头工装芯模轴的后封头底部紧固螺纹穿入后封头底模的后封头底模定位孔内，通过后封头定位轴的底面和底模定位后，拧紧底部螺母；将80母的河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在后封头底模内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至后封头内芯定位台位置处；在后封头内芯的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将后封头内芯吊装安放到填至后封头内芯定位台35上，在后封头工装芯模轴的后封头上部紧固螺纹处拧入上部螺母，固定后封头内芯；继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至后封头直口压环定位台位置处；安装后封头外直口压环，继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至外直口压环的上端面处；拧下后封头内芯的吊环，安装后封头盖板，拧入内紧固螺栓连接后封头内芯紧固螺纹孔和后封头盖板外紧固通孔，拧入外紧固螺栓连接后封头外芯紧固螺纹孔和后封头盖板外紧固通孔，将后封头盖板的定位面后封头盖板定位面分别和后封头内芯、外直口压环和后封头底模的后封头盖板定位台进行配合和固定连接；固化完成后拆除内紧固螺栓和外紧固螺栓，拿下后封头盖板和外直口压环，拆除上部螺母，在后封头内芯上拧入吊环，拆下后封头内芯；拆除底部螺母，取下后封头工装芯模轴，取出后封头砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成后封头的成型制作。
更进一步地，步骤(3)的具体方法为：柱段加强件工装芯模轴的底部紧固螺纹穿入柱段加强件底模定位孔内，通过柱段加强件底模定位面和柱段加强件底模定位后，拧紧底部螺母；将80母的河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在柱段加强件底模内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至柱段加强件内芯的柱段加强件面板定位台位置处；在柱段加强件面板的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将柱段加强件面板吊装安放到柱段加强件面板定位台上，在柱段加强件工装芯模轴的上端紧固螺纹处拧入上部螺母，固定在柱段加强件面板；继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至在柱段加强件面板的上端面处；拧下在柱段加强件面板的吊环，安装柱段加强件盖板，拧入柱段加强件内紧固螺栓和外紧固螺栓，将柱段加强件盖板分别和在柱段加强件面板和柱段加强件底模的定位台进行配合和固定连接；固化完成后拆除内紧固螺栓和外紧固螺栓，拿下柱段加强件盖板，拆除上部螺母，在柱段加强件面板上拧入吊环，拆下柱段加强件面板；拆除底部螺母，取下柱段加强件工装芯模轴，取出柱段加强砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成柱段加强件的成型制作；重复操作，完成所需数量的柱段加强件的成型制作。
更进一步地，步骤(4)的具体方法为：柱段部件工装芯模轴的底部紧固螺纹穿入柱段部件底模定位孔内，通过柱段部件底模定位面和柱段部件底模定位后，拧紧底部螺母；安放柱段部件内芯，通过中心孔和柱段部件工装芯模轴定位，在柱段部件面板的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将柱段部件面板吊装安放到柱段部件内芯上，将柱段部件面板定位台和柱段部件内芯与面板定位槽配合定位，在柱段部件工装芯模轴的上端紧固螺纹处拧入上部螺母，固定柱段部件面板；将80母的河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在柱段部件底模、柱段部件内芯和柱段部件面板形成的模腔内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至柱段部件面板的上端面处；拧下柱段部件面板的吊环，安装柱段部件盖板，拧入柱段加强件紧固螺栓和外紧固螺栓，将柱段部件盖板分别和柱段部件面板和柱段部件底模的定位台进行配合和固定连接；固化完成后拆除内紧固螺栓和外紧固螺栓，拿下柱段部件盖板，拆除上部螺母，在柱段部件面板上拧入吊环，拆下柱段部件面板，取出柱段部件内芯，拆除底部螺母，取下柱段部件工装芯模轴，取出柱段砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成柱段部件的成型制作；重复操作，完成所需数量的柱段部件的成型制作。
