CN108748830B - 一种大曲率,敞口,薄壁结构复材成型模具及其成型方法 - Google Patents
一种大曲率,敞口,薄壁结构复材成型模具及其成型方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种大曲率,敞口,薄壁结构复材成型模具及其成型方法,模具采用半封闭式、单腔、侧面加压结构,包括凸模、凹模、上盖板、侧挡块、侧滑块、吊环和紧固螺栓。该模具结构及其成型方法有效解决了大曲率,敞口,薄壁复合材料产品在模压过程中,容易出现的产品变形、尺寸超差、表面缺陷等质量问题,实现了模具结构的轻质简化且经济耐用,适用于各种压力设备,实现了大曲率,敞口,薄壁结构的一次成型,后处理工作量小,成品率高。
Description
技术领域
本发明属于一种新型的复合材料产品成型模具及其成型方法,特别是一种大曲率,敞口,薄壁结构复材成型模具及其成型方法。
背景技术
该产品是一种大曲率,敞口,薄壁结构,如图1,采用短切纤维预混料模压成型,产品要求树脂含量均匀,表面光滑平整,无飞边毛刺,无孔洞、无分层等质量问题。由于产品的特殊结构,其横截面的长宽比过大,在模具结构设计时,要综合考虑模具材质的热性能和机械性能,优化模具结构,确保模具在合模、脱模过程中不会出现产品损伤,使模具设计具有重量轻、结构简单、功能完善、经济耐用的特性。
该产品采用模压成型工艺,受压力机结构限制传统方式只能采用垂直加压。因此,产品在模具中主要有两种放置方式,一种方式是将产品水平放置,但容易造成产品加压不实,易变形,尺寸超差。另一种方式是将产品竖直放置,但将导致模具结构过大且复杂,制造成本高,容易损坏,生产使用也极为不便。
针对以上问题,设计一种新型结构的模具,不需要改变压力机的结构,能够改变产品受压的方向,且结构简单耐用,使用轻便,成本经济,适用于各种压力设备,同时形成与模具配套的成型方法,实现产品高精度尺寸的一次成型。
发明内容
本发明的目的是提供一种大曲率,敞口,薄壁结构复材成型模具及其成型方法,该模具结构及其成型方法有效解决了大曲率,敞口,薄壁复合材料产品在模压过程中,容易出现的产品变形、尺寸超差、表面缺陷等质量问题,实现了模具结构的轻质简化且经济耐用,适用于各种压力设备,实现了大曲率,敞口,薄壁结构的一次成型,后处理工作量小,成品率高。
技术方案如下:
本发明提供了一种大曲率,敞口,薄壁结构复材成型模具及其成型方法。该成型方法使用的装置包括:凸模、凹模、上盖板、侧挡块、侧滑块、吊环、紧固螺栓。模具整体装配情况及合模过程如图2所示。
其中凸模为半圆环状凸台与长方形底板的组合结构,半圆环状凸台上带有台阶,凸台顶部表面及两端面有螺纹孔,凸模两侧面有用于安装吊环的螺纹孔,如图3所示。
凹模为长方形结构,中间有带斜度的半圆环凹槽,合模时与半圆环状凸台配合。凹槽内有通孔,凹模两侧面有用于安装吊环的螺纹孔,如图4所示。
上盖板为半圆环结构,半圆环上表面有半圆环状的凹槽,与凸模半圆台凹槽内表面有通孔,如图5所示。
侧挡块为梯形结构,中间带有沉头孔,如图6所示。
侧滑块为内、外侧面带斜度的四分之一圆环结构,如图7所示。
吊环与紧固螺栓均为标准件。
模具结构相互连接关系如下:
1)模具结构分为上、下两个部分,上部分由凹模和吊环组成,下部分由凸模、上盖板、侧挡块、侧滑块、吊环、紧固螺栓组成。
2)上盖板位于凸模中间有带斜度的半圆环状台面上,上盖板的半圆环状凹槽与凸模半圆凸台上的台阶配合,通过上盖板的通孔用螺栓与凸模固定。
3)侧挡块位于凸模中间有带斜度的半圆环状台面的两端,侧挡块的垂直立面与凸模半圆台两端的立面配合,通过侧挡块中间的沉头孔用螺栓与凸模固定。
4)侧滑块位于凸模底板与上盖板之间。凸模底板、凸模半圆环台的立面、上盖板与侧滑块的一面组成模具型腔,通过侧滑块的移动向模具型腔加压。
5)吊环分别位于凹模与凸模的两侧边。
6)凹模位于凸模上,半圆环凹槽与半圆环凸台相配。
复材产品成型步骤如下:
1)模具预热
2)用螺栓将侧挡块固定于凸模半圆台的两端,如图8所示。
3)将侧滑块放在凸模底板上,与侧挡块形成装填料的料腔,图9所示。
4)备料并将物料填入料腔。
5)用螺栓将上盖板与凸模半圆台面固定,如图10所示。
6)安装凸模与凹模两侧的吊环,并将凹模安装到凸模上,然后在压力机进行合模,如图11所示。
7)固化成型
8)将模具从压力机上吊下,先用顶出螺栓打开凹模,然后取出上盖板和侧挡块的紧固螺钉,取下上盖板和侧挡块,然后取出侧滑块,再用橡皮锤轻轻敲击产品即可完成脱模。
9)去产品的飞边和毛刺。
附图说明
图1是复合材料产品结构图
图2是模具整体装配示意图
图3是凸模结构示意图
图4是凹模结构示意图
图5是上盖板结构示意图
图6是侧挡块结构示意图
图7是侧滑块结构示意图
图8是侧挡块安装到凸模后的装配示意图
图9是侧滑块与侧挡块安装到凸模后的装配示意图
