CN104526915A - 一种异型复合材料构件成型的真空闭模模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种异型复合材料构件成型的真空闭模模具，解决了复杂结构的几个断面相接的密封问题、合模过程能观测到纤维增强体与模具的贴合度，保证制品成型后不变形，在脱模过程中不受力，表面光滑度高，无贫胶、富树脂等缺陷；包括左侧板、盖板、右侧板、前侧板、后侧板、左上模、左下模、前垫块、右上模、右下模、后垫块、O形密封圈、中轴、底座；其中，分型面采取左右对分式结构，分为左上模、左下模、右上模、右下模，由底座、左上模、左下模、右上模、右下模、中轴、盖板组合在一起形成一个模腔，再通过前、后、左、右侧板对左上模、左下模、右上模、右下模进行挤压、密封。此结构脱模过程不会使制件受力、变形。

Description

一种异型复合材料构件成型的真空闭模模具

技术领域

本发明涉及一种适用于真空注射的异型复合材料成型模具，特别是一种异型复合材料构件成型的真空闭模模具。

背景技术

异型复合材料构件是一种带延展翼的回转体结构，作用于火焰喷口附近，须满足高温环境下的冲刷要求。需要通过真空注射树脂的方式浸渍纤维增强体并固化成型，制品要求树脂含量高，且不能出现贫胶、富树脂现象，表面无缺陷。要保证制品的成型尺寸和精度，直接成型出具有光滑表面的制品，具有足够的刚性和强度，保证在合模、开模和注射时不出现损坏，保证制品不变形，在模具设计中应综合考虑诸如模具材料的机械性能和热学性能、纤维预制件特性、树脂的流动规律等各种因素,合理设计树脂注入口、排气口，保证模具密封性能良好,优化选择模具结构和各项机加工参数如模具的公差大小和表面光洁度,使模具设计得具有重量轻、结构简单、功能完善、经济耐用之特性。

针对这种异型复合材料构件成型模具，设计时分型面一般选取翼形面为主分型面，分为上、下模结构，采用上下模具接触面开槽，放入O型密封圈，靠合模力密封，四周螺栓夹紧的方式。但是纤维增强体是软的、易变形的织物，将纤维增强体套在中轴上，上模、下模分别套入纤维增强体时，处于盲装状态，易被挤压错位，并且无法观察到错位的位置和变形程度，也无法观测到纤维增强体与模具内腔的贴合程度，不能保证其铺放位置和取向，而注射的特点是模具内腔面与织物不能产生边缘通道，不贴合会造成制品的贫胶或富树脂等缺陷，成为废品。

还可采用半刚性模具，利用真空袋法成型，但是不能成型出精度高的制品外表面，对于带椎度的弧面与圆柱交接的直角部分更是无法直接成型，机加工也是非常困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种异型复合材料构件成型的真空闭模模具，解决了复杂结构的几个断面相接的密封问题、合模过程能观测到纤维增强体与模具的贴合度，保证制品成型后不变形，在脱模过程中不受力，表面光滑度高，无贫胶、富树脂等缺陷。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种真空闭模模具，包括左侧板、盖板、右侧板、前侧板、后侧板、左上模、左下模、前垫块、右上模、右下模、后垫块、O形密封圈、中轴、底座。

其中，分型面采取左右对分式结构，分为左上模、左下模、右上模、右下模，由底座、左上模、左下模、右上模、右下模、中轴、盖板组合在一起形成一个模腔，再通过前、后、左、右侧板对左上模、左下模、右上模、右下模进行挤压、密封。此结构脱模过程不会使制件受力、变形。

底座为平板加四个矩形立柱结构，立柱位于四角位置，立柱上端面分别设有与盖板连接相对应的4个螺纹孔，用于连接紧固，还设有4个安装O形密封圈的密封槽，呈L形。底座的立柱侧面分别设有与四个侧板连接相对应的的螺纹孔，用于连接紧固。底座中心位置设有1个与中轴匹配的定位槽，在定位槽中心位置设有1个进胶孔，为通孔。

左侧板、右侧板、前侧板、后侧板上分别设有1个安装O形密封圈的密封槽，呈四方形，密封槽尺寸覆盖了底座与左上模、左下模、右上模、右下模、盖板的对接面。侧板四角处设有4个通孔，下面两个用于与底座立柱侧面相对应的孔位连接，上面两个用于与盖板侧面相对应的孔位连接。

中轴为带台阶的圆柱形结构。

盖板上设有与中轴匹配的定位槽，中轴上下端嵌入盖板和底座进行定位。盖板上设有4个出胶孔，呈90度均匀分布，与异型复合材料构件环形立边的上端面相通。盖板四个侧面均设有与前、后、左、右侧板连接相对应的螺纹孔，用于连接紧固。。