更进一步地，步骤的具体方法为：将芯模轴穿入柱段组合件中心，安装后封头，后封头的周向定位通过底部长圆通孔和芯模轴的长圆定位柱段配合实现，芯模轴的轴向定位通过芯模轴的圆柱后端定位面实现；安装前封头，前封头的周向定位通过底部长圆通孔和芯模轴的长圆定位柱段配合实现，芯模轴的轴向定位通过芯模轴的圆柱前端定位面实现；用聚乙烯醇胶粘剂进行前封头直口、柱段组合件直口和后封头直口位置处的粘接，固化后处理粘接面至光滑平整，完成串联式水溶砂芯模的制作。
一种串联式水溶砂芯模的制备方法制备的串联式水溶砂芯模，包括前封头、后封头、N个柱段部件、柱段加强件和芯模轴，所述前封头、N个柱段部件、N个柱段加强件和后封头通过芯模轴保证前后极孔和芯模的同轴性，对接粘接后成为串联为一体的两端带封头的柱形气瓶芯模。
更进一步地，所述芯模轴的前端和后端为带有扁平面的长圆结构形式，中间段为圆柱。
更进一步地，所述柱段加强件的中心孔和芯模轴的圆柱面配合，前封头和后封头的长圆孔和芯模轴两端的长圆段配合，实现整个带封头柱形气瓶芯模的同轴性。
更进一步地，各部件由水溶性胶粘剂聚乙烯醇粘接制作。
与现有技术相比，本发明所述的一种串联式水溶砂芯模及其制作方法的有益效果是：
(1)本发明的前封头、柱段和后封头通过芯模轴保证前后极孔和芯模的同轴性，对接粘接后成为串联一体的两端带封头柱形气瓶芯模。前封头和后封头的长圆孔和芯模轴两端的长圆段配合，实现整个带封头柱形气瓶芯模的同轴性，且在纤维缠绕成型过程中，X轴转动时，砂芯模和芯模轴之间不发生转动和滑动，整体性更好。
(2)本发明的串联式水溶砂芯模为串联式分段结构，避免了整体工装制造的工装大、重、贵和成型砂芯部件操作时不易操作、质量难保证的问题，成型简单，节省工装成本、易加工、效率高，既能满足纤维复合材料缠绕成型时的承力要求和温度要求，又能在成型固化后进行水溶脱除、脱模简单、易操作。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的剖视结构图；
图2为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的前封头工装剖视结构图；
图3为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的后封头工装剖视结构图；
图4为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的柱段加强件工装剖视结构图；
图5为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的柱段部件工装剖视结构图；
图6为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的后封头工装芯模轴示意图；
图7为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的后封头内芯剖面结构示意图；
图8为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的底模结构的俯视图；
图9为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的底模结构的剖视示意图；
图10为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的盖板结构的俯视图；
图11为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的盖板结构的剖视示意图；
图12为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的前封头工装芯模轴结构示意图；
图13为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的柱段加强件工装芯模轴结构示意图；
图14为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的柱段部件工装芯模轴结构示意图；
图15为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的柱段部件内芯结构示意图；
图16为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的柱段部件面板结构示意图；
图17为本发明所述的一种串联式水溶砂芯模的制备装置的芯模轴结构示意图。
