CN105538740B - 一种复合材料盒形件的成形工装及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料成形领域，具体涉及一种复合材料盒型件的成形工装及方法。目前大部分复合材料盒形件的成形方式都是通过在模具上铺贴成形各个盒形件后再进行胶接，在胶接过程中，采用真空袋对盒形件的中空部分进行加压，在胶接过程中，由于没有对盒形件中空部位加强筋进行定位，容易造成胶接固化后位置偏移，铺层发送褶皱，成形过程中真空带提供的压力不足。需要一种全新的手段和方法来解决此类问题。本发明克服现有技术胶接固化后位置偏移，铺层发生褶皱，成形过程中真空带提供的压力不足的问题。

Description

一种复合材料盒形件的成形工装及方法
技术领域
本发明属于复合材料成形领域，具体涉及一种复合材料盒型件的成形工装及方法。
背景技术
目前大部分复合材料盒形件的成形方式都是通过在模具上铺贴成形各个盒形件后再进行胶接，在胶接过程中，采用真空袋对盒形件的中空部分进行加压，在胶接过程中，由于没有对盒形件中空部位加强筋进行定位，容易造成胶接固化后位置偏移，铺层发送褶皱，成形过程中真空带提供的压力不足。需要一种全新的手段和方法来解决此类问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术胶接固化后位置偏移，铺层发生褶皱，成形过程中真空带提供的压力不足的问题。
本发明的技术方案是：一种复合材料盒形件的成形工装，该盒形件由上蒙皮、下蒙皮及加强梁组成，该成型工装由下模、上模、芯模及旋转平台组成，其中,
所述旋转平台包括上部的升降框架和下部平台上的导轨，该升降框架固定在可升降的顶杆上，并通过支撑座与上模的旋转轴转动连接；升降框架还包括可与上模的定位支座销接的定位座；电机固定在升降框架一端并与上模的旋转轴连接；导轨用于下模的移动；下模底部有滑块，可沿所述导轨滑动；
所述芯模可与加强梁组合后固定在下模上。
所述上模的旋转轴通过上模的重心位置，旋转轴通过轴承安装在支撑座的孔中。
所述下模还包括导向销，用于与上模的定位导向。
所述下模还包括安装芯模的孔。
所述芯模由铝模芯在外部模压成形一层硅橡胶组成，并在两端开有定位孔，通过定位销与下模定位。
一种利用上述成形工装对复合材料盒形件进行成形加工的方法，该方法包括以下步骤：
驱动电机将上模翻转后使模面朝上，将下模沿导轨移出，在上模和下模同时进行铺层；对上模的铺层预固化；在下模上按交叉放入加强梁和芯模；将下模沿导轨移入，驱动电机将上模翻转后使模面朝下，并通过定位销与旋转平台上的定位座销接；而后液压系统驱动旋转平台的升降框架下移，通过导向销的作用实现上模和下模的精确合模定位并通过液压系统进行保压；随后将整套系统移入热压罐中进行固化，固化完成后，上移上模，外移下模，可进行脱模取件。
本发明的优点是：提出了一种改进的复合材料盒形件成型装置及成形方法，保证了成形质量和精度，提高了成形效率。
附图说明
图1是本发明成形工装的三维结构示意图；
图2是本发明加强梁成形工装截面图；
图3是本发明工装开启状态示意图；
图4是成形工装的上模结构示意图；
图5是成形工装的下模结构示意图；
图6是芯模示意图；
图7是盒形件示意图。
其中，1是下模，2是上模，3是芯模，4是梁成型模5是旋转平台，6是下框架模体，7是导向销，8是滑块，9是上框架模体，10是旋转轴，11是定位支座，12是铝模芯，13是硅橡胶14是定位销15是平台，16是导轨，17是支撑座，18是定位座，19是顶杆，20是电机，21是液压系统，22是定位销，23是下模限位块，24是橡胶垫，25是下部成形块，26是上部成形块，27是均压板，28是盒形件，28a是下蒙皮，28b是上蒙皮，28c是加强梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
所成型的复合材料盒形件28的截面形状为中空矩形，上下两个面为型面，该盒形件由上蒙皮28b，下蒙皮28a及加强梁28c组成。该复合材料盒形件成型工装由下模1，上模2，芯模3，梁成形模4及旋转平台5组成，下模1由下框架模体6，导向销7，滑块8组成，上模2由上框架模体9，旋转轴10，定位支座11组成，芯模3由铝模芯12，硅橡胶13和定位销14组成；旋转平台5由平台15，导轨16，支撑座17，定位座18，顶杆19，电机20，液压系统21，定位销22组成。
下模1为框架式模具，通过框板焊接而成，在下框架模体6底部安装与导轨16滑合的滑块8，下模1上部成形面板上安装有导向销7，用于与上模2合模定位。下模1成形面板上相应区域开有相应的安装孔，用于与芯模3的定位。
上模为框架式模具，通过框板焊接而成，在上框架模体9中部通过螺接加焊接的方式安装有一根旋转轴10，旋转轴10通过上模体的重心位置，旋转轴10的两端较中部小，配合安装有轴承18，轴承18支撑座17安装。
芯模3由铝模芯12外模压成形一层硅橡胶13，在芯模3的两端各开有两个定位孔，安装有定位销14，定位销14与下模相应的孔进行定位，这样有利于保证芯模3在下模1上的安装定位。
梁成形模4由下部成形块25，上部成形块26，均压板27，橡胶垫24组成。下部成形块25与上部成形块26通过销钉定位连接，下部成形块25铺贴加强梁下部U形，上部成形块26成形上部U形，合模后，在两个U形的侧面铺贴两侧材料，而后在最外层放上均压板27，橡胶垫24通过销钉定位连接在上部成形块26和下部成形块25上。
旋转平台5分为上下两层，上层为方钢焊接的两个倒U形结构，上部安装与旋转轴10定位的支撑座17，支撑座17外侧平台上安装有电机20，保证电机输出轴与支撑座17定位块及旋转轴10同心，电机输出轴与旋转轴10连接，电机20可以带动上模2实现正转，反转。旋转平台5下部为方钢焊接平台，在与上层对应的U形下部焊接4个支撑块，下部支撑块安装液压装置，上部支撑块上也安装液压装置，上支撑块与下支撑块中间安装有液压顶杆19，通过液压系统21，能够实现上下平台的抬升和下降。旋转平台5下部侧面安装有导轨16，导轨16与下模1上的滑块8配滑合，通过液压系统21，能够实现下模1的移进及移出。旋转平台下部安装有下模限位块23，能够将下模1定位在与上模2实现上下定位。
一种复合材料盒形件的成形，其步骤是：驱动电机20将上模2翻转后使模面朝上，将下模1沿导轨16移出，在上模2和下模1同时进行铺层；对上模2的铺层预固化；在下模1上按交叉放入加强梁28c和芯模3；将下模1沿导轨16移入，驱动电机20将上模2翻转后使模面朝下，并通过定位销22与旋转平台5上的定位座18销接；而后液压系统驱动旋转平台的升降框架下移，通过导向销7的作用实现上模2和下模1的精确合模定位并通过液压系统进行保压；随后将整套系统移入热压罐中进行固化，固化完成后，上移上模2，外移下模1，可进行脱模取件。

