CN105459411B - 复合材料框架整体成型模具及框架 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合材料框架整体成型模具及框架，包括：芯模组件、外模组件、均压板组件；芯模组件设置于外模组件内；均压板组件设置于由芯模组件和外模组件构成的机构上；芯模组件、均压板组件均为一体化结构；外模组件包括两个以上组件；芯模组件包括：构成网格状的短梁和长梁；短梁包括外部短芯棒、内部短芯棒；长梁包括长芯棒。本发明是一种新型整体框架的成型模具，突破了传统的结构形式，其采用整体成型技术，不单独成型杆件、接头，通过设计整体模具，经过铺层后一次成型整个框架。

Description

复合材料框架整体成型模具及框架
技术领域
本发明涉及整体成型模具，具体地，涉及复合材料框架整体成型模具及框架。
背景技术
传统的主框架主要由方杆及各种接头单独成型后胶接组合而成。例如，名称为“一种金属框架柜”的专利文献(申请号：200610034583.5；公开号：CN1823652A)，公开了一种金属框架柜，包括金属管、连接头、板构成的，金属管、连接头构成柜架、板固定在柜架的外侧面或设置在柜架内，其特别之处在于连接头由接头体、固定在接头体上且相互间形成同一个平面的一个或一个以上、四个或四个以下的接头构成，接头间成直角设置，在垂直于接头体面上设置活动接头，活动接头上设有孔，螺丝穿进接头体后旋接在活动接头的孔内。该专利文献指出其具有适合不具备专业技能及特殊工具的一般消费者装配的、散件包装紧密，不容易破损的、运输方便、运输费用低的。
但是，上述专利文献公开的技术方案不能构成整体框架。整体框架除各梁端面开口之外，横竖梁十字交叉部位无开孔结构，因此只能在外侧开口处进行操作，设计定位紧固结构难度大的同时必须兼顾脱模。因脱模顺序唯一，芯模又由若干细长芯棒组合，内腔的一个细微台阶就会导致无法脱模，而任意一根芯棒无法脱出就会造成其余芯棒均无法脱出的后果；以上因素都对芯模的定位提出了极高的要求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种复合材料框架整体成型模具及框架。
根据本发明提供的一种复合材料框架整体成型模具，包括：芯模组件、外模组件、均压板组件；
芯模组件设置于外模组件内；均压板组件设置于由芯模组件和外模组件构成的机构上；芯模组件、均压板组件均为一体化结构；外模组件包括两个以上组件。
优选地，芯模组件包括：构成网格状的短梁和长梁；短梁包括外部短芯棒、内部短芯棒；长梁包括长芯棒；
相邻的长芯棒之间连接有内部短芯棒；最外侧长芯棒的外侧面连接有外部短芯棒；内部短芯棒内部设置有螺钉让位孔；外部短芯棒内部设置有相连通的螺钉让位孔以及沉头孔，其中，沉头孔位于螺钉让位孔的外侧；
在同一短梁中，外部短芯棒、内部短芯棒之间通过一螺钉连接，该螺钉记为长螺钉；在同一短梁中包含有依次排列的、大于等于3的奇数根内部短芯棒，记为内部短芯棒组；在一内部短芯棒组中，位于中间位置的内部短芯棒的两端部均设置有内螺纹孔，位于非中间位置的内部短芯棒均设置有螺钉让位孔且不设置内螺纹孔；由外部短芯棒侧拧入的长螺钉穿过位于非中间位置的内部短芯棒的螺钉让位孔，与位于中间位置的内部短芯棒端部的内螺纹孔螺纹连接；该长螺钉的头部位于该外部短芯棒的沉头孔内。
优选地，外部短芯棒、内部短芯棒均设置有定位台阶，长芯棒设置有与定位台阶匹配的定位孔；定位台阶穿在定位孔内使得外部短芯棒、内部短芯棒分别连接长芯棒。
优选地，外模组件包括底平台、侧板；
底平台承托住芯模组件及在芯模组件上铺设的层所共同构成的产品的底部；侧板从芯模组件中各梁的两个侧面夹持紧固住梁；均压板组件设置在芯模组件的顶端面。
优选地，底平台包括构成网格状的第一延伸向底拼块、第二延伸向底拼块，其中，第一延伸向底拼块设置有卡槽，第二延伸向底拼块卡在卡槽中，第一延伸向底拼块与第二延伸向底拼块通过所述长螺钉连接为整体；第一延伸向底拼块的顶面与第二延伸向底拼块的顶面之间高度平齐。
优选地，均压板包括构成网格状的第一延伸向压板、第二延伸向压板，其中，均压板的底面设置有凹槽，所述芯模组件的顶部设置在所述凹槽内。
优选地，均压板组件为组合结构，具体为，均压板是主要由若干横向压板和若干纵向压板通过搭接板、销钉定位以及螺钉紧固的方式连接构成的金属板框结构。
