CN104476708B - 光弹性模型毛坯模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光弹性模型毛坯模具，包括毛坯模具外壳、紧贴毛坯模具外壳的内侧的弹性层和贴于弹性层内侧的防渗层；毛坯模具外壳包括一个底面和四个侧面，所述四个侧面的底部分别通过固定部件固定于底面的四边，各个侧面相对于底面均有一定程度的倾斜使得安装后毛坯模具外壳整体呈倒凸台形状；至少有一组相对的侧面之间通过固定部件固定连接。使用本发明所述模具制作的模型表面不会产生裂纹等情况，保证模型制作质量，脱模方便。本模具操作简单，使用方便，能重复使用，毛坯能做到一次浇注成功，有效提高工作效率，有效节省资金，降低成本。

Description

光弹性模型毛坯模具

技术领域

本发明涉及模具技术领域，更具体地，涉及一种光弹性模型毛坯模具。

背景技术

光弹性试验中难以避免地使用光弹性模型毛坯的模具，现有技术中，塑料盒有时也用来做模具，常见的制作光弹性模型毛坯的模具是用厚度为0.3毫米～0.7毫米的白铁皮锡焊制成。上述传统的光弹性模型毛坯模具工艺简单，制作成本低，常为一次性使用，脱模时将模具用剪刀剪开或直接用手扳开。但由于光弹性模型毛坯脱模时是胶凝状，刚度较低，受到一定的应力时容易产生细小的裂纹，在第二阶段固化时毛坯收缩裂纹进一步扩大，严重时导致整块毛坯报废。按照传统制作光弹性模型的方式，制作毛坯的成本较低，毛坯有一定报废率可以接受，所以长期以来本领域对制作毛坯的模具进行改造的研究相对较少。

随着新技术和新设备的不断应用，制作光弹性模型毛坯的质量得到显著提高的同时制作毛坯的成本也相应提高，例如专利号为ZL 200920311682.2的中国专利公开的真空浇筑成型机以及专利号为ZL 201210146044.6的中国专利公开的光弹性模型的真空浇注工艺方法。采用所述新设备和新工艺后，如果仍然沿用传统的毛坯模具，制作得到的毛坯仍然有一定的报废率，将提高模型制作的成本，从而提高试验的成本。所以为保证光弹性模型毛坯的制作质量以及制作成功率，并降低试验成本，有必要研制一种报废率很低的毛坯模具。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有光弹性模型毛坯模具的技术不足，提供一种模块化、组合化、可重复使用的光弹性模型毛坯模具，该模具能有效保证光弹性模型毛坯的成功率并且能降低毛坯的初应力。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种光弹性模型毛坯模具，包括毛坯模具外壳、紧贴毛坯模具外壳的内侧的弹性层和贴于弹性层内侧的防渗层；毛坯模具外壳包括一个底面和四个侧面，所述四个侧面的底部分别通过固定部件固定于底面的四边，各个侧面相对于底面均有一定程度的倾斜使得安装后毛坯模具外壳整体呈现倒凸台形状；至少有一组相对的侧面之间通过固定部件固定连接。

本发明在毛坯模具外壳的内侧设置弹性层，可以减小毛坯固化时的初应力，提高毛坯的质量，同时在开模时具有减小对毛坯局部应力的作用，避免毛坯在第二次固化时开裂，并在弹性层的内侧进一步设置防渗层，有效防止浇注时混合液胶凝前的渗漏。

进一步地，所述底面采用不锈钢材料，所述四个侧面中的一个侧面设有观察窗，所述弹性层采用具有缓冲作用的材料；所述防渗层采用整块的透明塑料或其他软质的薄膜。所述四个侧面中的一个侧面设有观察窗用于方便地观察浇注时混合液胶凝前是否有渗漏出现，不需要打开浇注成型机，避免了有毒气体对人的损害；所述弹性层采用具有缓冲作用的材料，其形状与对应的模具外壳侧面及底面的内表面的形状相适配。

