CN104647672B - 用于碳纤维复合材料纵臂的热模压成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于碳纤维复合材料纵臂的热模压成型模具，包括前后瓣模部分、上下瓣模部分、内模嵌件部分及导向定位部分，前后瓣模部分包括两个结构对称且大小相同的前瓣模板和后瓣模板，嵌件内模部分包括多个用于成型金属套筒的内模嵌件，前瓣模板和后瓣模板内设有多个固定孔，多个内模嵌件固定在相应的多个固定孔内，上下瓣模部分通过导向定位部分固定在前瓣模板和后瓣模板之间，使得前后瓣模部分、上下瓣模部分及内模嵌件部分共同形成一成型模腔。本发明特别针对碳纤维复合材料纵臂零部件的热模压成型开发了新型的热模压成型模具，其有效提高了生产效率，使得制件的力学性能更好。

Description

用于碳纤维复合材料纵臂的热模压成型模具

技术领域

本发明涉及一种热模压成型模具，特别涉及一种用于碳纤维复合材料纵臂的热模压成型模具。

背景技术

汽车底盘的纵臂通常采用碳纤维复合材料制成。其中，碳纤维编织复合材料预浸料由于具有强度高、质量轻、耐疲劳、抗冲击等优点，在航空航天领域得到了广泛的应用，其主要的成型工艺是热压罐和RTM(树脂传递模塑)成型工艺。但这两种工艺都无法满足大批量生产的要求，因此限制了碳纤维编织复合材料在汽车工业领域的应用。在复合材料成型工艺中，热模压成型工艺以其高效的优势得到了广泛的应用。因此，采用高效的热模压成型是一个较为理想的解决办法，能够更好的实现自动化、大规模的流水线生产。

汽车底盘的纵臂为底盘零部件中的典型结构件，其典型结构如图1所示，臂身采用高强钢冲压成型，三个金属套圈2通过焊接连接臂身1。然而，为了满足汽车轻量化要求，实现节能减排，现采用碳纤维编织复合材料替换原金属材料，开发新的碳纤维编织复合材料纵臂，其结构如图2所示。纵臂1整体采用碳纤维编织复合材料预浸料经热模压成型，并且通过碳纤维编织布预浸料3包覆金属套圈2实现两者的连接和整体成型。因此，基于上述针对碳纤维复合材料纵臂零部件的热模压成型，开发新的热模压成型模具具有重要的意义，有助于汽车底盘碳纤维轻量化的发展进程。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中成型工艺无法满足大批量生产要求的缺陷，提供一种热模压成型模具，特别适用于对碳纤维复合材料纵臂零部件进行热模压成型。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种用于碳纤维复合材料纵臂的热模压成型模具，包括前后瓣模部分、上下瓣模部分、内模嵌件部分及导向定位部分，其特点在于，所述前后瓣模部分包括两个结构对称且大小相同的前瓣模板和后瓣模板，所述嵌件内模部分包括多个用于成型金属套筒的内模嵌件，所述前瓣模板和所述后瓣模板内设有多个固定孔，所述多个内模嵌件固定在相应的所述多个固定孔内，所述上下瓣模部分通过所述导向定位部分固定在所述前瓣模板和所述后瓣模板之间，使得所述前后瓣模部分、所述上下瓣模部分及所述内模嵌件部分共同形成一成型模腔；所述上下瓣模部分包括上凹瓣模和下凸瓣模，所述上凹瓣模和所述下凸瓣模通过所述导向定位部分固定在所述前瓣模板和所述后瓣模板之间；