其中，1-前封头，2-一号柱段部件，3-二号柱段部件，4-柱段加强件，5-三号柱段部件，6-四号柱段部件，7-后封头，8-芯模轴，9-后封头底模，10-后封头工装芯模轴，11-底部螺母，12-后封头内芯，13-内部紧固螺栓，14-上部螺母，15-外直口压环，16-后封头盖板，17-外紧固螺栓，18-前封头工装芯模轴，19-前封头内芯，20-内直口压环，21-前封头底模，22-前封头盖板，23-柱段加强件工装芯模轴，24-柱段加强件底模，25-柱段加强件面板，26-柱段加强件盖板，27-柱段加强件内紧固螺栓，28-柱段部件工装芯模轴，29-柱段部件底模，30-柱段部件内芯，31-柱段部件面板，32-柱段部件盖板，33-后封头底部紧固螺纹，34-后封头定位轴，35-后封头内芯定位台，36-后封头上部紧固螺纹，37-后封头底模定位孔，38-后封头直口压环定位台，39-后封头盖板定位台，40-后封头外部紧固螺纹孔，41-后封头内芯紧固螺纹孔，42-后封头盖板内紧固通孔，43-后封头盖板外紧固通孔，44-后封头盖板定位面，45-前封头定位轴，46-前封头内芯定位台，47-前封头底模定位面，48-柱段加强件面板定位台，49-柱段加强件底模定位面，50-柱段部件底模定位面，51-柱段部件内芯与面板定位槽，52-柱段部件面板定位台，53-前长圆定位柱段，54-后长圆定位柱段，55-后端连接螺纹，56-前端连接螺纹。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一、具体实施方式一，参见图1-17说明本实施方式，一种串联式水溶砂芯模，包括前封头1、后封头7、N个柱段部件、柱段加强件4和芯模轴8，所述前封头1、N个柱段部件、N个柱段加强件和后封头7通过芯模轴8保证前后极孔和芯模的同轴性，对接粘接后成为串联为一体的两端带封头的柱形气瓶芯模。
所述芯模轴8的前端和后端为带有扁平面的长圆结构形式(前长圆定位柱段53和后长圆定位柱段54)，中间段为圆柱。
所述柱段加强件4的中心孔和芯模轴8的圆柱面配合，前封头1和后封头7的长圆孔和芯模轴8两端的长圆段配合，实现整个带封头柱形气瓶芯模的同轴性。前封头1和后封头7的长圆孔和芯模轴8两端的长圆段配合，实现整个带封头柱形气瓶芯模的同轴性，且在纤维缠绕成型过程中，X轴转动时，砂芯模和芯模轴8之间不发生转动和滑动。
本发明所述的一种串联式水溶砂芯模，属于纤维复合材料芯模设计制造领域，其包括前封头1、后封头7、N个柱段部件、N个柱段加强件和芯模轴8。前封头1由前封头成型工装制作；后封头7由后封头成型工装制作；柱段部件由柱段工装制作，根据产品尺寸由N个串联组合使用；柱段加强件4由柱段加强件工装制作，根据气瓶尺寸和受力条件，需要时选择使用，组合安装在受力薄弱位置处。
各部件制备过程中由水溶性胶粘剂聚乙烯醇和80目的河沙按照7:1比例混合粘接制作，成型工艺简单，固化后各砂芯部件的强度高、模量高、耐高温，可进行水溶脱除、脱模简单、易操作。
一种串联式水溶砂芯模的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)制备前封头1，所述前封头1由前封头成型工装制作，将前封头底21和前封头芯模轴18通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；芯模的型面和厚度通过前封头内芯19和前封头底模21之间的模腔保证，前封头内芯19坐在前封头芯模轴18的配合台阶上，前封头1的内直口通过内直口压环20和前封头盖板22制备；前封头盖板22通过六角螺栓分别实现和前封头内芯19、内直口压环20、前封头底模21的连接固定。
具体方法为：前封头工装芯模轴18的底部紧固螺纹穿入前封头底模21定位孔内，通过前封头定位轴45的底模定位面47和底模定位后，拧紧底部螺母11。将80母的河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在前封头底模21内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至前封头内芯定位台46位置处。在前封头内芯19的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将前封头内芯19吊装安放到填至前封头内芯定位台46上，在前封头芯模轴18的上端紧固螺纹处拧入上部螺母14，固定前封头内芯19。继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至前封头内芯直口位置处。安装前封头内直口压环20，继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至压环20的上端面处。拧下前封头内芯19的吊环，安装前封头盖板22，拧入内紧固螺栓13和外紧固螺栓17，将前封头盖板22分别和前封头内芯19、内直口压环20和底模21的定位台进行配合和固定连接。固化完成后拆除内紧固螺栓13和外紧固螺栓17，拿下前封头盖板22，拆除上部螺母14，在前封头内芯19上拧入吊环，拆下内直口压环20和前封头内芯19。拆除底部螺母11，取下芯模轴18，取出前封头砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成前封头1的成型制作。
