CN114083723A - 复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模及工艺方法 - Google Patents

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CN114083723A CN202111587475.1A CN202111587475A CN114083723A CN 114083723 A CN114083723 A CN 114083723A CN 202111587475 A CN202111587475 A CN 202111587475A CN 114083723 A CN114083723 A CN 114083723A
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张德生
李吉凤
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陈刚
于明弘
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Abstract

本发明涉及一种复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模及工艺方法，对于大型型板热压模完成型板热压制造后，就弃之不用，会造成资源上的浪费、生产成本高等缺点，为了克服这些不足，本发明提供一种复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模及工艺方法，主要由分段热压凸模、螺钉和定位销组成，分段热压凸模采用型板组焊网格框架结构，在此框架上热压成型各分段凸模型面板，然后各分段型板组焊网格框架通过螺钉和定位销连接一个整体网格框架式支撑体，以这个整体支撑体为基准，裁切分段凸模型面板的余量和二次修型，再进行分段凸模型面板组焊，这样有效减少分段热压凸模的支撑体的闲置浪费和提高利用率，也进一步保证分段凸模型面板质量和精度。

Description

复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模及工艺方法
技术领域
本发明涉及机械技术制造领域，尤其涉及一种复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模及工艺方法。
背景技术
目前，薄壳模具适用于复合材料薄壳产品热压罐真空高压成型。其中，薄壳模具成型板热压模是为了薄壳模具设计中模具的型面板形状初步成型所使用。当产品尺寸较大，根据一般辊压机床对零件尺寸有要求不能超过1000×800mm，产品如果超过尺寸，这就意味着薄壳模具型面板无法一次完成，应采用大型型板热压模这类结构。因此，根据产品情况把热压凸模和热压凹模分段，均匀分段。模具设计与制造过程中，在保证质量和模具精度要求的前提下，降低成本是首先要考虑，大型型板热压模一般由厚度为10mm的Q235钢板交叉焊接组成方格型，主要缺点钢板数量多，重量大，生产成本高，钢板下料，激光切割，型板组焊，分别组成分段热压凹模和分段热压凸模，组成大型型板热压模；热压模每块型板的型面曲率都不一样，对型板的精度要求高，工艺复杂，装配安装复杂；若由多块型板组焊的大型型板热压模，就弃之不用，会造成资源上的浪费，前期投入的人力物力，体现的价值不高的缺点，针对这些不足，完成型板热压制造后，降低成本是主要目的，因此，如何在保证模具型面质量和精度要求的前提下，设计一个降低成本的工艺方法是实现复合材料薄壳产品热压罐真空高压成型中亟待解决的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在复合材料薄壳产品热压罐真空高压成型中，钢板数量多，重量大，同时对型板的精度要求高，采用激光切割，型板组焊，工艺复杂，装配安装复杂，生产成本高，且多块型板组焊的大型型板热压模，完成型板热压制造后，就弃之不用，会造成资源上的浪费，前期投入的人力物力，体现的价值不高的缺点，为了克服现有的这些不足，可以设计一种复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模及工艺方法，大型型板框架组合凸模采用组合焊接分块热压凸模及工艺方法，对热压凸模的再利用，保证质量和模具精度要求的前提下尽量降低成本，减少人力物力上的浪费，本发明的目的是提供一种复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模及工艺方法，大型型板框架组合凸模由分段热压凸模、螺钉和定位销组成，分段热压凸模采用型板组焊网格框架结构，分段热压凸模相互之间通过螺钉和定位销连接，完成一个整体网格框架式支撑体，以这个整体网格框架式支撑体为基准，进行各分段凸模型面板的焊接，各分段凸模型面板固定在整体网格框架式支撑体上，裁切分段凸模型面板的余量，二次修型，进行分段凸模型面板组焊，检测型面误差，保证分段凸模型面板质量和精度；在各分段热压凸模的支撑体上热压各分段凸模型面板后，再将各分段热压凸模的框架支撑体上焊接分段凸模型面板，减少热压成型支撑体闲置的浪费，降低了材料的浪费和型板加工费，有效降低了制造成本，并提高模具利用率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模，由分段热压凸模、螺钉和定位销组成，根据复合材料零件尺寸决定分段热压凸模的数量，分段热压凸模尺寸不能超过1000×800mm，其特征在于：以组成为6个分段热压凸模为例说明复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模的结构组成，所述热压组合模由一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)、螺钉、定位销组成，并相互之间焊接刚性连接；所述一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)统称为分段热压凸模。