图10是上盖板、侧滑块与侧挡块安装到凸模后的示意图
图11是模具合模过程的示意图
1-吊环、2-侧挡块、3-凸模、4-凹模、5-侧滑块、6-上盖板、7-紧固螺栓、8-复合材料产品
具体实施方式
实施例:
本实施例为某型号大曲率,敞口,薄壁结构复合材料弹上产品的模具和成型方法。模具采用半封闭式、单腔、侧面加压结构,包括凸模、凹模、上盖板、侧挡块、侧滑块、吊环和紧固螺栓。模具结构如下:
凹模为长方形结构,中间有带斜度的半圆环凹槽,凹槽内有通孔,与凸模形成整体配合,并在两侧面安装吊环。数量1件。
凸模为半圆环状凸台与长方形底板的组合结构,凸台顶部表面及两端面有螺纹孔,用于上盖板螺钉的锁紧和固定,半圆环状凸台上带有台阶,用于上盖板的安装和定位。底板上设有螺纹孔,用于与侧挡块的锁紧和固定。凸模两侧安装吊环。数量1件。
上盖板为半圆环结构,半圆环上表面有半圆环状的凹槽,凹槽内表面有通孔,合模时与凸模凸台的台阶形成配合,是模具型腔的组成部分。数量1件。
侧滑块为内、外侧面带斜度的四分之一圆环结构,合模时位于凸模底板上,是模具型腔的组成部分。数量2件
侧挡块为梯形结构,中间带有沉头孔,合模时位于凸模半圆环状凸台结构的两端,是模具型腔的组成部分。数量2件。
成型过程如下:
模具准备:先将侧挡块置于凸模的凸台两端,用螺钉将侧挡块与底板锁紧、固定,然后将侧滑块放置在凸模底板上,形成开口向上的模具型腔,然后将模具80℃预热;
备料:将短纤维预混料撕松,并称量1100±10g;
填模:为了确保填模均匀性,将称量好的短纤维预混料分成重量相等的4小份,每份275±2.5g,均匀填入对应的模具型腔;
合模加压:完成填模后,把上盖板盖到凸模的凸台上并用紧固螺栓锁紧。在凹模的半圆环槽对准凸模的凸台后,将凹模放到凸模上,然后将模具整体放在压力机台面上。利用凹模下压时带动侧滑块,将压力机垂直方向的压力,通过侧滑块向内移动,转换为侧向的合模压力。当凹模下表面与凸模底板上表面接触到,即合模到位。
升温固化:将模具升温到100℃,保温10min,然后继续升温到180℃,保温60min;
脱模:180℃保温60min后,停止加热,待模具降低至室温开模。先用顶出螺栓打开凹模,然后依次取下上盖和侧挡块,取出侧滑块,最后用橡皮锤轻轻敲击产品,即可完成产品的脱模。
钳:去毛刺和飞边。
Claims (1)
1.一种大曲率,敞口,薄壁结构复材成型方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步、模具准备:模具结构分为上、下两个部分,上部分包括凹模和吊环,下部分包括凸模、上盖板、侧挡块、侧滑块、吊环、紧固螺栓;其中凸模为半圆环状凸台与长方形底板的组合结构,半圆环状凸台上带有台阶,凸台顶部表面及两端面有螺纹孔,凸模两侧面有用于安装吊环的螺纹孔;凹模为长方形结构,中间有合模时与半圆环状凸台配合的带斜度的半圆环凹槽,凹槽内有通孔,凹模两侧面有用于安装吊环的螺纹孔;上盖板为半圆环结构,半圆环上表面有半圆环状的凹槽,凹槽内表面有与凸模半圆台凹槽内通孔位置对应的通孔;侧挡块为梯形结构,中间带有沉头孔;侧滑块为内、外侧面带斜度的四分之一圆环结构;吊环与紧固螺栓均为标准件;上盖板位于凸模中间有带斜度的半圆环状台面上,上盖板的半圆环状凹槽与凸模半圆凸台上的台阶配合,通过上盖板的通孔用螺栓与凸模固定;侧挡块位于凸模中间有带斜度的半圆环状台面的两端,侧挡块的垂直立面与凸模半圆台两端的立面配合,通过侧挡块中间的沉头孔用螺栓与凸模固定;侧滑块位于凸模底板与上盖板之间;吊环分别连接于凹模与凸模的两侧边的螺纹孔上;凹模位于凸模上,半圆环凹槽与半圆环凸台相配合,先将侧挡块置于凸模的凸台两端,用螺钉将侧挡块与底板锁紧、固定,然后将侧滑块放置在凸模底板上,形成开口向上的模具型腔,然后将模具80℃预热;
第二步、备料:将短纤维预混料撕松,并称量;
第三步、填模:为了确保填模均匀性,将称量好的短纤维预混料分成重量相等的4小份,均匀填入对应的模具型腔;
第四步、合模加压:完成填模后,把上盖板盖到凸模的凸台上并用紧固螺栓锁紧,在凹模的半圆环槽对准凸模的凸台后,将凹模放到凸模上,然后将模具整体放在压力机台面上,利用凹模下压时带动侧滑块,将压力机垂直方向的压力,通过侧滑块向内移动,转换为侧向的合模压力,当凹模下表面与凸模底板上表面接触到,即合模到位;
第四步、升温固化:将模具升温到100℃,保温10min,然后继续升温到180℃,保温60min;
第五步、脱模:180℃保温60min后,停止加热,待模具降低至室温开模,先用顶出螺栓和吊环打开凹模,然后依次取下上盖和侧挡块,取出侧滑块,最后用橡皮锤轻轻敲击产品,即可完成产品的脱模;
第六步、钳:去毛刺和飞边。
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