CN219902946U - 一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，包括：端轴；安装在一对端轴之间的主体模，所述主体模的外表面具有多个不同的直径，并按照直径由大到小顺序设置，其中，所述主体模的外表面直径最大的一端定义为大端，所述主体模的外表面直径最小的一端定义为小端；安装在所述主体模的外表面并与所述主体模的外表面相匹配的若干芯块组件，若干所述芯块组件的外表面形成与内部带筋复合材料筒体的内表面相匹配的型面；安装在所述主体模的两端，用于对所述芯块组件进行轴向定位的端法兰；一端与所述端轴连接，另一端与端法兰连接的封头。本实用新型适用于内部带筋复合材料筒体的缠绕成型，具有制造成本低、成型尺寸精度高、方便脱模等特点。

Description

一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具

技术领域

本实用新型属于复合材料成型技术领域，具体涉及一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具。

背景技术

复合材料具有轻量化、高比强度、比模量、优良的抗疲劳性、耐环境性和优秀的减振抗撞击性能，被广泛应用于航空航天领域。

但是大型复杂筒体，尤其是内部带筋筒体，存在研制成本较高、成型难度较大、成型尺寸精度底、难以脱模等缺点，并且做出的制件容易存在分层、褶皱等缺陷，从而导致产品合格率低。

然而，缠绕成型工艺适用于制造中空、圆形制件，具有生产速度快、纤维成本最小化、结构性能优异等优点，适合带筋筒体产品成型。

基于以上原因，设计出此内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具。

实用新型内容

为解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，适用于内部带筋复合材料筒体的缠绕成型，具有制造成本低、成型尺寸精度高、方便脱模等特点。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，包括：端轴；安装在一对端轴之间的主体模，所述主体模的外表面具有多个不同的直径，并按照直径由大到小顺序设置，其中，所述主体模的外表面直径最大的一端定义为大端，所述主体模的外表面直径最小的一端定义为小端；安装在所述主体模的外表面并与所述主体模的外表面相匹配的若干芯块组件，若干所述芯块组件的外表面形成与内部带筋复合材料筒体的内表面相匹配的型面；安装在所述主体模的两端，用于对所述芯块组件进行轴向定位的端法兰；一端与所述端轴连接，另一端与端法兰连接的封头。

进一步地，每个所述芯块组件包括若干单体芯块，且每个所述芯块组件中的至少一个所述单体芯块设置有拔模角。

进一步地，所述单体芯块上设置有螺纹孔。

进一步地，所述拔模角不超过10°。

进一步地，在所述主体模的外表面沿所述主体模的轴向安装有若干T型定位条，每个所述单体芯块安装在相邻两个T型定位条之间。

进一步地，所述芯块组件的外表面和/或相邻两个所述芯块组件之间设置有沟槽，所述沟槽与内部带筋复合材料筒体内表面的加强筋相匹配。

进一步地，所述主体模为中空结构。

进一步地，所述主体模的大端与端轴之间、所述主体模的小端与端轴之间分别设置有若干填平块。

进一步地，所述封头通过圆螺母安装在所述端轴上。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：本实用新型将主体模安装在一对端轴之间，主体模的外表面设置多个不同的直径，并按照直径由大到小顺序设置，并定义直径最大的一端为大端，直径最小的一端为小端；若干芯块组件安装在主体模的外表面并与之型面匹配，芯块组件的外表面形成与内部带筋复合材料筒体的内表面相匹配的型面；端法兰安装在主体模的两端，用于对芯块组件进行轴向定位的；封头一端与端轴连接，另一端与端法兰连接，形成了适用于内部带筋复合材料筒体缠绕成型的内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，具有制造成本低、成型尺寸精度高、方便脱模等特点。

附图说明

图1是使用本实用新型实施例提供的一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具制作而成的内部带筋复合材料筒体的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具的轴测图；

图3是图2隐藏了封头和芯块组件后的示意图；

图4是图2的纵向剖视图；

图5是本实用新型实施例中芯块组件的正视图；

图6是本实用新型实施例中带组件的芯块组件示意图；

图中：1、端轴；2、圆螺母；3、封头；4、端法兰；5、芯块A段；6、芯块B段；7、芯块C段；8、芯块D段；9、芯块E段；10、主体模；11、T型定位条；12、填平块；13、内部带筋复合材料筒体；14、加强筋；15、内大外小单体芯块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1～图6所示，一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，适用于内部带加强筋14的内部带筋复合材料筒体13的制作成型；包括：端轴1、圆螺母2、封头3、端法兰4、芯块组件、主体模10、T型定位条11、填平块12以及其它成品件和标准件等组成，其中，芯块组件包括芯块A段5、芯块B段6、芯块C段7、芯块D段8和芯块E段9，每段芯块分为8个单体芯块。

主体模10为中空结构，安装在一对端轴1之间，主体模10的外表面具有多个不同的直径，并按照直径由大到小顺序设置，其中，主体模10的外表面直径最大的一端定义为大端，主体模10的外表面直径最小的一端定义为小端。

芯块组件安装在主体模10的外表面并与主体模10的外表面相匹配，芯块组件的外表面形成与内部带筋复合材料筒体的内表面相匹配的型面；本实施例中，芯块组件中的芯块A段5安装在主体模10的大端，芯块E段9安装在主体模10的小端，且芯块A段5、芯块B段6、芯块C段7、芯块D段8和芯块E段9的外径相同，内径依次减小并与主体模10的外表面直径对应匹配。