所述一段热压凸模(1)与二段热压凸模(2)，三段热压凸模(3)2四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)与六段热压凸模(6)均采用螺钉与定位销刚性，三段热压凸模(3)分别与一段热压凸模(1)、五段热压凸模(5)采用螺钉与定位销刚性，四段热压凸模(4)分别与二段热压凸模(2)与六段热压凸模(6)采用螺钉与定位销刚性。
所述一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的组成采用同样结构，均由分段凸模型面板和型板组成，一段凸模型面板(1-1)、二段凸模型面板(2-1)、三段凸模型面板(3-1)、四段凸模型面板(4-1)、五段凸模型面板(5-1)、六段凸模型面板(6-1)统称为分段凸模型面板，分段凸模型面板均采用8～10mm厚度普通钢板制成，按复合材料零件工艺数模在辊压机床上辊压粗加工成型和在分段热压凸模的网格式框架结构支撑体上热压精加工成型，分段凸模型面板数模与复合材料零件数模保持一致；以一段热压凸模(1)为代表说明这六种分段热压凸模的结构组成，所述一段热压凸模(1)由一段凸模型面板(1-1)、一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)组成；所述一段凸模型面板(1-1)与12种型板采用焊接刚性连接，12种型板包括一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)，12种型板均采用7～8mm厚度普通钢板制成，12种型板相互之间通过插槽插接、卡扣与卡槽刚性连接成一段热压凸模(1)的网格式框架结构支撑体，网格间隔尺寸为200～300mm，网格间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定。
所述一段前横型板(1-2)、一段后横型板(1-7)与一段前纵型板(1-8)、一段后纵型板(1-12)采用焊接刚性连接，一段前横型板(1-2)、一段后横型板(1-7)分别与一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)采用型板卡槽孔一(1-2-3)与型板卡扣二(1-10-4)刚性连接，间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定。
所述一段前纵型板(1-8)、一段后纵型板(1-12)分别与一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用型板卡槽孔二(1-8-3)与型板卡扣一(1-3-4)刚性连接，间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定。
所述一段中间纵型板一(1-9)与一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用型板插槽二(1-9-3)、型板插槽一(1-3-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm。
所述一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)分别与一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用型板插槽二(1-10-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm。
所述一段前横型板(1-2)与一段后横型板(1-7)采用同样结构，以一段前横型板(1-2)为代表说明这两种横型板的结构组成，一段前横型板(1-2)由基体一(1-2-1)、型面一(1-2-2)、型板卡槽孔一(1-2-3)组成，基体一(1-2-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面(1-1-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板卡槽孔一(1-2-3)间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定。
所述一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用同样结构，以一段中间横型板一(1-3)为代表说明这五种横型板的结构组成，一段中间横型板一(1-3)由基体二(1-3-1)、型面二(1-3-2)、型板插槽一(1-3-3)、型板卡扣一(1-3-4)组成，基体二(1-3-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面二(1-3-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板插槽一(1-3-3)间隔尺寸为80～120mm，间隔尺寸和数量与一段前横型板(1-2)的型板卡槽孔一(1-2-3)保持一致。