所述导向定位部分包括若干对导柱和上下瓣模导套，所述上凹瓣模和所述下凸瓣模通过所述导柱连接在所述前瓣模板和所述后瓣模板之间，并通过固定件固定；

所述前瓣模板、所述下凸瓣模和所述后瓣模板由所述导柱穿过并由所述上下瓣模导套紧固，所述前瓣模板、所述上凹瓣模和所述后瓣模板由所述导柱穿过并由所述上下瓣模导套紧固。

较佳地，所述前瓣模板和所述后瓣模板上开设有安装槽，用于安装在线加热软管，所述热模压成型模具通过所述在线加热软管与一在线加热装置连接。

较佳地，所述在线加热装置采用柔性管式加热器，设置在所述成型模腔外围的加热管道中，用于控制所述热模压成型模具内的温度。

较佳地，所述导向定位部分还包括若干前后瓣模导套，所述前瓣模板和所述后瓣模板通过所述导柱和所述前后瓣模导套相连接。

较佳地，所述上凹瓣模和所述下凸瓣模的两端的分型面不在一直线上，分别位于相应所述内模嵌件的最外侧。

较佳地，所述多个内模嵌件的外部均包覆有增强体碳纤维编织预浸料。

较佳地，所述多个内模嵌件与所述前瓣模板及所述后瓣模板的连接处采用圆弧和斜面过渡，并在中间填充碳纤维布增强体。

较佳地，所述前瓣模板和所述后瓣模板的上下两侧边缘处设有方形凹槽。

本发明的积极进步效果在于：本发明特别针对碳纤维复合材料纵臂零部件的热模压成型开发了新型的热模压成型模具，其采用增强体碳纤维编织预浸料包覆内模嵌件，并且采用圆弧与斜面过渡，中间填充碳纤维布增强体，保证成型后的复合材料纵臂臂身与金属套圈连接可靠性。采用这种热模压成型模具可以有效提高生产效率，使得制件的力学性能更好。

附图说明

图1为现有技术中金属纵臂的结构示意图。

图2为碳纤维编织复合材料纵臂的结构示意图。

图3为本发明热模压成型模具的较佳实施例的整体结构示意图。

图4为本发明热模压成型模具的较佳实施例的分解示意图。

图5为本发明热模压成型模具的较佳实施例中移除前瓣模板后的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明的较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图3-图5所示，本发明公开了一种用于碳纤维复合材料纵臂的热模压成型模具，其包括前后瓣模部分、上下瓣模部分、内模嵌件部分及导向定位部分。具体地说，所述前后瓣模部分包括两个结构对称且大小相同的前瓣模板4和后瓣模板5。所述嵌件内模部分包括多个用于成型金属套筒的内模嵌件，本实施例中采用了三个内模嵌件12、13、14。本发明利用三个内模嵌件来保证三个套筒的位置精度。前瓣模板4和后瓣模板5内设有多个固定孔(图中未示)，这样三个内模嵌件12、13、14分别固定在相应的所述多个固定孔内。然后，所述上下瓣模部分通过所述导向定位部分固定在前瓣模板4和后瓣模板5之间，使得所述前后瓣模部分、所述上下瓣模部分及所述内模嵌件部分共同形成一成型模腔。

优选地，在前瓣模板4和后瓣模板5上分别开设安装槽41、51，此处的安装槽41、51主要用于安装在线加热软管(图中未示)，所述热压成型模具通过所述在线加热软管与一在线加热装置连接。所述在线加热装置优选为柔性管式加热器，将其设置在所述成型模腔外围的加热管道中(图中未示)，用于控制所述热模压成型模具内的温度。本发明利用在线加热装置来控制碳纤维编织复合材料纵臂热模压成型模具的温度。

特别地，所述上下瓣模部分包括上凹瓣模6和下凸瓣模7，上凹瓣模6和下凸瓣模7通过所述导向定位部分固定在前瓣模板4和后瓣模板5之间。本实施例中所述导向定位部分包括若干对导柱9和上下瓣模导套8，上凹瓣模6和下凸瓣模7通过导柱9连接在前瓣模板4和后瓣模板5之间，并通过固定件固定，所述固定件可以采用如内六角螺栓10等类似固定部件。此外，所述导向定位部分还包括若干前后瓣模导套11，前瓣模板4和后瓣模板5通过导柱9和前后瓣模导套11相连接。