进一步地，所述四个侧面均采用普通铸铁材料。

进一步地，所述设置有观察窗的侧面采用透明钢化玻璃；所述观察窗采用透视玻璃，所述透视玻璃的厚度稍微小于所述弹性层的厚度；优选所述观察窗为倒凸台型。所述观察窗是在侧面以及该侧面内侧的弹性层对应位置开一个安装孔，设置（粘贴）一块透视玻璃，通过透视玻璃可以观察混合液是否有渗漏。所述透视玻璃的厚度稍微小于弹性层的厚度，这样透视窗与拉紧的防渗层之间有一定的间隙，混合液固化膨胀时不会产生附加应力。

优选地，所述弹性层采用泡木或者具有较好弹性的硅橡胶。进一步弹性层厚度优选为10～15mm。

优选地，所述透明塑料或薄膜的厚度为0.1mm。采用整块的透明塑料或其他软质的薄膜，因其是一个完整的整体，只要其本身无质量问题时可有效防止混合液胶凝前的渗漏。

进一步优选地，防渗层的面积大于模具内表面面积。薄膜面积大于模具内表面面积，多出模具内表面的部分可延伸至模具外，在浇注时起到防护模具外表面的作用使其不受溅出液体的玷污。

进一步地，所述四个侧面的一端分别通过铰链与底面固定连接。为了拆卸的方便同时降低侧面上联接孔的加工精度，侧面与铰链采用螺栓螺母组合联接的方式固定，在底面上铰链联接孔相应位置处开有螺纹孔并通过安装沉头螺钉的方式将铰链固定在底面上。这样的结构在脱模时卸掉螺杆后四个侧面向四面倾倒即可轻松实现脱模，而且脱模时不产生附加应力。

进一步地，所述侧面中至少一对相对设置的侧面的边缘分别设置有孔，使用螺杆分别穿过所述孔并通过螺栓螺母联接将两个侧面连接，防止侧面绕铰链发生旋转，而螺栓螺母之间的紧固力可防止另两个侧面发生绕铰链的旋转。

更为优选地，在相对设置的两个铸铁材料的侧面的两边缘分别设置上下两个孔，分别安装两个螺杆，由四根螺杆穿过相对的铸铁板边缘的四个孔并通过螺栓螺母联接将相对的铸铁板固定，防止两个铸铁板材料的侧面绕铰链发生旋转，而螺栓螺母之间的紧固力可防止另两个侧面发生绕铰链的旋转。

进一步地，所述底面为长方体形；所述侧面为六面体形。优选地，所述四个侧面安装于底面的一端的长度略小于均小于该侧面的另一端长度，进一步结合所述侧面相对于底面一定的倾斜，本发明光弹性模型毛坯模具上宽下窄，脱模方便。

进一步地，所述贴于各侧面内侧的弹性层设有磁条安装槽并且安装磁条，在所述防渗层内侧对应位置设有铁条，所述磁条通过磁力吸住铁条，从而将防渗层更加紧密地固定于弹性层。优选地，所述磁条长度约小于对应安装槽的长度20～40mm。

更为优选地，所述弹性层的上部和下部位置均开有磁条安装槽并且安装磁条；所述防渗层内侧的对应上部和下部位置设有铁条。

进一步地，为防止浇注时防渗层移位，在弹性层与防渗层的接触面上涂适量的粘贴剂。将防渗层粘贴在弹性层上，将防渗层薄膜拉紧，然后用铁条压住防渗层塑料薄膜，对准磁条安装槽位置将铁条固定在磁条上。

本发明具有以下有益效果：

本发明创造性地优化了光弹性模型毛坯模具的结构，将其结构设计为包括毛坯模具外壳和弹性层及防渗层，弹性层可以减小毛坯固化时的初应力，提高了毛坯的质量，制作的毛坯有更好的光学和力学性能；同时在开模时可以大大减小毛坯局部应力，避免毛坯在第二次固化时开裂。防渗层可有效防止混合液胶凝前的渗漏，本发明合理设计毛坯模具外壳和弹性层及防渗层之间的连接关系，实现了模块化、组合化、结构简单、能有效节省资金，降低成本。本模具操作简单，使用方便，毛坯能做到一次浇注成功，有效提高工作效率。