优选地，短梁与长梁的连接处无缝隙。
根据本发明提供的一种框架，框架是利用上述的复合材料框架整体成型模具制造得到的。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、传统的框架都是由多通接头连接各杆件组合而成，需分别开模成型为数众多的零件，再设计胶接装配模将这些零件组装成一个框架；而本发明是一种新型整体框架的成型模具，突破了传统的结构形式，其采用整体成型技术，不单独成型杆件、接头，通过设计整体模具，经过铺层后一次成型整个框架。
2、针对外模尺寸大、自重重造成的拆装操作性差的问题，本发明通过设计组合模来解决。
3、本发明中复合材料框架整体成型模具的实现使整体框架的设计成为现实，标志着复合材料框架进入了整体设计的新阶段，意味着构件整体结构性能得到进一步提高的同时，结构重量还能得到进一步减轻，同时减少成本，缩短整套产品的生产周期。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一航用天线主框架结构的结构示意图。
图2为本发明中芯模组件的结构示意图。
图3为芯模组件中短梁一端的结构示意图。
图4为本发明中外模组件的结构示意图。
图5为本发明中底平台的结构示意图。
图6为本发明中均压板组件的结构示意图。
图7为横向压板与纵向压板连接处的结构示意图。
图中：
1-芯模组件
2-外模组件
301-均压板
302-侧板
4-短梁
401-外部短芯棒
402-内部短芯棒
4021-位于中间位置的内部短芯棒
4022-位于非中间位置的内部短芯棒
5-长梁
501-长芯棒
6-长螺钉
7-底平台
801-横向压板
802-纵向压板
901-卡槽
902-销钉
903-连接板
904-螺钉
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的一种复合材料框架整体成型模具，包括：芯模组件、外模组件、均压板组件；
芯模组件设置于外模组件内；均压板组件设置于由芯模组件和外模组件构成的机构上；芯模组件、均压板组件均为一体化组合模的结构形式；外模组件包括两个以上组件，为组合模的结构形式。
优选地，芯模组件包括：构成网格状的短梁和长梁；短梁包括外部短芯棒、内部短芯棒；长梁包括长芯棒；短梁与长梁的连接处无缝隙；
相邻的长芯棒之间连接有内部短芯棒；最外侧长芯棒的外侧面连接有外部短芯棒；内部短芯棒内部设置有螺钉让位孔；外部短芯棒内部设置有相连通的螺钉让位孔以及沉头孔，其中，沉头孔位于螺钉让位孔的外侧；
在同一短梁中，外部短芯棒、内部短芯棒之间通过一螺钉连接，该螺钉记为长螺钉；在同一短梁中包含有依次排列的、大于等于3的奇数根内部短芯棒，记为内部短芯棒组；在一内部短芯棒组中，位于中间位置的内部短芯棒的两端部均设置有内螺纹孔，位于非中间位置的内部短芯棒均设置有螺钉让位孔且不设置内螺纹孔；由外部短芯棒侧拧入的长螺钉穿过位于非中间位置的内部短芯棒的螺钉让位孔，与位于中间位置的内部短芯棒端部的内螺纹孔螺纹连接；该长螺钉的头部位于该外部短芯棒的沉头孔内。
优选地，外部短芯棒、内部短芯棒均设置有定位台阶，长芯棒设置有与定位台阶匹配的定位孔；定位台阶穿在定位孔内使得外部短芯棒、内部短芯棒分别连接长芯棒。
优选地，外模组件包括底平台、侧板。
如图3所示，底平台承托住芯模组件及在芯模组件上铺设的层所共同构成的产品的底部；侧板从芯模组件中各梁的两个侧面夹持紧固住梁；均压板组件设置在芯模组件的顶端面。底平台、均压板组件均可拆分。
优选地，底平台包括构成网格状的第一延伸向底拼块、第二延伸向底拼块，其中，第一延伸向底拼块设置有卡槽，第二延伸向底拼块卡在卡槽中；第一延伸向底拼块的顶面与第二延伸向底拼块的顶面之间高度平齐。具体地，第一延伸向底拼块为横向底拼块，第二延伸向底拼块为纵向底板拼块，如图4所示，各个横向底拼块之间通过销钉、螺钉连接，并设置有纵向卡槽，纵向底板拼块插入卡槽，通过螺钉紧固的方式将纵、横向底板拼块连接成一个四横七竖的金属板框结构，在该金属板框结构上表面设计凹槽，实现十字交叉区域的增厚层成型。
所述侧板用于限制横梁(即长梁)、竖梁(即短梁)的左右面，置于底平台左右两侧，与底平台侧面的螺钉孔连接，起到紧固作用。