(2)制备后封头7，所述后封头7由后封头成型工装制作，将后封头底模9和后封头芯模轴10通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；芯模的型面和厚度通过后封头内芯12和后封头底模9之间的模腔保证，后封头内芯12坐在前封头芯模轴10的配合台阶上，后封头7的外直口通过外直口压环15和后封头盖板16制备。后封头盖板16通过六角螺栓分别实现和后封头内芯12、外直口压环15、后封头底模9的连接固定。
具体方法为：后封头工装芯模轴10的底部紧固螺纹33穿入后封头底模9的定位孔37内，通过后封头定位轴34的底面和底模定位后，拧紧底部螺母11。将80母的河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在后封头底模9内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至后封头内芯定位台35位置处。在后封头内芯12的紧固螺纹孔41处拧入吊环，通过吊环将后封头内芯12吊装安放到填至后封头内芯定位台35上，在芯模轴10的上端紧固螺纹36处拧入上部螺母14，固定后封头内芯12。继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至后封头直口压环定位台38位置处。安装后封头外直口压环15，继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至压环15的上端面处。拧下前封头内芯12的吊环，安装后封头盖板16，拧入内紧固螺栓13连接后封头内芯紧固螺纹孔41和后封头盖板外紧固通孔43，拧入外紧固螺栓17连接后封头外芯紧固螺纹孔40和后封头盖板外紧固通孔42，将盖板16的定位面44分别和后封头内芯12、外直口压环15和后封头底模9的定位台39进行配合和固定连接。固化完成后拆除内紧固螺栓13和外紧固螺栓17，拿下盖板16和外直口压环15，拆除上部螺母14，在后封头内芯9上拧入吊环，拆下后封头内芯12。拆除底部螺母11，取下芯模轴10，取出后封头砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成后封头7的成型制作。
(3)制备柱段加强件4，所述柱段加强件4由柱段加强件工装制作，将柱段加强件底模24和柱段加强件芯模轴23通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；柱段加强件4的厚度、内直口通过柱段加强件面板25、柱段加强件盖板26和柱段加强件底模24之间的模腔保证，外直口通过柱段加强件底模24型面保证；柱段加强件盖板26通过六角螺栓分别实现和柱段加强件面板25、柱段加强件底模24的连接固定。柱段加强件4可以根据气瓶的尺寸和受力条件，需要时使用，组合安装在受力薄弱位置处。
具体方法为：柱段加强件工装芯模轴23的底部紧固螺纹穿入柱段加强件底模24定位孔内，通过柱段加强件底模定位面49和柱段加强件底模24定位后，拧紧底部螺母11。将80母的河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在柱段加强件底模24内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至柱段加强件内芯定位台48位置处。在柱段加强件面板25的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将柱段加强件面板25吊装安放到定位台48上，在柱段加强件芯模轴23的上端紧固螺纹处拧入上部螺母14，固定柱段加强件面板25。继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至柱段加强件面板25的上端面处。拧下柱段加强件面板25的吊环，安装柱段加强件盖板26，拧入内紧固螺栓27和外紧固螺栓17，将盖板27分别和柱段加强件面板25和柱段加强件底模24的定位台进行配合和固定连接。固化完成后拆除内紧固螺栓27和外紧固螺栓17，拿下柱段加强件盖板26，拆除上部螺母14，在柱段加强件面板25上拧入吊环，拆下柱段加强件面板25。拆除底部螺母11，取下柱段加强件芯模轴23，取出柱段加强砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成柱段加强件4的成型制作。重复操作，完成所需数量的柱段加强件4的成型制作。
制备柱段部件，柱段部件由柱段部件工装制作，将柱段部件底模29和柱段部件芯模轴28通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，柱段部件的厚度、内直口通过柱段部件面板31、柱段部件盖板32和柱段部件底模29之间的模腔保证，外直口通过柱段部件底模29型面保证，盖板通过六角螺栓分别实现和面板、底模的连接固定。柱段部件的数量根据产品的尺寸由N个串联组合使用。柱段各部件上均带有安装定位直口，对接后粘接固定使用。