所述一段前纵型板(1-8)、一段后纵型板(1-12)采用同样结构，以一段前纵型板(1-8)为代表说明这两种纵型板的结构组成，一段前纵型板(1-8)由基体三(1-8-1)、型面三(1-8-2)、型板卡槽孔二(1-8-3)组成，基体三(1-8-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面三(1-8-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板卡槽孔二(1-8-3)间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定。
所述一段中间纵型板一(1-9)由基体四(1-9-1)、型面四(1-9-2)、型板插槽二(1-9-3)、型板连接孔一(1-9-4)组成，基体四(1-9-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面四(1-9-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，板卡槽孔三(1-9-3)间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量与一段前纵型板(1-8)的型板卡槽孔二(1-8-3)保持一致。
所述一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)采用同样结构，以一段中间纵型板二(1-10)为代表说明这三种纵型板的结构组成，一段中间纵型板二(1-10)由基体五(1-10-1)、型面五(1-10-2)、型板插槽二(1-10-3)、型板卡扣二(1-10-4)组成，基体五(1-10-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面五(1-10-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板插槽二(1-10-3)间隔尺寸为80～120mm，间隔尺寸和数量与一段前纵型板(1-8)的型板卡槽孔二(1-8-3)保持一致。
复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模工艺方法，具体工艺步骤如下：
(1)根据复合材料零件的三维数模，及热固化成形的工作状况和有限元受力分析等构建厚度为10mm的三维工艺数模作为热压模具的凸模和凹模的型面板数模。
(2)根据一般辊压机床对零件尺寸的要求不能超过1000×800mm，如果复合材料零件超过1000×800mm，这就意味着热压模具的型面板无法一次辊压完成，因此根据复合材料零件情况把热压模具的凸模和凹模的型面板数模均匀分段，分段热压凸模和分段热压凹模，以复合材料零件尺寸为6000×800mm，分为6段热压凸模为例，建立一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的型面板数模。
(3)建立各段热压凸模和凹模的数模，以一段热压凸模(1)为代表说明各段热压凸模和凹模的数模，一段热压凸模(1)由一段凸模型面板(1-1)、一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)组成；一段热压凸模(7)采用同样的组成。
(4)粗加工分段凸模型面板，以辊压一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)为例，备好厚度10mm的钢板，可以采用在辊压机床一次辊压2块一段凸模型面板(1-1)，校型后分开方法，留有加工误差量和焊接调整余量，作为一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)。
(5)加工一段热压凸模(1)和一段热压凹模(7)的横型板和纵型板，备好厚度8mm的钢板，以一段热压凸模(1)的横型板和纵型板为例说明横型板和纵型板加工方法，一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)的数模在线切割机床加工。
(6)组焊一段热压凸模(1)和一段热压凹模(7)的网格框架式支撑体，以一段热压凸模(1)的横型板和纵型板为例来说明一段热压凸模(1)和一段热压凹模(7)网格框架式支撑体的组焊过程，将步骤(5)中加工合格的一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)，共13种型板采用卡扣与卡槽式、插槽插接组合到一起后焊接组成一段热压凸模(1)的网格框架式支撑体，主要作用是对一段凸模型面板(1-1)的足够的支撑，既能保证强度，又能减轻重量，既能节约成本又能快速加热模具背面。
(7)精加工模具分段凸模型面板，以精加工一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)为例；将(4)粗加工的一段凸模型面板(1-1)或一段热压凹模型面板(7-1)放入加热炉，加热温度范围为750-800℃温度，取出放在一段热压凸模(1)的网格框架式支撑体，用冲夹具夹住一段热压凹模(7)进行冲压成型，等待冷却后取出，取出后初步进行检测是否与一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)的型面相符，如果合格进行下一个型面板精加工。
(8)组焊二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)采用(3)、(4)、(5)、(6)、(7)同样过程制造。