Claims (5)

1.一种复合材料盒形件的成形工装，该盒形件由上蒙皮(28b)、下蒙皮(28a)及加强梁(28c)组成，其特征在于：该成形 工装由下模(1)、上模(2)、芯模(3)及旋转平台(5)组成，其中
所述旋转平台(5)包括上部的升降框架和下部平台(15)上的导轨(16)，该升降框架固定在可升降的顶杆(19)上，并通过支撑座(17)与上模(2)的旋转轴(10)转动连接；升降框架还包括可与上模(2)的定位支座(11)销接的定位座(18)；电机(20)固定在升降框架一端并与上模(2)的旋转轴(10)连接；导轨(16)用于下模(1)的移动；下模(1)底部有滑块(8)，可沿所述导轨(16)滑动；
所述芯模(3)可与加强梁(28c)组合后固定在下模(1)上，所述芯模(3)由铝模芯(12)在外部模压成形一层硅橡胶(13)组成，并在两端开有定位孔，通过定位销(14)与下模(1)定位。
2.根据权利要求1所述的成形工装，其特征在于：所述上模(2)的旋转轴(10)通过上模(2)的重心位置，旋转轴(10)通过轴承安装在支撑座(17)的孔中。
3.根据权利要求1所述的成形工装，其特征在于：所述下模(1)还包括导向销(7)，用于与上模(2)的定位导向。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的成形工装，其特征在于：所述下模(1)还包括安装芯模(3)的孔。
5.一种利用权利要求1-4中任一项所述的成形工装对复合材料盒形件进行成形加工的方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
驱动电机(20)将上模(2)翻转后使模面朝上，将下模(1)沿导轨(16)移出，在上模(2)和下模(1)同时进行铺层；对上模(2)的铺层预固化；在下模(1)上按交叉放入加强梁(28c)和芯模(3)；将下模(1)沿导轨(16) 移入，驱动电机(20)将上模(2)翻转后使模面朝下，并通过定位销(22)与旋转平台(5)上的定位座(18)销接；而后液压系统驱动旋转平台的升降框架下移，通过导向销(7)的作用实现上模(2)和下模(1)的精确合模定位并通过液压系统进行保压；随后将整套系统移入热压罐中进行固化，固化完成后，上移上模(2)，外移下模(1)，可进行脱模取件。
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