具体制备方法为：柱段部件工装芯模轴28的底部紧固螺纹穿入柱段部件底模29定位孔内，通过柱段部件底模定位面50和柱段部件底模29定位后，拧紧底部螺母11。安放柱段部件内芯30，通过中心孔和柱段部件芯模轴28定位，在柱段部件面板31的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将柱段部件面板31吊装安放到内芯30上，将柱段部件面板定位台52和柱段部件内芯与面板定位槽51配合定位，在柱段部件芯模轴28的上端紧固螺纹处拧入上部螺母14，固柱段部件定面板31。将80母的河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在柱段部件底模29、柱段部件内芯30和柱段部件面板31形成的模腔内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至柱段部件面板31的上端面处。拧下柱段部件面板31的吊环，安装柱段部件盖板32，拧入内紧固螺栓27和外紧固螺栓17，将柱段部件盖板32分别和柱段部件面板31和柱段部件底模32的定位台进行配合和固定连接。固化完成后拆除内紧固螺栓27和外紧固螺栓17，拿下柱段部件盖板32，拆除上部螺母14，在柱段部件面板31上拧入吊环，拆下柱段部件面板31，取出柱段部件内芯30，拆除底部螺母11，取下柱段部件芯模轴28，取出柱段砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成柱段部件2的成型制作。重复操作，完成所需数量的柱段部件3、5、6的成型制作。
(5)将前封头1、N个柱段部件和后封头7依次串联连接，中间穿有芯模轴8，通过芯模轴8保证前后极孔和芯模的同轴性，柱段加强件4根据气瓶的尺寸和受力条件，组合安装在柱段部件串联的受力薄弱位置处。
将柱段加强件4和柱段部件2、3、5、6按照设计的组合形式通过直口的对接、配合，用聚乙烯醇胶粘剂进行直口位置处的粘接，固化后处理粘接面至光滑平整，完成柱段组合件的制作。
具体方法为：将芯模轴8穿入柱段组合件中心，安装后封头7，后封头7的周向定位通过底部长圆通孔和芯模轴8的长圆定位柱段54配合实现，芯模轴8的轴向定位通过芯模轴的圆柱后端定位面实现。安装前封头1，前封头1的周向定位通过底部长圆通孔和芯模轴8的长圆定位柱段53配合实现，芯模轴8的轴向定位通过芯模轴的圆柱前端定位面实现。通过后接头螺纹55和缠绕机后接轴连接，通过前接头螺纹56和缠绕机前接轴连接。长圆孔形式的配合定位可以避免连续纤维缠绕成型时X轴转动过程中芯模发生自转而影响线型和产品质量。用聚乙烯醇胶粘剂进行前封头直口、柱段组合件直口和后封头直口位置处的粘接，固化后处理粘接面至光滑平整，完成串联式水溶砂芯模的制作。
以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。

Claims (9)

1.一种串联式水溶砂芯模的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)制备前封头(1)，所述前封头(1)由前封头成型工装制作，将前封头底模(21)和前封头芯模轴(18)通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；芯模的型面和厚度通过前封头内芯(19)和前封头底模(21)之间的模腔保证，前封头内芯(19)坐在前封头芯模轴(18)的配合台阶上，前封头(1)的内直口通过内直口压环(20)和前封头盖板(22)制备；
(2)制备后封头(7)，所述后封头(7)由后封头成型工装制作，将后封头底模(9)和后封头工装芯模轴(10)通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；芯模的型面和厚度通过后封头内芯(12)和后封头底模(9)之间的模腔保证，后封头内芯(12)坐在后封头工装芯模轴(10)的配合台阶上，后封头(7)的外直口通过外直口压环(15)和后封头盖板(16)制备；
(3)制备柱段加强件(4)，所述柱段加强件(4)由柱段加强件工装制作，将柱段加强件底模(24)和柱段加强件工装芯模轴(23)通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；柱段加强件(4)的厚度、内直口通过柱段加强件面板(25)、柱段加强件盖板(26)和柱段加强件底模(24)之间的模腔保证，外直口通过柱段加强件底模(24)型面保证；