(9)组焊复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模的，对步骤(6)组焊完的一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的网格框架式支撑体，即热压成形分段凸模型面板的各分段热压凸模的框架支撑体，通过螺钉与定位销进行整体网格框架式支撑体刚性连接，再以这个整体网格框架式支撑体为基准，裁切一段凸模型面板(1-1)、二段凸模型面板(2-1)、三段凸模型面板(3-1)、四段凸模型面板(4-1)、五段凸模型面板(5-1)、六段凸模型面板(6-1)这6个分段凸模型面板的余量，去掉加工误差量和焊接调整余量及二次修型，检测合格后，焊接完成复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模。
附图说明
图1是本发明的热压凸模结构示意图。
图2是本发明的热压凸模***图示意图。
图3是本发明的去掉一段凸模型面板(1-1)的一段热压凸模(1)结构示意图。
图4是本发明的一段凸模型面板(1-1)结构示意图。
图5是本发明的一段前横型板(1-2)结构示意图。
图6是本发明的一段中间横型板一(1-3)结构示意图。
图7是本发明的一段前纵型板(1-8)结构示意图。
图8是本发明的一段中间纵型板一(1-9)结构示意图。
图9是本发明的一段中间纵型板二(1-10)结构示意图。
图10是本发明的一段凸模型面板(1-1)热压方式示意图。
1-一段热压凸模、2-二段热压凸模、3-三段热压凸模、4-四段热压凸模、5-五段热压凸模、6-六段热压凸模、7-一段热压凹模。
具体实施方式
本技术方案还可以通过以下技术措施来实现并下面结合附图对本发明作进一步的描述：
图1是本发明的热压凸模结构示意图，图2是本发明的热压凸模***图示意图，复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模，由分段热压凸模、螺钉和定位销组成，根据复合材料零件尺寸决定分段热压凸模的数量，分段热压凸模尺寸不能超过1000×800mm，其特征在于：以组成为6个分段热压凸模为例说明复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模的结构组成，所述热压组合模由一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)、螺钉、定位销组成，并相互之间焊接刚性连接；所述一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)统称为分段热压凸模；所述一段热压凸模(1)与二段热压凸模(2)，三段热压凸模(3)与四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)与六段热压凸模(6)均采用螺钉与定位销刚性，三段热压凸模(3)分别与一段热压凸模(1)、五段热压凸模(5)采用螺钉与定位销刚性，四段热压凸模(4)分别与二段热压凸模(2)与六段热压凸模(6)采用螺钉与定位销刚性；所述一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的组成采用同样结构，均1个分段凸模型面板和多个型板组成，一段凸模型面板(1-1)、二段凸模型面板(2-1)、三段凸模型面板(3-1)、四段凸模型面板(4-1)、五段凸模型面板(5-1)、六段凸模型面板(6-1)统称为分段凸模型面板。
图3是本发明的去掉一段凸模型面板(1-1)的一段热压凸模(1)结构示意图，所述所述一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的组成采用同样结构，以一段热压凸模(1)为代表说明这六种分段热压凸模的结构组成，一段热压凸模(1)由一段凸模型面板(1-1)、一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)组成；所述一段凸模型面板(1-1)与12种型板采用焊接刚性连接，12种型板包括一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)，12种型板均采用7～8mm厚度普通钢板制成，12种型板相互之间通过插槽插接、卡扣与卡槽刚性连接成一段热压凸模(1)的网格式框架结构支撑体，网格间隔尺寸为200～300mm，网格间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定；所述一段前横型板(1-2)、一段后横型板(1-7)与一段前纵型板(1-8)、一段后纵型板(1-12)采用焊接刚性连接，一段前横型板(1-2)、一段后横型板(1-7)分别与一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)采用型板卡槽孔一(1-2-3)与型板卡扣二(1-10-4)刚性连接，间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定；所述一段前纵型板(1-8)、一段后纵型板(1-12)分别与一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用型板卡槽孔二(1-8-3)与型板卡扣一(1-3-4)刚性连接，间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定；所述一段中间纵型板一(1-9)与一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用型板插槽二(1-9-3)、型板插槽一(1-3-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；所述一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)分别与一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用型板插槽二(1-10-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm。