进一步地，在三个内模嵌件12、13、14的外部均包覆有增强体碳纤维编织预浸料。三个内模嵌件12、13、14与碳纤维臂身连接处15采用圆弧和斜面过渡，并在中间填充碳纤维布增强体，充分利用了碳纤维布增强体优异的包覆性与抗拉强度，从而保证复合材料纵臂臂身与金属套圈连接的可靠性。

另外，在前瓣模板4和后瓣模板5的上下两侧的边缘处设有方形凹槽42、52。这样可以更加快速方便地进行开模取件。此外，为了避免所述热模压成型模具发生开模干涉的情况，上凹瓣模6和下凸瓣模7的两端的分型面不可以设置在同一直线上，而应当分别位于两端相应内模嵌件12、14的最外侧。

在使用所述热模压成型模具成型时，利用压机首先将上凹瓣模6与后瓣模板5通过导柱及导套安装固定，然后将增强体碳纤维编织预浸料铺设好，并包覆三个内模嵌件12、13、14，置于后瓣模板5上加工好的固定孔内，最后将前瓣模板4与下凸瓣模7通过导柱导套安装固定，整个瓣合模通过紧固螺栓装配固定，以待进行下一步固化处理。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于碳纤维复合材料纵臂的热模压成型模具，包括前后瓣模部分、上下瓣模部分、内模嵌件部分及导向定位部分，其特征在于，所述前后瓣模部分包括两个结构对称且大小相同的前瓣模板和后瓣模板，所述嵌件内模部分包括多个用于成型金属套筒的内模嵌件，所述前瓣模板和所述后瓣模板内设有多个固定孔，所述多个内模嵌件固定在相应的所述多个固定孔内，所述上下瓣模部分通过所述导向定位部分固定在所述前瓣模板和所述后瓣模板之间，使得所述前后瓣模部分、所述上下瓣模部分及所述内模嵌件部分共同形成一成型模腔；

所述上下瓣模部分包括上凹瓣模和下凸瓣模，所述上凹瓣模和所述下凸瓣模通过所述导向定位部分固定在所述前瓣模板和所述后瓣模板之间；

所述导向定位部分包括若干对导柱和上下瓣模导套，所述上凹瓣模和所述下凸瓣模通过所述导柱连接在所述前瓣模板和所述后瓣模板之间，并通过固定件固定；

所述前瓣模板、所述下凸瓣模和所述后瓣模板由所述导柱穿过并由所述上下瓣模导套紧固，所述前瓣模板、所述上凹瓣模和所述后瓣模板由所述导柱穿过并由所述上下瓣模导套紧固。

2.如权利要求1所述的热模压成型模具，其特征在于，所述前瓣模板和所述后瓣模板上开设有安装槽，用于安装在线加热软管，所述热模压成型模具通过所述在线加热软管与一在线加热装置连接。

3.如权利要求2所述的热模压成型模具，其特征在于，所述在线加热装置采用柔性管式加热器，设置在所述成型模腔外围的加热管道中，用于控制所述热模压成型模具内的温度。

4.如权利要求1所述的热模压成型模具，其特征在于，所述导向定位部分还包括若干前后瓣模导套，所述前瓣模板和所述后瓣模板通过所述导柱和所述前后瓣模导套相连接。

5.如权利要求1所述的热模压成型模具，其特征在于，所述上凹瓣模和所述下凸瓣模的两端的分型面不在一直线上，分别位于相应所述内模嵌件的最外侧。

6.如权利要求1所述的热模压成型模具，其特征在于，所述多个内模嵌件的外部均包覆有增强体碳纤维编织预浸料。

7.如权利要求6所述的热模压成型模具，其特征在于，所述多个内模嵌件与所述前瓣模板及所述后瓣模板的连接处采用圆弧和斜面过渡，并在中间填充碳纤维布增强体。

8.如权利要求1-7任意一项所述的热模压成型模具，其特征在于，所述前瓣模板和所述后瓣模板的上下两侧边缘处设有方形凹槽。