(4)制备柱段部件，柱段部件由柱段部件工装制作，将柱段部件底模(29)和柱段部件工装芯模轴(28)通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，柱段部件的厚度、内直口通过柱段部件面板(31)、柱段部件盖板(32)和柱段部件底模(29)之间的模腔保证，外直口通过柱段部件底模(29)型面保证；
(5)将前封头(1)、N个柱段部件和后封头(7)依次串联连接，中间穿有芯模轴(8)，通过芯模轴(8)保证前后极孔和芯模的同轴性，柱段加强件(4)根据气瓶的尺寸和受力条件，组合安装在柱段部件串联的受力薄弱位置处；
串联式水溶砂芯模包括前封头(1)、后封头(7)、N个柱段部件、N个柱段加强件(4)和芯模轴(8)，所述前封头(1)、N个柱段部件、N个柱段加强件(4)和后封头(7)通过芯模轴(8)保证前后极孔和芯模的同轴性，对接粘接后成为串联为一体的两端带封头的柱形气瓶芯模。
2.根据权利要求1所述的串联式水溶砂芯模的制备方法，其特征在于：步骤(1)的具体方法为：前封头芯模轴(18)的底部紧固螺纹穿入前封头底模(21)定位孔内，通过前封头定位轴(45)的底模定位面(47)和前封头底模(21)定位后，拧紧底部螺母(11)，将河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在前封头底模(21)内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至前封头内芯定位台(46)位置处，在前封头内芯(19)的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将前封头内芯(19)吊装安放到填至前封头内芯定位台(46)上，在前封头芯模轴(18)的上端紧固螺纹处拧入上部螺母(14)，固定前封头内芯(19)；继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至前封头内芯直口位置处；安装前封头内直口压环(20)，继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至内直口压环(20)的上端面处，拧下前封头内芯(19)的吊环，安装前封头盖板(22)，拧入内紧固螺栓(13)和外紧固螺栓(17)，将前封头盖板(22)分别和前封头内芯(19)、内直口压环(20)和前封头底模(21)的定位台进行配合和固定连接；固化完成后拆除内紧固螺栓(13)和外紧固螺栓(17)，拿下前封头盖板(22)，拆除上部螺母(14)，在前封头内芯(19)上拧入吊环，拆下内直口压环(20)和前封头内芯(19)；拆除底部螺母(11)，取下前封头芯模轴(18)，取出前封头砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成前封头(1)的成型制作。
3.根据权利要求1所述的串联式水溶砂芯模的制备方法，其特征在于：步骤(2)的具体方法为：后封头工装芯模轴(10)的后封头底部紧固螺纹(33)穿入后封头底模(9)的后封头底模定位孔(37)内，通过后封头定位轴(34)的底面和底模定位后，拧紧底部螺母(11)；将河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在后封头底模(9)内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至后封头内芯定位台(35)位置处；在后封头内芯(12)的紧固螺纹孔(41)处拧入吊环，通过吊环将后封头内芯(12)吊装安放到填至后封头内芯定位台(35)上，在后封头工装芯模轴(10)的后封头上部紧固螺纹(36)处拧入上部螺母(14)，固定后封头内芯(12)；继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至后封头直口压环定位台(38)位置处；安装后封头外直口压环(15)，继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至外直口压环(15)的上端面处；拧下后封头内芯(12)的吊环，安装后封头盖板(16)，拧入内紧固螺栓(13)连接后封头内芯紧固螺纹孔(41)和后封头盖板内紧固通孔(42)，拧入外紧固螺栓(17)连接后封头外芯紧固螺纹孔(40)和后封头盖板外紧固通孔(43)，将后封头盖板(16)的定位面后封头盖板定位面(44)分别和后封头内芯(12)、外直口压环(15)和后封头底模(9)的后封头盖板定位台(39)进行配合和固定连接；固化完成后拆除内紧固螺栓(13)和外紧固螺栓(17)，拿下后封头盖板(16)和外直口压环(15)，拆除上部螺母(14)，在后封头内芯(12)上拧入吊环，拆下后封头内芯(12)；拆除底部螺母(11)，取下后封头工装芯模轴(10)，取出后封头砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成后封头(7)的成型制作。