端法兰4安装在主体模10的两端，用于对芯块组件进行轴向定位的。

封头3的一端与端轴1连接，另一端与端法兰4连接。

芯块组件的外表面和/或相邻两个芯块组件之间设置有沟槽，沟槽与内部带筋复合材料筒体内表面的加强筋相匹配。

模具组装时，先将主体模10放在托架上，然后在主体模10的两端装入填平块12(主体模10的大端与端轴1之间、主体模10的小端与端轴1之间分别设置有填平块12)保证主体模10能在托架上顺利转动，然后装入4根T型定位条11；然后安装芯块组件，先沿径向方向安装T型定位条11处的单体芯块，再依次按顺时针或逆时针顺序安装其它单体芯块，再沿轴向方向从大端到小端依次将芯块A段5、芯块B段6、芯块C段7、芯块D段8和芯块E段9，共五段安装在主体模10上。芯块组件安装完后，安装端法兰4、端轴1和封头3并用圆螺母2固定。

成型时，将模具装到缠绕机上，筋条包括蒙皮、两端采用湿法缠绕，开口凸台采用预浸料铺贴，袋压成型。

产品脱模：先将模具放在托架上，拆除两端封头3和端轴1，然后将主体模10与托管机相连，将主体模10沿由小端到大端的方向与芯块组件分离(主体模10有部分避空，方便芯块组脱模)，此时芯块组件与制件粘在一起，如图6所示。脱模时，先选择其中一块设置了拔模角的单体芯块(内大外小单体芯块15)，利用单体芯块上的螺纹孔，径向脱松后从较近端口取出进行脱模，脱掉这块单体芯块后，再将周围的其它单体芯块依次脱模，逐层重复上述操作完成脱模。

本实施例中，芯块组件在径向方向分为八块，其中四块设有10°脱模角度，方便脱模；轴向方向分为五段，分别为芯块A段5、芯块B段6、芯块C段7、芯块D段8和芯块E段9，每段在制件筋的中间分段，保证模具热胀冷缩时不会对制件筋造成挤压，导致制件损坏。

本实施例中，芯块组件利用T型定位条11、两端端法兰4进行定位和自身面定位，保证装配完成后，面与面紧密贴合，使合模缝尽量最小，保证制件的尺寸精度和轮廓度。

本实施例中，主体模10设计为阶梯状，逐层直径变小，且部分地方避空，保证芯块组件容易脱模。主体模10中间部分设计为避空，方便主体模10脱模。

本实施例中内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具满足内部带筋筒体类似产品成型要求。芯块组件在径向和轴向均进行了分块处理，安装方便，脱模简单的同时保证产品的轮廓度和尺寸精度要求。芯块组件利用T型定位条、两端端法兰定位和自身面定位，不需要螺栓、销钉的标准件，拆装简单方便。内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具的应用对操作人员的操作水平要求低，操作简便，大大降低了操作人员劳动强度。内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具使用构型简单的机加件以及标准件等，整体结构简单紧凑，安装维护方便，制造成本低，工作可靠。变截面复材加筋壁板定位成型模具在加筋壁板复材制件成型过程中有普遍的使用需求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，其特征在于，包括：

端轴(1)；

安装在一对端轴(1)之间的主体模(10)，所述主体模(10)的外表面具有多个不同的直径，并按照直径由大到小顺序设置，其中，所述主体模(10)的外表面直径最大的一端定义为大端，所述主体模(10)的外表面直径最小的一端定义为小端；

安装在所述主体模(10)的外表面并与所述主体模(10)的外表面相匹配的若干芯块组件，若干所述芯块组件的外表面形成与内部带筋复合材料筒体的内表面相匹配的型面；

安装在所述主体模(10)的两端，用于对所述芯块组件进行轴向定位的端法兰(4)；

一端与所述端轴(1)连接，另一端与端法兰(4)连接的封头(3)。

2.根据权利要求1所述的内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，其特征在于，每个所述芯块组件包括若干单体芯块，且每个所述芯块组件中的至少一个所述单体芯块设置有拔模角。

3.根据权利要求2所述的内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，其特征在于，所述单体芯块上设置有螺纹孔。

4.根据权利要求2所述的内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，其特征在于，所述拔模角不超过10°。

5.根据权利要求2所述的内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，其特征在于，在所述主体模(10)的外表面沿所述主体模(10)的轴向安装有若干T型定位条(11)，每个所述单体芯块安装在相邻两个T型定位条(11)之间。

6.根据权利要求2所述的内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，其特征在于，所述芯块组件的外表面和/或相邻两个所述芯块组件之间设置有沟槽，所述沟槽与内部带筋复合材料筒体内表面的加强筋相匹配。

7.根据权利要求1所述的内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，其特征在于，所述主体模(10)为中空结构。

8.根据权利要求1所述的内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，其特征在于，所述主体模(10)的大端与端轴(1)之间、所述主体模(10)的小端与端轴(1)之间分别设置有若干填平块(12)。

9.根据权利要求1所述的内部带筋复合材料筒体缠绕成型模具，其特征在于，所述封头(3)通过圆螺母(2)安装在所述端轴(1)上。