本发明进一步在模具的一侧面设计观察窗，观察窗采用透明钢化玻璃，用于观察混合液胶凝前是否有渗漏出现，一般情况下只要在混合液胶凝前第一天内未出现渗漏，以后的时间也不会出现。当通过观察窗观察到出现渗漏时把混合液倒到干净的容器中，把模具清洗干净，更换防渗层并固定后，再把混合液倒入模具中即可。透明钢化玻璃便于观察，不需要打开真空浇注成型机，避免了有毒气体对人的损害。

本发明模具基于上宽下窄的结构，并进一步设计将侧面与底面的联接方式为铰链固定，侧面之间采用长螺杆连接固定，脱模时先拆下长螺杆，四个侧面可以绕铰链展开，轻松去掉弹性层就可以直接完成脱模，模型表面不会产生裂纹等情况，能保证模型制作质量，脱模方便。

本发明模具不仅适合用于光弹性模型毛坯的制作，也适合于对成型时间比较长、对成型时要求初应力比较低的模型毛坯的制作。

本模具操作简单，使用方便，毛坯能做到一次浇注成功，有效提高工作效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的光弹性模型毛坯模具示意图。

图2是本发明优选实施例的光弹性模型毛坯模具半剖视图示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本发明实施例附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的光弹性模型毛坯模具包括毛坯模具外壳、紧贴毛坯模具外壳的内侧的弹性层21和贴于弹性层21内侧的防渗层22；毛坯模具外壳是毛坯模具的主体，它由一块不锈钢底面11、三块六面体形的普通铸铁板14、透明钢化玻璃16以及固定铰链12、沉头螺钉13组成；弹性层21由具有缓冲作用的材料组成，弹性层21紧贴在普通铸铁板14的内侧，防渗层22是一整块0.1mm厚的透明塑料，位于弹性层21内侧。

不锈钢底面11为长方体形，普通铸铁板14和透明钢化玻璃16为六面体形，所述四个侧面的底部分别通过固定部件固定于底面11的四边，各个侧面相对于底面均有一定程度的倾斜，安装后毛坯模具外壳整体呈现倒凸台形状。四个侧面安装于不锈钢底面11的一端其长度略小于另一端长度。

为防止模具侧面受液体固化体积膨胀作用而发生侧面倾倒，在相对设置的两块普通铸铁板14边缘部分上各加工有4个孔，四根螺杆15穿过铸铁板的四个孔并通过螺栓螺母联接的方式进行固定，同时相对设置的两块普通铸铁板14依靠螺母紧固力进行固定，由于侧面为倾斜安装，上面螺杆相对下面螺杆略靠外侧，上面两根螺杆之间的距离约大于下面两根螺杆之间的距离2mm。

为便于脱模而且脱模时不产生附加应力，三块普通铸铁板14和透明钢化玻璃16由铰链12与不锈钢底面11连接，这样在脱模时卸掉螺杆15后，四个侧面向四面倾倒即可轻松实现脱模，铰链12与不锈钢底面11由沉头螺钉13固定，铰链12与侧面通过螺栓螺母联接方式，这样便于普通铸铁板14与不锈钢底面11之间的组装与拆卸。

在透明钢化玻璃16中间位置粘贴一块透视玻璃17。透明钢化玻璃16用于观察混合液胶凝前是否有渗漏出现，一般情况下只要在混合液胶凝前第一天内未出现渗漏，以后的时间也不会出现，当发现出现渗漏时把混合液倒到干净的塑料盒中，把模具清洗干净，更换一块新的防渗层22并固定后，再把混合液倒入模具中即可。应用于真空浇注成型机时，透明钢化玻璃16便于观察，不需要打开真空浇注成型机，避免了有毒气体对人的损害。透视玻璃17与拉紧的防渗层22之间有一定的间隙，混合液固化膨胀时不会产生附加应力。

