CN104149228A - 一种玻璃钢天线罩的一体化成型模具及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃钢天线罩的一体化成型模具和成型方法。一体化成型模具由主模具(a)、嵌装圆螺母(b)、专用螺钉(c)、玻璃钢骨架(d)和外模具(e)组成；成型工艺包括如下步骤：(1)准备工作和模具组装；(2)原材料准备；(3)铺层；(4)热压罐成型天线罩；(5)脱模、后处理。本发明通过一体化成型模具的使用，实现了嵌装圆螺母(b)在天线罩成型过程中的同步胶接置入，避免了常规方法置入时机械钻孔造成的裂纹，消除了钻孔、二次胶接工序，降低了操作难度，提高了嵌装圆螺母(b)的粘接效果；通过主模具(a)和外模具(e)的组合使用，在天线罩成型的同时达到了天线罩的外观质量要求和尺寸精度要求，消除了常规成型方法中的人工打磨或机械加工工序。

Description

一种玻璃钢天线罩的一体化成型模具及成型方法

技术领域

本发明涉及玻璃钢天线罩的成型技术，特别是一种玻璃钢天线罩的一体化成型模具及成型方法。

背景技术

天线罩的主要功能是保护罩内天线系统免受外界损伤和破坏，具有透波、防热、抗雨蚀、耐候、承载、抗冲击、气密等功能。高性能天线罩通常采用热压罐设备成型，由于热压罐成型设备能够严格控制天线罩在成型过程中的温度、压力、时间等因素，还能够抽真空、加外压，所以天线罩的树脂分布均匀、结构致密。同时，高性能天线罩的原材料通常采用连续玻璃纤维预浸料，连续玻璃纤维较短纤维能够大幅度提高天线罩的力学性能，采用预浸料较传统的纤维布浸胶方式，能够严格控制天线罩中的树脂含量和树脂分布均匀程度。因此，采用热压罐设备、预浸料成型的玻璃钢天线罩力学性能、耐温性能良好，质量一致性和稳定性均较高。

现有的热压罐成型方法存在如下弊端：

(1)由于采用预浸料，天线罩在装配时用到的金属件在置入天线罩时，目前普遍采用的方法是在天线罩成型后机械钻孔、二次胶接的置入方法，这种方法使得天线罩成型后的加工工序众多，尤其是二次胶接中胶接质量受人为因素的影响较大，胶接的精度控制难度大。

(2)天线罩成型后需要人工打磨或机械加工来达到产品的外观质量要求和尺寸精度要求，不但增加了天线罩成型后的加工工序，而且在加工过程中均会存在不同程度的纤维损伤，影响高性能天线罩产品的力学性能。

在某型设备的玻璃钢天线罩成型过程中，天线罩的法兰中需要置入多个金属件——嵌装圆螺母，但由于法兰宽度有限，采用常规方法在天线罩成型后通过机械钻孔、二次胶接的方法置入螺母后，法兰靠近内腔出现裂纹，严重影响结构强度，改变孔加工方式后仍然避免不了裂纹的出现。经过仔细分析后认定，裂纹出现的根本原因是：在法兰上钻孔后，孔壁距离内腔边缘的距离太小，理论上仅有0.5mm，在钻孔的过程中无法避免会出现裂纹。但是天线罩的结构形式已经确定不能改变，因此，只有提出新的天线罩成型工艺方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有玻璃钢天线罩热压罐成型方法中的不足，避免金属件(嵌装圆螺母)置入时造成的裂纹，消除成型后的加工工序，通过一体化成型模具的使用和成型工艺，将金属件在天线罩成型的过程中同步胶接置入，并在天线罩成型过程中使得天线罩的外观质量、尺寸精度达到要求。

本发明的技术方案为：

所述一种玻璃钢天线罩的一体化成型模具，其特征在于：由主模具(a)、嵌装圆螺母(b)、专用螺钉(c)、玻璃钢骨架(d)和外模具(e)组成；主模具(a)上设有定位孔、脱模孔，专用螺钉(c)穿过定位孔将嵌装圆螺母(b)安装、定位在主模具(a)上；玻璃钢骨架(d)上设有嵌装圆螺母(b)的置入孔，置入孔孔壁与嵌装圆螺母(b)之间留有间隙；外模具(e)由四部分组成，组合起来形成与天线罩外形尺寸一致的腔体。