图4是本发明的一段凸模型面板(1-1)结构示意图，所述一段凸模型面板(1-1)、二段凸模型面板(2-1)、三段凸模型面板(3-1)、四段凸模型面板(4-1)、五段凸模型面板(5-1)、六段凸模型面板(6-1)统称为分段凸模型面板，分段凸模型面板均采用8～10mm厚度普通钢板制成，按复合材料零件工艺数模在辊压机床上辊压粗加工成型和在分段热压凸模的网格式框架结构支撑体上热压精加工成型，分段凸模型面板数模与复合材料零件数模保持一致，以一段凸模型面板(1-1)为代表说明分段凸模型面板的组成。
图5是本发明的一段前横型板(1-2)结构示意图，所述一段前横型板(1-2)与一段后横型板(1-7)采用同样结构，以一段前横型板(1-2)为代表说明这两种横型板的结构组成，一段前横型板(1-2)由基体一(1-2-1)、型面一(1-2-2)、型板卡槽孔一(1-2-3)组成，基体一(1-2-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面(1-1-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板卡槽孔一(1-2-3)间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定。
图6是本发明的一段中间横型板一(1-3)结构示意图，所述一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用同样结构，以一段中间横型板一(1-3)为代表说明这五种横型板的结构组成，一段中间横型板一(1-3)由基体二(1-3-1)、型面二(1-3-2)、型板插槽一(1-3-3)、型板卡扣一(1-3-4)组成，基体二(1-3-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面二(1-3-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板插槽一(1-3-3)间隔尺寸为80～120mm，间隔尺寸和数量与一段前横型板(1-2)的型板卡槽孔一(1-2-3)保持一致。
图7是本发明的一段前纵型板(1-8)结构示意图，所述一段前纵型板(1-8)、一段后纵型板(1-12)采用同样结构，以一段前纵型板(1-8)为代表说明这两种纵型板的结构组成，一段前纵型板(1-8)由基体三(1-8-1)、型面三(1-8-2)、型板卡槽孔二(1-8-3)组成，基体三(1-8-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面三(1-8-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板卡槽孔二(1-8-3)间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定。
图8是本发明的一段中间纵型板一(1-9)结构示意图，所述一段中间纵型板一(1-9)由基体四(1-9-1)、型面四(1-9-2)、型板插槽二(1-9-3)组成，基体四(1-9-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面四(1-8-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，板卡槽孔三(1-9-3)间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量与一段前纵型板(1-8)的型板卡槽孔二(1-8-3)保持一致。
图9是本发明的一段中间纵型板二(1-10)结构示意图，所述一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)采用同样结构，以一段中间纵型板二(1-10)为代表说明这三种纵型板的结构组成，一段中间纵型板二(1-10)由基体五(1-10-1)、型面五(1-10-2)、型板插槽二(1-10-3)、型板卡扣二(1-10-4)组成，基体五(1-10-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面五(1-10-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板插槽二(1-10-3)间隔尺寸为80～120mm，间隔尺寸和数量与一段前纵型板(1-8)的型板卡槽孔二(1-8-3)保持一致。
图10是本发明的一段凸模型面板(1-1)热压方式示意图，所述一段凸模型面板(1-1)采用8～10mm厚度普通钢板制成，按复合材料零件工艺数模辊压机床上辊压粗加工成型和在网格式框架结构进行热压精加工成型，一段凸模型面板(1-1)数模与复合材料零件数模保持一致。
复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模工艺方法，具体工艺步骤如下：
(1)根据复合材料零件的三维数模，及热固化成形的工作状况和有限元受力分析等构建厚度为10mm的三维工艺数模作为热压模具的凸模和凹模的型面板数模。