左上模和左下模相对应，放置在底座左侧立柱中，右上模和右下模相对应，放置在底座右侧立柱中，前垫块和后垫块分别放置在底座前侧和后侧。

使用时先制作安装在侧板上的O形密封圈，将密封圈量取一定尺寸，剪裁斜口，将密封圈斜口位置上下直接搭接，点胶固定，分别放入左侧板、右侧板、前侧板、后侧板对应的密封槽中。再制作与盖板连接的密封圈，直接剪裁一定尺寸，分别放入底座立柱上端面4个密封槽内，O形密封圈随密封槽的走向折弯成L型，采用L型密封圈的端面与侧板上密封圈直接对接的方式进行挤压密封，通过密封面的挤压，使密封圈起到很好的密封效果。

合模过程，将左下模、右下模分别安装在底座上，将套有纤维增强体的中轴插入底座凹槽内，贴紧、压实，观察是否有缺料部位，是否完全贴合，缺料处进行填充。再分别将左上模、右上模分别压在纤维增强体的侧边上，保证与底座对正，压平，再将前垫块、后垫块安装在对应的位置上。再将紧固螺栓分别穿过左侧板、右侧板、前侧板、后侧板的孔位与底座的侧向螺纹孔相连，固定左侧板、右侧板、前侧板、后侧板，将紧固螺钉穿过盖板的正向孔位与与底座的上端面螺纹孔相连，固定盖板，最后将紧固螺栓穿过左侧板、右侧板、前侧板、后侧板的孔位分别与盖板的侧向螺纹孔相连，合模成整体结构紧固。进胶孔和出胶孔安装进胶接头和出胶接头，形成一个真空闭模模具。通过真空泵检测真空度，满足要求，即为合格，如不满足要求，要检查漏点。

进一步的，模具材料为一种特殊的刚性材料3Cr2Mo合金钢，热处理调质硬度为HRC34—38，硬度均匀，有足够的抗压抗变形刚度，抛光处理，表面粗糙度达到0.8，无毛边刃口。

进一步的，底座立柱上端面的密封圈与前、后、左、右侧板上的密封圈采用密封圈与密封圈直接对接的方式进行挤压密封，底座上端面L形密封圈两端各突出密封槽端面长度0.3-0.5mm，采用密封圈与密封圈直接对接的方式进行挤压密封，通过挤压受力起到密封作用，既保证了左上模、右上模、前垫块、后垫块与上模的密封，又保证了侧面与底座对接面的密封，使密封圈起到很好的密封效果。

进一步的，进胶孔和出胶孔处安装进胶阀门和出胶阀门。

进一步的，盖板上端面四角处设有脱模孔，前侧板、后侧板、左侧板、右侧板的四角处设有脱模孔，分别用于脱模。

进一步的，底座上的进胶孔位于定位槽内。

附图说明

图1是异型结构件俯视图

图2是异型结构件侧视图

图3是异型结构件截面图

图4是装配示意图

图5是去掉盖板的截面装配示意图

图6是侧截面装配示意图

图7是底座俯视图

左侧板1、盖板2、右侧板3、前侧板4、后侧板5、左上模6、左下模7、前垫块8、右上模9、右下模10、后垫块11、O形密封圈12、中轴13、底座14、出胶孔15、注胶孔16、立柱17、螺纹孔18、密封槽19、定位槽20、脱模孔21

具体实施方式

下面通过实例对本发明做进一步的说明，但是需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

实施例：

一种带延展翼的回转结构复合材料成型的真空闭模模具，3Cr2Mo合金钢，包括左侧板1、盖板2、右侧板3、前侧板4、后侧板5、左上模6、左下模7、前垫块8、右上模9、右下模10、后垫块11、O形密封圈12、中轴13、底座14。

其中，分型面采取左右对分式结构，分为左上模6、左下模7、右上模9、右下模10，由底座14、左上模6、左下模7、右上模9、右下模10、中轴13、盖板2组合在一起形成一个模腔，再通过前、后、左、右侧板对左上模6、左下模7、右上模9、右下模10进行挤压、密封。

底座14为平板加四个矩形立柱结构，立柱17位于四角位置，立柱17上端面分别设有与盖板2连接相对应的4个螺纹孔18，用于连接紧固，还设有4个安装O形密封圈12的密封槽19，呈L形。底座14的立柱侧面分别设有与四个侧板连接相对应的的螺纹孔，用于连接紧固。底座14中心位置设有1个与中轴13匹配的定位槽20，在定位槽20中心位置设有1个进胶孔15，为通孔。

左侧板1、右侧板3、前侧板4、后侧板5上分别设有1个安装O形密封圈12的密封槽，呈四方形，密封槽尺寸覆盖了底座14与左上模6、左下模7、右上模9、右下模10、盖板2的对接面。侧板四角处设有4个通孔，下面两个用于与底座14立柱侧面相对应的孔位连接，上面两个用于与盖板2侧面相对应的孔位连接。

中轴13为带台阶的圆柱形结构。

盖板2上设有与中轴13匹配的定位槽，中轴13上下端嵌入盖板2和底座14进行定位。盖板2上设有4个出胶孔16，呈90度均匀分布，与异型复合材料构件环形立边的上端面相通。盖板2四个侧面均设有与前、后、左、右侧板连接相对应的螺纹孔，用于连接紧固。盖板2上端面四角处设有脱模孔21，前侧板、后侧板、左侧板、右侧板的四角处设有脱模孔，分别用于脱模。

