CN106553329A - 一种复合材料带筋板零件热压柔性成形设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，涉及复合材料零件成形技术。本发明主要由上模、下模和液压机组成；所述上模和下模均由形面重构装置、围板和加热器组成；所述的形面重构装置由单元体、螺杆、电机组成；所述围板是由底板和侧立板固连组成的槽形体，形面重构装置被紧固于围板的内侧；所述加热器安装于单元体内部。本发明首次实现了复合材料带筋板零件柔性成形，即根据不同用户需求，在本发明的一套设备上成形出不同几何尺寸、不同形状的复合材料带筋板零件；本发明能够降低复合材料带筋板零件制造成本40％，大幅度地减少实体模具储存空间，实现了多品种、不同尺寸的复合材料带筋板零件在发明的一套柔性成形设备上个性化制造。

Description

一种复合材料带筋板零件热压柔性成形设备
技术领域
本发明公开了一种复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，涉及复合材料零件制造技术，属于机械工程领域。
背景技术
复合材料主要原料由纤维、树脂及各种助剂组成。复合材料带筋板零件因具有优异的电绝缘性能、机械性能、热稳定性、耐化学防腐性，主要应用于电气工业、汽车工业、铁路车辆、通讯工程、防爆电器设备外壳、卫浴产品等领域。复合材料带筋板零件的传统成型工艺为实体模具热压成形，其具有成形效率高、产品质量重复性好等特点，但因为一个零件形状需要使用一套模具，导致模具成本高、模具存储空间大等突出问题，亟待寻求解决方案；此外，伴随着个性化产品需求的提升，复合材料带筋板零件个性化制造需求迫切。为解决以上问题，发明人发明了一种复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，此方面工作未见报道。
发明内容
本发明提供一种复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，其目的在于解决普遍使用的实体模具热压成形工艺存在的“模具成本高、模具存储空间大、个性化制造困难”等问题，从而实现复合材料带筋板零件热压柔性成形设备技术创新，提升我国电气工业、汽车工业、铁路车辆、通讯工程、防爆电器设备外壳、卫浴产品等领域复合材料带筋板零件制造水平。本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：
一种复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，由上模、下模和液压机组成，其特征在于：所述上模和下模均由形面重构装置1、围板2和加热器6组成；所述的形面重构装置1由单元体5、螺杆8、电机9组成；所述围板2是由底板和侧立板固连组成的槽形体，形面重构装置被紧固于围板2的内侧；所述加热器6安装于单元体5内部；上模和下模相向对称安装在液压机3的工作台面上，在液压机3的驱动下合模与分模。
所述螺杆8呈阵列状竖直设置，单元体8安装在螺杆8顶端，电机9安装在螺杆8底端。
所述单元体5的上表面设有加强筋槽，其下方垂直轴向上安装有隔热板7。
所述形面重构装置1上安装有由顶针17组成的成形件顶出装置。
所述围板2的周向安装预紧装置18。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明要保护的技术方案实施事实表明：基于形面重构装置型面柔性变化特点，通过一套复合材料带筋板零件热压柔性成形设备替代多套传统实体热压模具，可以实现不同尺寸的复合材料带筋板零件个性化制造。本发明的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备解决了普遍使用的实体模具热压成形工艺存在的“模具成本高、模具存储空间大、个性化制造困难”等问题，降低了复合材料带筋板零件制造成本40％，大幅度地减少了实体模具储存空间，实现了多品种、不同尺寸的复合材料带筋板零件在发明的一套柔性成形设备上个性化制造。
附图说明
图1是本发明所述热压柔性成形设备加工复合材料大尺寸带筋非平板示意图，其中：
图1a是热压柔性成形设备调形后的三维视图；
图1b是热压柔性成形设备合模状态下的单元体群剖视图；
图1c是成形零件的非筋面三维视图；
图1d是成形零件的筋面三维视图。
图2是本发明所述热压柔性成形设备加工复合材料小尺寸带筋非平板示意图，其中：
图2a是热压柔性成形设备调形后的三维视图；
图2b是热压柔性成形设备合模状态下的单元体群剖视图；
图2c是成形零件的非筋面三维视图；
图2d是成形零件的筋面三维视图。
图3是本发明所述热压柔性成形设备加工复合材料大尺寸带筋平板示意图，其中：