所述一种玻璃钢天线罩的一体化成型方法，其特征在于：采用以下步骤：

步骤1：对成型模具和下料样板(f)进行清洁和涂抹脱模剂，而后对成型模具进行组装：用专用螺钉(c)将嵌装圆螺母(b)安装在主模具(a)的对应位置，再将玻璃钢骨架(d)安放在主模具(a)上，玻璃钢骨架(d)内腔和主模具(a)的凸台外形配合，嵌装圆螺母(b)全部进入玻璃钢骨架(d)上对应的置入孔中，且嵌装圆螺母与玻璃钢骨架间隙不少于0.5mm；

步骤2：按照下料样板(f)的外形裁切连续玻璃纤维预浸料，根据天线罩蒙皮的厚度选择预浸料的层数；并裁切辅助材料，包括隔离膜、吸胶层、透气毡、真空袋，辅助材料尺寸比下料样板(f)的外形大至少100mm；

步骤3：将玻璃纤维预浸料铺覆在主模具(a)和玻璃钢骨架(d)上，翻折到主模具(a)法兰平台面上的玻璃纤维预浸料按照玻璃钢天线罩长宽尺寸裁切掉；铺覆完玻璃纤维预浸料后先铺覆1层隔离膜，再安放外模具(e)、然后依次铺覆隔离膜、吸胶层、透气毡；最后用真空袋密封，真空袋边角处留有气嘴，将气嘴与热压罐抽真空、测真空管路连接，抽真空至不低于-0.09MPa；

步骤4：将封装好的产品放入热压罐成型设备中，根据玻璃纤维预浸料的树脂体系设定温度、压力和时间参数，开始进行固化；

步骤5：固化结束后，去除辅料，拆除外模具(e)、专用螺钉(c)，用脱模螺钉将天线罩均匀顶出脱模；用砂纸打磨天线罩周边毛刺和胶瘤；将天线罩放入烘箱中，在树脂体系要求的温度下烘干处理至少1小时。

有益效果

本发明通过一体化成型模具的使用，实现了嵌装圆螺母(b)在天线罩成型过程中的同步胶接置入，避免了常规方法置入时机械钻孔造成的裂纹，消除了钻孔、二次胶接工序，降低了操作难度，提高了嵌装圆螺母(b)的粘接效果；通过主模具(a)和外模具(e)的组合使用，在天线罩成型的同时达到了天线罩的外观质量要求和尺寸精度要求，消除了常规成型方法中的人工打磨或机械加工工序。

附图说明

图1天线罩结构示意图；

图2天线罩模具组装示意图；

图3外模具(e)示意图；

图4下料样板(f)示意图。

图中，(a)主模具；(b)嵌装圆螺母；(c)专用螺钉；(d)玻璃钢骨架；(e)外模具；(f)下料样板。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

参照附图2，一体化成型模具由主模具(a)、嵌装圆螺母(b)、专用螺钉(c)、玻璃钢骨架(d)和外模具(e)组成。主模具(a)上设有定位孔、脱模孔，专用螺钉(c)穿过定位孔将嵌装圆螺母(b)安装、定位在主模具(a)上；玻璃钢骨架(d)上设有嵌装圆螺母(b)的置入孔，孔壁与嵌装圆螺母(b)之间留有间隙，其目的在于：当天线罩在热压罐设备中成型时，高温树脂会在真空浸渗和毛细管力的作用下自动填充所述的间隙，达到将嵌装圆螺母(b)同步胶接置入天线罩的目的；外模具(e)由四部分组成，组合起来形成与天线罩外形尺寸一致的腔体，使得天线罩在成型过程中其外观质量和尺寸精度达到图纸要求，从而消除了天线罩成型后的人工打磨或机械加工等工序。

本发明实现其目的所采用的成型工艺包括如下步骤：

(1)准备工作和模具组装，准备工作包括主模具(a)、嵌装圆螺母(b)、专用螺钉(c)、玻璃钢骨架(d)、外模具(e)和下料样板(f)的清洁和涂抹脱模剂，模具组装包括用专用螺钉(c)将嵌装圆螺母(b)安装在主模具(a)的对应位置，再将玻璃钢骨架(d)安放在主模具(a)上。

用酒精或丙酮清理主模具(a)、嵌装圆螺母(b)、专用螺钉(c)、玻璃钢骨架(d)、外模具(e)和下料样板(f)，室温下晾干；在主模具(a)、嵌装圆螺母(b)、专用螺钉(c)和外模具(e)表面涂覆脱模剂至少2遍，间隔时间至少10min；将专用螺钉(c)从主模具(a)的背面沉孔处插入，专用螺钉(c)的光杆与沉孔的底孔配合；将嵌装圆螺母(b)安装在专用螺钉(c)上；在主模具(a)背面的脱模孔处安装相应的脱模螺钉，并用耐高温胶带密封正面的脱模孔缝隙。将玻璃钢骨架(d)装在主模具(a)上，前者内腔和后者凸台外形配合，嵌装圆螺母(b)全部进入玻璃钢骨架(d)上对应的孔中，二者的间隙由天线罩的结构特征决定，但不少于0.5mm。

