CN101254655B - 一种纤维增强聚氨酯精细筛网成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纤维增强聚氨酯精细筛网成型模具，主要由上模板和下模板组成。上模板设计有定位孔、加强筋槽、纤维压块定位槽及多个浇口。下模板由模芯、模架、纤维铺设块及纤维压块组成。模芯由1～2000个相同尺寸的模块组合而成，模芯上表面为30mm～2000mm的长方形。每个模块上表面为30mm×30mm～500mm×500mm的正方形，在模块上表面设计有孔间分割条流道、细分隔条流道及粗分割条流道，是成型精细筛网的最重要部件。模架用于模块组合。在纤维铺设块凸台上设计有倒梯形横截面的纤维铺设槽，用于铺设增强纤维。该模具设计降低了模具加工难度和报废率，解决了制约纤维增强聚氨酯精细筛网成型技术中的瓶颈问题。

Description

一种纤维增强聚氨酯精细筛网成型模具

技术领域

本发明涉及一种高分子材料成型模具，特别是一种适于纤维增强聚氨酯精细筛网的成型模具。

背景技术

聚氨酯筛网因其优异的耐磨、耐疲劳、耐腐蚀等性能，在制药、采矿、冶金、石油化工及水处理等领域得到了广泛应用。聚氨酯筛网根据其筛孔尺寸，可分为粗筛网(大孔)和精细筛网(小孔)。大孔筛网主要用于矿物或介质的粗选，精细筛网主要用于矿物或介质的精选，尤其是稀有金属或介质的精选。开孔率是筛网一项非常重要的指标，其大小直接影响筛选效率和筛选成本。筛网的开孔率一般随筛孔尺寸的减小呈指数减小，因此精细筛网的开孔率一般较低。

专利CN 1923498A公开了一种聚氨酯筛网的成型工艺，先离心成型聚氨酯片材，然后激光打孔制成筛网。虽然该方法制成的筛网尺寸大，使用时不用拼装，但是其筛网相邻孔间距较大，为0.6mm，孔宽为0.1～2mm，开孔率仅为22％，且不能设置增强骨架。

为解决上述问题，我们在已申请的发明专利CN101143360中公开了一种纤维增强聚氨酯精细筛网及其成型方法，其开孔率等于或大于32％。其中增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、尼龙纤维或聚酯纤维，纤维直径约0.1mm～0.4mm；其长方形筛孔的孔长1mm～5mm、孔宽0.1mm～0.5mm；孔间分隔条的宽度0.1mm～0.5mm、高度0.3～1.0mm；孔间分隔条横截面呈倒梯形，筛孔不易被物料阻塞，透筛性好，筛分效率高。长方形筛孔两侧设计有粗分隔条，在粗分隔条的底部铺设计有增强纤维，既提高了筛网的力学强度，又克服了钢质骨架增强聚氨酯筛网厚度大、质量大、柔性差的缺点。

目前，聚氨酯筛网的成型多采用敞模浇注法，所使用的成型模具为敞口模具。虽然该种模具具有加工容易、结构简单的优点，但该模具只适合于成型大孔筛网，不适用于成型筛孔小、开孔率高的聚氨酯精细筛网。为制备出聚氨酯精细筛网，我们在申请的发明专利CN101143360中提出了一种适于一种纤维增强聚氨酯精细筛网及其成型方法——真空辅助、多浇口、低粘度聚氨酯体系传递模塑法，但没有公开其成型模具。在成型聚氨酯精细筛网时，必须使用专用精细筛网成型模具。模具结构设计的合理性及其加工精度对筛网的成型过程和最终筛网的质量具有非常重要的影响。因此，精细筛网成型模具设计是制备聚氨酯精细筛网的最关键技术之一。目前，国内外尚无纤维增强精细筛网成型模具方面的详细文献公开。