(2)根据一般辊压机床对零件尺寸的要求不能超过1000×800mm，如果复合材料零件超过1000×800mm，这就意味着热压模具的型面板无法一次辊压完成，因此根据复合材料零件情况把热压模具的凸模和凹模的型面板数模均匀分段，分段热压凸模和分段热压凹模，以复合材料零件尺寸为6000×800mm，分为6段热压凸模为例，建立一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的型面板数模。
(3)建立各段热压凸模和凹模的数模，以一段热压凸模(1)为代表说明各段热压凸模和凹模的数模，一段热压凸模(1)由一段凸模型面板(1-1)、一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)组成；一段热压凸模(7)采用同样的组成。
(4)粗加工分段凸模型面板，以辊压一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)为例，备好厚度10mm的钢板，可以采用在辊压机床一次辊压2块一段凸模型面板(1-1)，校型后分开方法，留有加工误差量和焊接调整余量，作为一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)。
(5)加工一段热压凸模(1)和一段热压凹模(7)的横型板和纵型板，备好厚度8mm的钢板，以一段热压凸模(1)的横型板和纵型板为例说明横型板和纵型板加工方法，一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)的数模在线切割机床加工。
(6)组焊一段热压凸模(1)和一段热压凹模(7)的网格框架式支撑体，以一段热压凸模(1)的横型板和纵型板为例来说明一段热压凸模(1)和一段热压凹模(7)网格框架式支撑体的组焊过程，将步骤(5)中加工合格的一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)，共13种型板采用卡扣与卡槽式、插槽插接组合到一起后焊接组成一段热压凸模(1)的网格框架式支撑体，主要作用是对一段凸模型面板(1-1)的足够的支撑，既能保证强度，又能减轻重量，既能节约成本又能快速加热模具背面。
(7)精加工模具分段凸模型面板，以精加工一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)为例；将(4)粗加工的一段凸模型面板(1-1)或一段热压凹模型面板(7-1)放入加热炉，加热温度范围为750-800℃温度，取出放在一段热压凸模(1)的网格框架式支撑体，用冲夹具夹住一段热压凹模(7)进行冲压成型，等待冷却后取出，取出后初步进行检测是否与一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)的型面相符，如果合格进行下一个型面板精加工。
(8)组焊二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)采用(3)、(4)、(5)、(6)、(7)同样过程制造。
(9)组焊复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模的，对步骤(6)组焊完的一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的网格框架式支撑体，即热压成形分段凸模型面板的各分段热压凸模的框架支撑体，通过螺钉与定位销进行整体网格框架式支撑体刚性连接，再以这个整体网格框架式支撑体为基准，裁切一段凸模型面板(1-1)、二段凸模型面板(2-1)、三段凸模型面板(3-1)、四段凸模型面板(4-1)、五段凸模型面板(5-1)、六段凸模型面板(6-1)这6个分段凸模型面板的余量，去掉加工误差量和焊接调整余量及二次修型，检测合格后，焊接完成复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模。

Claims (5)

1.一种复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模，由分段热压凸模、螺钉和定位销组成，根据复合材料零件尺寸决定分段热压凸模的数量，分段热压凸模尺寸不能超过1000×800mm，其特征在于：以组成为6个分段热压凸模为例说明复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模的结构组成，所述热压组合模由一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)、螺钉、定位销组成，并相互之间焊接刚性连接，一段热压凸模(1)与二段热压凸模(2)，三段热压凸模(3)与四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)与六段热压凸模(6)均采用螺钉与定位销刚性，三段热压凸模(3)分别与一段热压凸模(1)、五段热压凸模(5)采用螺钉与定位销刚性，四段热压凸模(4)分别与二段热压凸模(2)与六段热压凸模(6)采用螺钉与定位销刚性；所述一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)统称为分段热压凸模。