均压板组件为组合式，用于保证构件上表面均匀受压。如图5所示，均压板组件包括构成网格状的第一延伸向压板、第二延伸向压板，第一延伸向压板与第二延伸向压板之间通过连接板及销钉定位、螺钉紧固的方式连接成一个四横七竖的金属板框结构；其中，均压板组件的底面设置有凹槽，所述芯模组件的顶部设置在所述凹槽内，实现十字交叉区域的增厚层成型。
根据本发明提供的一种框架，框架是利用上述的复合材料框架整体成型模具制造得到的。例如，在一个优选例中，本发明提供的复合材料框架整体成型模具应用于制造宇航用天线主框架结构，该天线主框架结构长4421mm(即长梁的长度)、宽2464mm(即短梁的长度)、高64.2mm、壁厚2～4mm，由4条长梁构成4条横梁，由7条短梁构成7条竖梁，横梁与竖梁构成交叉且内型贯通的一体构件，芯模组件均采用钢模。请见图1。其中，每条长梁均由一根芯棒构成，以确保天线主框架的长边直线度及整体平面度。
具体地，考虑到脱模需要，如图2所示，每一条短梁包括2个外部短芯棒以及3个内部短芯棒。长芯棒上设计定位孔，短芯棒上设计定位台阶，台阶穿过长芯棒上的定位孔将同一短梁中的各短芯棒首尾连接，起到长、短芯棒间的相互定位作用。
图2中上下两端的外部短芯棒上设计螺钉沉头孔、螺钉让位孔；在3条内部短芯棒中，位于中间的内部短芯棒两端设计相应螺纹孔与螺钉匹配，其余2条内部短芯棒沿轴向设置有螺钉让位孔，长螺钉通过螺钉让位孔锁紧短芯棒及长芯棒。
本发明提供的复合材料框架整体成型模具的装模方法包括如下步骤：
在芯模组件上铺层，完毕后将芯模组件放置于底平台，侧板通过螺钉紧固在底平台两侧，最后将一体均压板组件盖上芯模组件，与侧板螺接。
本发明提供的复合材料框架整体成型模具的脱模方法包括如下步骤：
外模组件只需卸去螺钉即可脱模，芯模组件先卸去连接外部短芯棒和内部短芯棒的长螺钉，再由外侧开始按先纵梁后横梁的方式依次类推至最后中间纵梁或横梁的顺序来脱模。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种复合材料框架整体成型模具，其特征在于，包括：芯模组件、外模组件、均压板组件；
芯模组件设置于外模组件内；均压板组件设置于由芯模组件和外模组件构成的机构上；芯模组件、均压板组件均为一体化结构；外模组件包括两个以上组件；
外模组件包括底平台、侧板；
底平台承托住芯模组件及在芯模组件上铺设的层所共同构成的产品的底部；侧板从芯模组件中各梁的两个侧面夹持紧固住梁；均压板组件设置在芯模组件的顶端面。
2.根据权利要求1所述的复合材料框架整体成型模具，其特征在于，芯模组件包括：构成网格状的短梁和长梁；短梁包括外部短芯棒、内部短芯棒；长梁包括长芯棒；
相邻的长芯棒之间连接有内部短芯棒；最外侧长芯棒的外侧面连接有外部短芯棒；内部短芯棒内部设置有螺钉让位孔；外部短芯棒内部设置有相连通的螺钉让位孔以及沉头孔，其中，沉头孔位于螺钉让位孔的外侧；
在同一短梁中，外部短芯棒、内部短芯棒之间通过一螺钉连接，该螺钉记为长螺钉；在同一短梁中包含有依次排列的、大于等于3的奇数根内部短芯棒，记为内部短芯棒组；在一内部短芯棒组中，位于中间位置的内部短芯棒的两端部均设置有内螺纹孔，位于非中间位置的内部短芯棒均设置有螺钉让位孔且不设置内螺纹孔；由外部短芯棒侧拧入的长螺钉穿过位于非中间位置的内部短芯棒的螺钉让位孔，与位于中间位置的内部短芯棒端部的内螺纹孔螺纹连接；该长螺钉的头部位于该外部短芯棒的沉头孔内。
3.根据权利要求2所述的复合材料框架整体成型模具，其特征在于，外部短芯棒、内部短芯棒均设置有定位台阶，长芯棒设置有与定位台阶匹配的定位孔；定位台阶穿在定位孔内使得外部短芯棒、内部短芯棒分别连接长芯棒。
4.根据权利要求2所述的复合材料框架整体成型模具，其特征在于，底平台包括构成网格状的第一延伸向底拼块、第二延伸向底拼块，其中，第一延伸向底拼块设置有卡槽，第二延伸向底拼块卡在卡槽中，第一延伸向底拼块与第二延伸向底拼块通过所述长螺钉连接为整体；第一延伸向底拼块的顶面与第二延伸向底拼块的顶面之间高度平齐。
5.根据权利要求1所述的复合材料框架整体成型模具，其特征在于，均压板组件为组合结构，具体为，均压板是主要由若干横向压板和若干纵向压板通过搭接板、销钉定位以及螺钉紧固的方式连接构成的金属板框结构。
6.根据权利要求2所述的复合材料框架整体成型模具，其特征在于，短梁与长梁的连接处无缝隙。
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