4.根据权利要求1所述的串联式水溶砂芯模的制备方法，其特征在于：步骤(3)的具体方法为：柱段加强件工装芯模轴(23)的底部紧固螺纹穿入柱段加强件底模(24)定位孔内，通过柱段加强件底模定位面(49)和柱段加强件底模(24)定位后，拧紧底部螺母(11)；将河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在柱段加强件底模(24)内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至柱段加强件内芯的柱段加强件面板定位台(48)位置处；在柱段加强件面板(25)的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将柱段加强件面板(25)吊装安放到柱段加强件面板定位台(48)上，在柱段加强件工装芯模轴(23)的上端紧固螺纹处拧入上部螺母(14)，固定在柱段加强件面板(25)；继续装填聚乙烯醇河沙，压实，填至在柱段加强件面板(25)的上端面处；拧下在柱段加强件面板(25)的吊环，安装柱段加强件盖板(26)，拧入柱段加强件内紧固螺栓(27)和外紧固螺栓(17)，将柱段加强件盖板(26)分别和在柱段加强件面板(25)和柱段加强件底模(24)的定位台进行配合和固定连接；固化完成后拆除内紧固螺栓(27)和外紧固螺栓(17)，拿下柱段加强件盖板(26)，拆除上部螺母(14)，在柱段加强件面板(25)上拧入吊环，拆下柱段加强件面板(25)；拆除底部螺母(11)，取下柱段加强件工装芯模轴(23)，取出柱段加强砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成柱段加强件(4)的成型制作；重复操作，完成所需数量的柱段加强件(4)的成型制作。
5.根据权利要求1所述的串联式水溶砂芯模的制备方法，其特征在于：步骤(4)的具体方法为：柱段部件工装芯模轴(28)的底部紧固螺纹穿入柱段部件底模(29)定位孔内，通过柱段部件底模定位面(50)和柱段部件底模(29)定位后，拧紧底部螺母(11)；安放柱段部件内芯(30)，通过中心孔和柱段部件工装芯模轴(28)定位，在柱段部件面板(31)的紧固螺纹孔处拧入吊环，通过吊环将柱段部件面板(31)吊装安放到柱段部件内芯(30)上，将柱段部件面板定位台(52)和柱段部件内芯与面板定位槽(51)配合定位，在柱段部件工装芯模轴(28)的上端紧固螺纹处拧入上部螺母(14)，固定柱段部件面板(31)；将河沙和聚乙烯醇按照7:1的比例进行均匀混合，在柱段部件底模(29)、柱段部件内芯(30)和柱段部件面板(31)形成的模腔内填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，填至柱段部件面板(31)的上端面处；拧下柱段部件面板(31)的吊环，安装柱段部件盖板(32)，拧入柱段加强件内紧固螺栓(27)和外紧固螺栓(17)，将柱段部件盖板(32)分别和柱段部件面板(31)和柱段部件底模(29)的定位台进行配合和固定连接；固化完成后拆除柱段加强件内紧固螺栓（27）和外紧固螺栓(17)，拿下柱段部件盖板(32)，拆除上部螺母(14)，在柱段部件面板(31)上拧入吊环，拆下柱段部件面板(31)，取出柱段部件内芯(30)，拆除底部螺母(11)，取下柱段部件工装芯模轴(28)，取出柱段砂芯部件，处理表面至光滑平整，完成柱段部件的成型制作；重复操作，完成所需数量的柱段部件的成型制作。
6.根据权利要求1所述的串联式水溶砂芯模的制备方法，其特征在于：步骤(5)的具体方法为：将芯模轴(8)穿入柱段组合件中心，安装后封头(7)，后封头(7)的周向定位通过底部长圆通孔和芯模轴(8)的后长圆定位柱段(54)配合实现，芯模轴(8)的轴向定位通过芯模轴(8)的圆柱后端定位面实现；安装前封头(1)，前封头(1)的周向定位通过底部长圆通孔和芯模轴(8)的前长圆定位柱段(53)配合实现，芯模轴(8)的轴向定位通过芯模轴的圆柱前端定位面实现；用聚乙烯醇胶粘剂进行前封头直口、柱段组合件直口和后封头直口位置处的粘接，固化后处理粘接面至光滑平整，完成串联式水溶砂芯模的制作。
7.根据权利要求1所述的串联式水溶砂芯模的制备方法，其特征在于：所述芯模轴(8)的前端和后端为带有扁平面的长圆结构形式，中间段为圆柱。
8.根据权利要求1或7所述的串联式水溶砂芯模的制备方法，其特征在于：所述柱段加强件(4)的中心孔和芯模轴(8)的圆柱面配合，前封头(1)和后封头(7)的长圆孔和芯模轴(8)两端的长圆段配合，实现整个带封头柱形气瓶芯模的同轴性。
9.根据权利要求8所述的串联式水溶砂芯模的制备方法，其特征在于：各部件由水溶性胶粘剂聚乙烯醇粘接制作。
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