2.根据权利要求1所述的复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模，其特征在于：所述一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的组成采用同样结构，均由分段凸模型面板和型板组成，一段凸模型面板(1-1)、二段凸模型面板(2-1)、三段凸模型面板(3-1)、四段凸模型面板(4-1)、五段凸模型面板(5-1)、六段凸模型面板(6-1)统称为分段凸模型面板，分段凸模型面板均采用8～10mm厚度普通钢板制成，按复合材料零件工艺数模辊压机床上辊压粗加工成型和分段热压凸模的网格式框架结构支撑体进行热压精加工成型，分段凸模型面板数模与复合材料零件数模保持一致；以一段热压凸模(1)为代表说明这六种段热压凸模的结构组成，所述一段热压凸模(1)由一段凸模型面板(1-1)、一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)组成；所述一段凸模型面板(1-1)与12种型板采用焊接刚性连接，12种型板包括一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)，12种型板均采用7～8mm厚度普通钢板制成，12种型板相互之间通过插槽插接、卡扣与卡槽刚性连接成一段热压凸模(1)的网格式框架结构支撑体，网格间隔尺寸为200～300mm，网格间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定。
3.根据权利要求2所述的复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模，其特征在于：所述一段前横型板(1-2)、一段后横型板(1-7)与一段前纵型板(1-8)、一段后纵型板(1-12)采用焊接刚性连接，一段前横型板(1-2)、一段后横型板(1-7)分别与一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)采用型板卡槽孔一(1-2-3)与型板卡扣二(1-10-4)刚性连接，间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定；所述一段前纵型板(1-8)、一段后纵型板(1-12)分别与一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用型板卡槽孔二(1-8-3)与型板卡扣一(1-3-4)刚性连接，间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定；所述一段中间纵型板一(1-9)与一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用型板插槽二(1-9-3)、型板插槽一(1-3-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm；所述一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)分别与一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用型板插槽二(1-10-3)插接连接，插接装配间隙为0.8～1.8mm。
4.根据权利要求2或3所述的复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模，其特征在于：所述一段前横型板(1-2)与一段后横型板(1-7)采用同样结构，以一段前横型板(1-2)为代表说明这两种横型板的结构组成，一段前横型板(1-2)由基体一(1-2-1)、型面一(1-2-2)、型板卡槽孔一(1-2-3)组成，基体一(1-2-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面(1-1-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板卡槽孔一(1-2-3)间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定；所述一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)采用同样结构，以一段中间横型板一(1-3)为代表说明这五种横型板的结构组成，一段中间横型板一(1-3)由基体二(1-3-1)、型面二(1-3-2)、型板插槽一(1-3-3)、型板卡扣一(1-3-4)组成，基体二(1-3-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面二(1-3-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板插槽一(1-3-3)间隔尺寸为80～120mm，间隔尺寸和数量与一段前横型板(1-2)的型板卡槽孔一(1-2-3)保持一致；所述一段前纵型板(1-8)、一段后纵型板(1-12)采用同样结构，以一段前纵型板(1-8)为代表说明这两种纵型板的结构组成，一段前纵型板(1-8)由基体三(1-8-1)、型面三(1-8-2)、型板卡槽孔二(1-8-3)组成，基体三(1-8-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面三(1-8-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板卡槽孔二(1-8-3)间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量由复合材料产品零件尺寸决定；所述一段中间纵型板一(1-9)由基体四(1-9-1)、型面四(1-9-2)、型板插槽二(1-9-3)、型板连接孔一(1-9-4)组成，基体四(1-9-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面四(1-9-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