发明内容

本发明目的是提供一种适于纤维增强聚氨酯精细筛网的成型模具，解决高开孔率纤维增强聚氨酯精细筛网成型技术问题。

本发明提供的纤维增强聚氨酯精细筛网成型模具主要由上模板和下模板两部分组成。其中，上模板为一矩形盖板，在其四角处设计有四个定位孔，用于同下模板配合定位。在上模板反面的中央设计有等腰直角三角形横截面的加强筋槽，在加强筋槽的两侧平行对称位置分别设计有矩形横截面的纤维压块槽，设计此槽的目的是为了避开下模板上突起的纤维压块，使上模板与下模板紧密闭合。沿三角形横截面加强筋槽上均匀设计有一个或更多(奇数)个浇口，当成型聚氨酯筛网时，物料通过浇口注入闭合的模具中。

下模板主要由模芯、模架、纤维铺设块和纤维压块组成。其中，模架上设计有模块置槽、纤维铺设块置槽、温控管路、定位柱、模块固定孔和纤维铺设块固定孔。模块置槽用于放置模芯，模芯由1～2000个模块按一定顺序拼接而成。模块上表面设计有孔间分割条流道、细分隔条流道和粗分割条流道。其截面形状分别与申请的发明专利CN 101143360所述筛网的孔间分割条、细分隔条和粗分割条的截面相同。模块的一侧设计有缺口，在装配时相邻两个模块的缺口相对拼接，形成加强筋流道。该加强筋流道对应于筛网加强筋的下半部分。模块底部设计有螺孔，通过螺栓使模块固定在模架上。

纤维铺设块置槽用于放置纤维铺设块，在纤维铺设块置槽底部设计有纤维铺设块固定孔。可通过螺栓将纤维铺设块固定在纤维铺设块置槽内。纤维铺设块上设计有凸台，在凸台上设计有40～200个“倒梯形”横截面的纤维铺设槽，相邻纤维铺设槽的间距与相邻粗分割条流道的间距相等，并且与相对应的粗分割条流道位于同一直线上。设计纤维铺设槽的目的是将铺设在粗分割条流道底部的增强纤维从模具内部引出，然后通过纤维压块将增强纤维固定，使其在筛网成型的整个过程中始终处于伸直状态。纤维压块上设计有4个或多个沉孔，可通螺栓将纤维压块固定在纤维铺设块上，实现对增强纤维的固定。

温控管路设计在模架的底部，该管路数量为3个以上的奇数个，并贯通模架，相互连通。将温控管路与模具温度控制仪表连接，可实现对模具的加热或冷却，起到控制模具温度的作用。

定位柱与上模板上的定位孔相对应，在闭合模具时起定位上模板的作用。

所述纤维增强聚氨酯精细筛网成型模具，其特征在于：模具由上模板和下模板组成，上模板设计有定位孔、加强筋槽、纤维压块槽及多个浇口；下模板由模芯、模架、纤维铺设块及纤维压块组成；模芯由1～2000个相同尺寸的模块以“积木式”组合而成，模块通过螺栓固定在模架上，模芯尺寸为30mm～2000mm的长方形；每个模块上表面为30mm×30mm～500mm×500mm的正方形，在该正方形表面设计有孔间分割条流道、细分隔条流道及粗分割条流道；孔间分割条流道顶部宽度为0.1mm～0.5mm、高度为0.3mm～1mm，相邻孔间分割条流道间距为0.1mm～0.5mm；细分隔条流道为顶部宽度为0.4mm～1.0mm，高度为1mm～2mm，相邻细分隔条流道间距为1mm～5mm；粗分割条流道的宽度为0.8mm～2.0mm，高度为1mm～2.5mm，相邻粗分割条流道间距为5mm～10mm；孔间分割条流道、细分隔条流道以及粗分割条流道的横截面的梯形底角均为80～88°；模块的一侧设置缺口，其宽度为2mm～5mm，深度为2mm～4mm；上模板的正面设计有浇口；上模板的反面设计由等腰直角三角形横截面加强筋槽，并与浇口连通，在装配时相邻两块模块的缺口相对组合，形成加强筋流道；模架上设计有模块置槽、纤维铺设块置槽、温控管路、定位销、模块固定螺孔及纤维铺设块固定螺孔；在加强筋槽的两侧平行对称设计了两个截面形状为矩形的纤维压块槽；纤维铺设块上设计有凸台，在凸台上设计有40～200个倒梯形截面的纤维铺设槽；相邻纤维铺设槽的间距与相邻粗分割条流道的间距相等，且与粗分割条流道在同一直线上。纤维压块上设计有4～20个沉孔，可通过螺栓将纤维压块固定在纤维铺设块上，实现对增强纤维的固定。