弹性层21由4块形状与模具外壳的内侧表面形状相同的泡木组成，也可采用具有较好弹性的硅橡胶，相对的一对侧面泡木上部和下部均开有磁条安装槽并内置磁条（图中未标出），所述防渗层22内侧对应位置设有铁条，磁条的一端紧贴在普通铸铁板14上，另一端通过磁力吸住铁条23，从而将防渗层22更加紧密地固定于弹性层21。进一步地，可以在泡木与防渗层22接触的面涂适量的粘贴剂，用于粘贴防渗层22。

防渗层22粘贴在弹性层21上，防渗层22上下部位用铁条23压住通过磁力吸附固定，避免防渗层22的移位。

本模具上宽下窄，侧面与不锈钢底面11的联接方式为铰链固定，脱模时先拆下长螺杆15，四个侧面可以绕铰链展开，去掉弹性层21就可以直接完成脱模，模型表面不会产生裂纹等情况，能保证模型制作质量，脱模方便。

从上述实施例中可以得知，本发明实现了模块化、组合化、结构简单、能有效节省资金，降低成本。本模具操作简单，使用方便，毛坯能做到一次浇注成功，有效提高工作效率。弹性层21可以减小毛坯固化时的初应力，提高了毛坯的质量；同时在开模时具有减小对毛坯局部应力的作用，避免毛坯在第二次固化时开裂。防渗层22是一个完整的整体，防渗层22本身无质量问题时可有效防止混合液胶凝前的渗漏。透明钢化玻璃16用于观察混合液胶凝前是否有渗漏出现，一般情况下只要在混合液胶凝前第一天内未出现渗漏，以后的时间也不会出现，当发现出现渗漏时把混合液倒到干净的塑料盒中，把模具清洗干净，更换一块软薄模并固定后，再把混合液倒入模具中即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。

Claims (10)

1.一种光弹性模型毛坯模具，包括毛坯模具外壳、紧贴毛坯模具外壳的内侧的弹性层和贴于弹性层内侧的防渗层；毛坯模具外壳包括一个底面和四个侧面，所述四个侧面的底部分别通过固定部件固定于底面的四边，各个侧面相对于底面均有一定程度的倾斜使得安装后毛坯模具外壳整体呈倒凸台形状；至少有一组相对的侧面之间通过固定部件固定连接；其特征在于，所述四个侧面的底部分别通过铰链与底面固定连接；所述侧面与铰链采用螺栓螺母组合联接的方式固定，在底面上铰链联接孔相应位置处开有螺纹孔并通过安装沉头螺钉的方式将铰链固定在底面上。

2.根据权利要求1所述光弹性模型毛坯模具，其特征在于，所述底面采用不锈钢材料，所述四个侧面中的一个侧面设有观察窗；所述弹性层采用具有缓冲作用的材料；所述防渗层采用整块的透明塑料或其他软质的薄膜。

3.根据权利要求1所述光弹性模型毛坯模具，其特征在于，所述四个侧面均采用普通铸铁材料。

4.根据权利要求2所述光弹性模型毛坯模具，其特征在于，所述设置有观察窗的侧面采用透明钢化玻璃；所述观察窗采用透视玻璃，所述透视玻璃的厚度稍微小于所述弹性层的厚度。

5.根据权利要求4所述光弹性模型毛坯模具，其特征在于，所述观察窗为倒凸台型。

6.根据权利要求2所述光弹性模型毛坯模具，其特征在于，所述弹性层采用泡木或者硅橡胶；所述弹性层厚度为10～15mm。

7.根据权利要求2所述光弹性模型毛坯模具，其特征在于，所述透明塑料或软质的薄膜的厚度为0.1mm。

8.根据权利要求1所述光弹性模型毛坯模具，其特征在于，所述防渗层的面积大于模具的内表面面积。

9.根据权利要求1所述光弹性模型毛坯模具，其特征在于，所述侧面中至少一组相对设置的侧面的边缘分别设置有孔，使用螺杆分别穿过所述孔并通过螺栓螺母联接将两个侧面连接。

10.根据权利要求1或2所述光弹性模型毛坯模具，其特征在于，所述弹性层设有磁条安装槽并且安装磁条，所述防渗层内侧对应位置设有铁条，所述磁条通过磁力吸住铁条，将防渗层固定于弹性层。