(2)原材料准备，包括裁切预浸料和辅料。

按照下料样板(f)的外形裁切连续玻璃纤维预浸料，根据天线罩蒙皮的厚度选择预浸料的层数。裁切隔离膜、吸胶层、透气毡、真空袋等辅助材料，尺寸较下料样板(f)的外形大至少100mm。

(3)铺层，包括先将预浸料铺覆在主模具(a)和玻璃钢骨架(d)上，再安放外模具(e)、铺覆辅料、真空封装。

将预浸料铺覆在步骤1中准备的主模具(a)和玻璃钢骨架(d)上，按照纤维的0°和90°方向间隔铺覆，在四周拐角处逐层间隔翻折预浸料；所有接缝均为对接；裁掉翻折到主模具(a)法兰平台面上的料。铺覆完预浸料后先铺覆1层隔离膜，再安放外模具(e)，然后依次铺覆隔离膜、吸胶层、透气毡。最后用真空袋密封，真空袋边角处留有气嘴，将气嘴与热压罐抽真空、测真空管路连接，抽真空至不低于-0.09MPa。

(4)热压罐成型天线罩，指在热压罐设备中按照预浸料的固化要求进行升温、加压固化。

将封装好的产品放入热压罐成型设备中，根据预浸料的树脂体系设定控制程序中的温度、压力和时间参数，开始程序进行固化。

(5)脱模、后处理，包括去除辅料，天线罩脱模，打磨毛刺，最后天线罩在烘箱中进行后处理。

待固化结束后，取出产品，去除辅料，拆除外模具(e)、专用螺钉(c)，用脱模螺钉将天线罩从周边均匀的顶出脱模；用砂纸简单打磨天线罩周边的毛刺和胶瘤；将天线罩放入烘箱中，根据树脂体系的要求在合适的温度下后处理至少1小时。

Claims (2)

1.一种玻璃钢天线罩的一体化成型模具，其特征在于：由主模具(a)、嵌装圆螺母(b)、专用螺钉(c)、玻璃钢骨架(d)和外模具(e)组成；主模具(a)上设有定位孔、脱模孔，专用螺钉(c)穿过定位孔将嵌装圆螺母(b)安装、定位在主模具(a)上；玻璃钢骨架(d)上设有嵌装圆螺母(b)的置入孔，置入孔孔壁与嵌装圆螺母(b)之间留有间隙；外模具(e)由四部分组成，组合起来形成与天线罩外形尺寸一致的腔体。

2.一种应用权利要求1所述模具的玻璃钢天线罩一体化成型方法，其特征在于：采用以下步骤：

步骤1：对成型模具和下料样板(f)进行清洁和涂抹脱模剂，而后对成型模具进行组装：用专用螺钉(c)将嵌装圆螺母(b)安装在主模具(a)的对应位置，再将玻璃钢骨架(d)安放在主模具(a)上，玻璃钢骨架(d)内腔和主模具(a)的凸台外形配合，嵌装圆螺母(b)全部进入玻璃钢骨架(d)上对应的置入孔中，且嵌装圆螺母与玻璃钢骨架间隙不少于0.5mm；

步骤2：按照下料样板(f)的外形裁切连续玻璃纤维预浸料，根据天线罩蒙皮的厚度选择预浸料的层数；并裁切辅助材料，包括隔离膜、吸胶层、透气毡、真空袋，辅助材料尺寸比下料样板(f)的外形大至少100mm；

步骤3：将玻璃纤维预浸料铺覆在主模具(a)和玻璃钢骨架(d)上，翻折到主模具(a)法兰平台面上的玻璃纤维预浸料按照玻璃钢天线罩长宽尺寸裁切掉；铺覆完玻璃纤维预浸料后先铺覆1层隔离膜，再安放外模具(e)、然后依次铺覆隔离膜、吸胶层、透气毡；最后用真空袋密封，真空袋边角处留有气嘴，将气嘴与热压罐抽真空、测真空管路连接，抽真空至不低于-0.09MPa；

步骤4：将封装好的产品放入热压罐成型设备中，根据玻璃纤维预浸料的树脂体系设定温度、压力和时间参数，开始进行固化；

步骤5：固化结束后，去除辅料，拆除外模具(e)、专用螺钉(c)，用脱模螺钉将天线罩均匀顶出脱模；用砂纸打磨天线罩周边毛刺和胶瘤；将天线罩放入烘箱中，在树脂体系要求的温度下烘干处理至少1小时。