附图说明：

图1筛网成型模具结构示意图

图2筛网成型模具A-A向视图

图3a上模板内侧正视图

图3b上模板A-A向视图

图4下模板结构示意图

图5模块结构示意图

图6图5中A矩形区域放大图

图7模架结构示意图

图8模架A-A向视图

图9模块与模架装配示意图

图10纤维铺设块结构示意图

图11纤维铺设块局部正视图

图12纤维压块结构示意图

上述图中：1上模板、2下模板、3上模板正面、4上模板反面、5定位孔、6加强筋槽、7纤维压块槽、8浇口、9模芯、10模架、11纤维铺设块、12纤维压块、13模块、14缺口、15孔间分割条流道、16细分隔条流道、17粗分割条流道、18模块置槽、19纤维铺设块置槽、20温控管路、21定位柱、22模块固定螺孔、23纤维铺设块固定螺孔、24加强筋流道、25凸台、26纤维铺设槽

具体实施例

以下通过实施例对本发明进行描述，且只适用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明内容对本发明作一些非本质的改正和调整。

聚氨酯精细筛网成型模具主要由上模板1和下模板2组成(见图1)。筛网成型模具A-A向视图见图2。其中，上模板1为一长方体盖板(见图3a)，开有多个定位孔5；上模板1的正面3设计有浇口8；上模板1的反面4设计有等腰直角三角形横截面加强筋槽6，并于浇口8连通；在加强筋槽6的两侧平行对称位置设计有矩形横截面的纤维压块槽7(见图3b)，以避开下模板上方突起的纤维压块12(见图2)干涉，使上模板1和下模板2紧密闭合。与加强筋槽6连通的浇口8均匀分布且为奇数，最少大于或等于3。当成型聚氨酯筛网时，物料通过浇口8注入闭合的模具中。

下模板2主要由模芯9、模架10、纤维铺设块11和纤维压块12组成(见图4)。模芯9由1～2000个模块13按“积木式”组合而成。模块13的结构如图5所示，在其上表面设计有孔间分割条流道15，细分隔条流道16和粗分割条流道17(见图6)。其横截面形状分别与发明专利CN101143360所述筛网的孔间分割条、细分割条和粗分割条横截面相同。孔间分隔条流道15的顶部宽度为0.1mm～0.5mm、高度为0.3mm～1mm，相邻孔间分割条流道间距为0.1mm～0.5mm；细分隔条流道16的顶部宽度为0.4mm～1.0mm，高度为1mm～2mm，相邻细分隔条流道间距为1mm～5mm；粗分割条流道17的宽度0.8mm～2.0mm，高度为1mm～2.5mm，相邻粗分割条流道间距为5mm～10mm。所有流道横截面的梯形底角均为80～88°。模块13的一侧设计有缺口14，在装配时相邻两块模块13的缺口14对应拼接，形成加强筋流道24(见图9)，对应于筛网的加强筋。

模架10上设计有模块置槽18、纤维铺设块置槽19、温控管路20、定位柱21、模块固定螺孔22和纤维铺设块固定螺孔23(见图7和图8)。

模块置槽18用于放置模块13，模块13底部设计有螺孔，模块13与模架10的装配方式如图9所示，是通过模块固定螺孔22和螺栓27固定在模架10上。

纤维铺设块置槽19用于放置纤维铺设块11，在纤维铺设块置槽19底部设计有纤维铺设块固定螺孔23，可通过螺栓将纤维铺设块11固定在纤维铺设块置槽19内。纤维铺设块11上设计有凸台25，在凸台25上设计有40～200个倒梯形横截面的纤维铺设槽26(见图10和图11)，相邻纤维铺设槽26的间距与相邻粗分割条流道17的间距相等，且与粗分割条流道17在同一直线上。设计纤维铺设槽26的目的是将铺设在粗分割条流道17底部的增强纤维从模具内部引出，然后通过纤维压块12将增强纤维固定，使其在筛网成型的整个过程中始终处于伸直状态。纤维压块12上设计有4～20个沉孔(见图12)，可通螺栓将纤维压块12固定在纤维铺设块11上，实现对增强纤维的固定。