，板卡槽孔三(1-9-3)间隔尺寸为200～300mm，间隔尺寸和数量与一段前纵型板(1-8)的型板卡槽孔二(1-8-3)保持一致；所述一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)采用同样结构，以一段中间纵型板二(1-10)为代表说明这三种纵型板的结构组成，一段中间纵型板二(1-10)由基体五(1-10-1)、型面五(1-10-2)、型板插槽二(1-10-3)、型板卡扣二(1-10-4)组成，基体五(1-10-1)的外形采用线切割设备进行加工，型面五(1-10-2)的数模与复合材料产品零件工艺数模相一致，型板插槽二(1-10-3)间隔尺寸为80～120mm，间隔尺寸和数量与一段前纵型板(1-8)的型板卡槽孔二(1-8-3)保持一致。
5.根据权利要求1所述的复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模的工艺方法，其特征在于：所述复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模的工艺方法，具体包括以下工艺步骤：
(1)根据复合材料零件的三维数模，及热固化成形的工作状况和有限元受力分析等构建厚度为10mm的三维工艺数模作为热压模具的凸模和凹模的型面板数模。
(2)根据一般辊压机床对零件尺寸的要求不能超过1000×800mm，如果复合材料零件超过1000×800mm，这就意味着热压模具的型面板无法一次辊压完成，因此根据复合材料零件情况把热压模具的凸模和凹模的型面板数模均匀分段，分段热压凸模和分段热压凹模，以复合材料零件尺寸为6000×800mm分为6个分段热压凸模为例，建立一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的型面板数模。
(3)建立各段热压凸模和凹模的数模，以一段热压凸模(1)为代表说明各分段热压凸模和凹模的数模，一段热压凸模(1)由一段凸模型面板(1-1)、一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)组成；一段热压凹模(7)采用同样的组成。
(4)粗加工分段凸模型面板，以辊压一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)为例，备好厚度10mm的钢板，可以采用在辊压机床一次辊压2块一段凸模型面板(1-1)，校型后分开方法，留有加工误差量和焊接调整余量，作为一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)。
(5)加工一段热压凸模(1)和一段热压凹模(7)的横型板和纵型板，备好厚度8mm的钢板，以一段热压凸模(1)的横型板和纵型板为例说明横型板和纵型板加工方法，一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)的数模在线切割机床加工。
(6)组焊一段热压凸模(1)和一段热压凹模(7)的网格框架式支撑体，以一段热压凸模(1)的横型板和纵型板为例来说明一段热压凸模(1)和一段热压凹模(7)网格框架式支撑体的组焊过程，将步骤(5)中加工合格的一段前横型板(1-2)、一段中间横型板一(1-3)、一段中间横型板二(1-4)、一段中间横型板三(1-5)、一段中间横型板四(1-5)、一段中间横型板五(1-6)、一段后横型板(1-7)、一段前纵型板(1-8)、一段中间纵型板一(1-9)、一段中间纵型板二(1-10)、一段中间纵型板三(1-11)、一段中间纵型板三(1-12)、一段后纵型板(1-13)，共13种型板采用卡扣与卡槽式、插槽插接组合到一起后焊接组成一段热压凸模(1)的网格框架式支撑体，主要作用是对一段凸模型面板(1-1)的足够的支撑，既能保证强度，又能减轻重量，既能节约成本又能快速加热模具背面。
(7)精加工模具的各分段凸模型面板，以精加工一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)为例；将(4)粗加工的一段凸模型面板(1-1)或一段热压凹模型面板(7-1)放入加热炉，加热温度范围为750-800℃温度，取出放在一段热压凸模(1)的网格框架式支撑体，用冲夹具夹住一段热压凹模(7)进行冲压成型，等待冷却后取出，取出后初步进行检测是否与一段凸模型面板(1-1)和一段热压凹模型面板(7-1)的型面相符，如果合格进行下一个型面板精加工。
(8)组焊二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)采用(3)、(4)、(5)、(6)、(7)同样过程制造。
(9)组焊复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模的，对步骤(6)组焊完的一段热压凸模(1)、二段热压凸模(2)、三段热压凸模(3)、四段热压凸模(4)、五段热压凸模(5)、六段热压凸模(6)的网格框架式支撑体，即热压成形分段凸模型面板的各分段热压凸模的框架支撑体，通过螺钉与定位销进行整体网格框架式支撑体刚性连接，再以这个整体网格框架式支撑体为基准，裁切一段凸模型面板(1-1)、二段凸模型面板(2-1)、三段凸模型面板(3-1)、四段凸模型面板(4-1)、五段凸模型面板(5-1)、六段凸模型面板(6-1)这6个分段凸模型面板的余量，去掉加工误差量和焊接调整余量及二次修型，检测合格后，焊接完成复合材料用热压成型大型型板框架组合凸模。
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