左上模6和左下模7相对应，放置在底座14左侧立柱中，右上模9和右下模10相对应，放置在底座14右侧立柱中，前垫块8和后垫块11分别放置在底座14前侧和后侧。

使用时先制作安装在侧板上的O形密封圈12，将密封圈量取一定尺寸，沿45度方向剪裁斜口，将密封圈斜口位置上下直接搭接，点胶固定，搭接方向与密封槽方向平行，分别放入左侧板1、右侧板3、前侧板4、后侧板5对应的密封槽中。再制作与盖板连接的密封圈12，直接剪裁一定尺寸的O形密封圈12分别放入底座端面4个密封槽内，O形密封圈随密封槽的走向折弯成L型，两端各突出密封槽端面长度0.4mm。

合模过程，先将剪裁好的纤维增强体套入中轴13，将左下模7、右下模10分别安装在底座14上，将套有纤维增强体的中轴13插入底座14凹槽内，贴紧、压实，观察是否有缺料部位，是否完全贴合，缺料处进行填充。再分别将左上模6、右上模9分别压在纤维增强体的翼形面上，并合模成型腔，保证与底座对正，压平，再将前垫块8、后垫块11安装在对应的位置上。再将紧固螺栓穿过左侧板1、右侧板3、前侧板4、后侧板5的孔位分别与底座的侧向螺纹孔相连，安装在对应的前、后、左、右四个位置上，并将紧固螺钉穿过盖板2的孔位与与底座的上端面螺纹孔相连，最后将紧固螺栓穿过左侧板1、右侧板3、前侧板4、后侧板5的孔位分别与盖板的侧向螺纹孔相连，安装在对应的前、后、左、右四个位置上，合模成整体结构紧固。进胶孔和出胶孔安装进胶阀门和出胶阀门，通过真空泵检测真空度，满足要求，即为合格，如不满足要求，要检查漏点。满足要求后即形成一个异型复合材料构件的真空闭模模具。

Claims (6)

1.一种异型复合材料构件成型的真空闭模模具，其特征在于,包括左侧板、盖板、右侧板、前侧板、后侧板、左上模、左下模、前垫块、右上模、右下模、后垫块、O形密封圈、中轴、底座；底座为带有四个矩形立柱的平板，立柱位于四角位置，立柱上端面分别设有与盖板连接相对应的螺纹孔，还设有安装O形密封圈的密封槽，呈L形；底座的立柱侧面分别设有与四个侧板连接相对应的的螺纹孔；底座中心位置设有1个与中轴匹配的定位槽，在定位槽中心位置设有1个进胶孔，为通孔；左侧板、右侧板、前侧板、后侧板上分别设有1个安装O形密封圈的密封槽，呈四方形，四方形密封槽包围覆盖了底座与左上模、左下模、右上模、右下模、前垫块、后垫块、盖板的对接面；侧板四角处设有4个通孔，下面两个用于与底座立柱侧面相对应的孔位连接，上面两个用于与盖板侧面相对应的孔位连接；中轴为带台阶的圆柱形结构；盖板上设有与中轴匹配的定位槽，中轴上下端嵌入盖板和底座进行定位；盖板上设有4个出胶孔，呈90度均匀分布，与异型复合材料构件环形立边的上端面相通；盖板四个侧面均设有与前、后、左、右侧板连接相对应的螺纹孔；左上模和左下模相对应，放置在底座左侧立柱内中轴外，右上模和右下模相对应，放置在底座右侧立柱内中轴外，前垫块和后垫块分别放置在底座前侧和后侧；中轴插入底座上的孔，底座、左上模、左下模、右上模、右下模、中轴、盖板组合在一起形成零件成型模腔，前、后、左、右侧板分别固定连接在矩形立柱外侧面并同时与盖板侧面固定连接。

2.如权利要求1所述的异型复合材料构件成型的真空闭模模具，其特征在于，模具材料为3Cr2Mo合金钢，热处理调质硬度为HRC34—38，硬度均匀，表面粗糙度达到0.8，无毛边刃口。

3.如权利要求1所述的异型复合材料构件成型的真空闭模模具，其特征在于，底座立柱上端面的密封圈与前、后、左、右侧板上的密封圈采用密封圈与密封圈直接对接的方式进行挤压密封，底座上端面L形密封圈两端各突出密封槽端面长度0.3-0.5mm。

4.如权利要求1所述的异型复合材料构件成型的真空闭模模具，其特征在于，进胶孔和出胶孔处安装进胶阀门和出胶阀门。

5.如权利要求1所述的异型复合材料构件成型的真空闭模模具，其特征在于，盖板上端面四角处设有脱模孔，前侧板、后侧板、左侧板、右侧板的四角处设有脱模孔。

6.如权利要求1所述的异型复合材料构件成型的真空闭模模具，其特征在于，底座上的进胶孔位于定位槽内。