温控管路20设计在模架10的底部(见图8)，其管路数量为3个以上的奇数个，每个管路贯通模架10，管路之间可采取并联或串联等连通方式相互连通。将温控管路与模具温度控制仪表连接，可实现对模具的加热或冷却，起到控制模具温度的作用。

定位柱21与上模板1上的定位孔5对应，在闭合模具时起到定位上模板1的作用。

如上所述，该精细筛网成型模具与其他模具相比具有以下特征：

第一、该模具的模芯利用模块“积木式”拼接而成，降低了模具的加工难度和模具的报废率，而且便于维修，当模芯局部损坏时，只须更换受损模块即可，从而大大降低了模具成本。

第二、每个模块上都设计有孔间分割条流道、细分隔条流道和粗分割条流道。其中，孔间分割条流道顶部宽度为0.1mm～0.5mm，高度为0.3mm～1mm，相邻孔间分割条流道间距为0.1mm～0.5mm；细分隔条流道的顶部宽度为0.4mm～1.0mm，高度为1mm～2mm，相邻细分隔条流道间距为1mm～5mm；粗分割条流道的宽度为0.8mm～2.0mm，高度为1mm～2.5mm，相邻粗分割条流道间距为5mm～10mm。这样的模具设计在保证精细筛网成型的同时，大大提高了通孔率，达到32％以上。

第三、模具在下模板设计有纤维铺设块和纤维压块，并且在纤维铺设块的凸台上设计有倒梯形横截面的纤维铺设槽，可将增强纤维贯通整个模具，满足了纤维增强聚氨酯精细筛网成型的需要。

Claims (2)

1.一种纤维增强聚氨酯精细筛网成型模具，其特征在于：模具由上模板和下模板组成，上模板设计有定位孔、加强筋槽、纤维压块槽及多个浇口；下模板由模芯、模架、纤维铺设块及纤维压块组成；模芯由1～2000个相同尺寸的模块以“积木式”组合而成，模块通过螺栓固定在模架上，模芯尺寸为30mm～2000mm的长方形；每个模块上表面为30mm×30mm～500mm×500mm的正方形，在该正方形表面设计有孔间分割条流道、细分隔条流道及粗分割条流道；孔间分割条流道顶部宽度为0.1mm～0.5mm、高度为0.3mm～1mm，相邻孔间分割条流道间距为0.1mm～0.5mm；细分隔条流道为顶部宽度为0.4mm～1.0mm，高度为1mm～2mm，相邻细分隔条流道间距为1mm～5mm；粗分割条流道的宽度为0.8mm～2.0mm，高度为1mm～2.5mm，相邻粗分割条流道间距为5mm～10mm；孔间分割条流道、细分隔条流道以及粗分割条流道的横截面的梯形底角均为80～88°；模块的一侧设置缺口，其宽度为2mm～5mm，深度为2mm～4mm；上模板的正面设计有浇口；上模板的反面设计由等腰直角三角形横截面加强筋槽，并与浇口连通，在装配时相邻两块模块的缺口相对组合，形成加强筋流道；模架上设计有模块置槽、纤维铺设块置槽、温控管路、定位销、模块固定螺孔及纤维铺设块固定螺孔；在加强筋槽的两侧平行对称设计了两个截面形状为矩形的纤维压块槽；纤维铺设块上设计有凸台，在凸台上设计有40～200个倒梯形截面的纤维铺设槽；相邻纤维铺设槽的间距与相邻粗分割条流道的间距相等，且与粗分割条流道在同一直线上。

2.根据权利要求1中所述的模具，其特征在于：纤维压块上设计有4～20个沉孔，可通过螺栓将纤维压块固定在纤维铺设块上，实现对增强纤维的固定。

Images