图3a是热压柔性成形设备调形后的三维视图；
图3b是热压柔性成形设备合模状态下的单元体群剖视图；
图3c是成形零件的非筋面三维视图；
图3d是成形零件的筋面三维视图。
图4是本发明所述热压柔性成形设备加工复合材料小尺寸带筋平板热压柔性成形示意图，其中：
图4a是热压柔性成形设备调形后的三维视图；
图4b是热压柔性成形设备合模状态下的单元体群剖视图；
图4c是成形零件的非筋面三维视图；
图4d是成形零件的筋面三维视图。
图5是不同筋槽结构的单元体群示意图，其中：
图5a是双向组合筋槽结构的部分单元体群三维视图；
图5b是周向组合筋槽结构的部分单元体群三维视图；
图5c是中心组合筋槽结构的部分单元体群三维视图。
图6是复合材料带筋板热压柔性成形后顶针顶出状态示意图。
图中：
1-形面重构装置；2-围板；3-液压机；
4-复合材料；5-单元体；6-加热器；
7-隔热板；8-螺杆；9-电机；
10-大尺寸带筋非平板成形零件；11-小尺寸带筋非平板成形零件；12-大尺寸带筋平板成形零件；
13-小尺寸带筋平板成形零件；14-双向组合筋槽；15-周向组合筋槽；
16-中心组合筋槽；17-顶针；18-预紧装置。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例，进一步说明本发明的具体内容及其实施方式。
如图1至4所示，本发明提供了一种复合材料带筋板零件热压柔性成形设备。所述设备由上模、下模和液压机3组成；其中，上模与下模结构完全相同，上模与下模上、下相向对称设置，分别固定安装在液压机3内部上、下工作平台上，在液压机3的驱动下，上模和下模实现合模与分模；以位于下方的下模为例，所述下模由形面重构装置、围板2和加热器6组成；所述围板2是由底板和侧立板固连组成的槽形体，形面重构装置被紧固于围板2的内侧；所述形面重构装置由成套设置的单元体5、螺杆8以及电机9组成，所述螺杆8成矩阵式排列分布，电机9同轴连接在螺杆8的底部，单元体5同轴连接在螺杆8的顶部，在单元体顶部加工有加强筋槽，在电机9的驱动下，螺杆8旋转带动单元体5上下直线运动；所述加热器6安装在单元体5的内部，并位于螺杆8的上方。呈矩阵式排列分布的每一个螺杆8上方的带有加强筋槽的单元体5形成一个带有组合式筋槽的单元体群，以满足不同结构带筋板零件的成形需要；此外，为抑制热量向电机9方向传热而影响电机9工作，在单元体5的下方，沿轴向添加隔热板7。
为了进一步说明本发明所述技术方案以及其所带来的技术效果，下面将结合说明书附图，对本发明所述设备加工不同种类的复合材料带筋板零件的工作过程进行阐述：
如图1a-图1d所示，成形复合材料大尺寸带筋非平板时，首先，通过安装于螺杆8上方单元体5内部的加热器6，实现对形面重构装置1的加热；然后，通过电机9驱动螺杆8，实现单元体5的高度调整，从而根据成形的复合材料大尺寸带筋非平板的尺寸，完成上模或下模的模具型面调整。最后，将待加工的复合材料4放入调整好的下模型腔内，通过驱动液压机3实现安装在液压机3工作平台上的上模和下模合模与分模，热压柔性成形出复合材料大尺寸带筋非平板零件10。
如图2a-图2d所示，在成形复合材料小尺寸带筋非平板时，本发明的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，可以根据成形零件尺寸，选择性驱动单元体5高度调整，热压柔性成形出复合材料小尺寸带筋非平板零件11，具体工作过程参考前述过程，从而通过一套复合材料带筋板零件热压柔性成形设备替代多套传统实体热压模具，大幅度地减少实体模具储存空间，降低了复合材料带筋板零件制造成本，实现多品种、不同尺寸的复合材料带筋板零件在发明的一套柔性成形设备上个性化制造。
如图3a-图3d所示，本发明所述的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，不仅可以热压柔性成形复合材料带筋非平板零件；也可以根据生产需要，成形复合材料大尺寸带筋平板，通过电机9驱动螺杆8调整单元体5高度，重构上模、下模的模具型面，热压柔性成形出复合材料大尺寸带筋平板零件12，具体工作过程参考前述过程，从而通过一套复合材料带筋板零件热压柔性成形设备替代多套传统实体热压模具，实现多品种、不同尺寸的复合材料带筋板零件在发明的一套柔性成形设备上个性化制造。
如图4a-图4d所示，在成形复合材料小尺寸带筋平板时，本发明所述的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，可以根据成形零件尺寸，在热压柔性成形复合材料小尺寸带筋平板零件13时，选择性驱动单元体5高度调整，热压柔性成形出复合材料小尺寸带筋非平板零件13，具体工作过程参考前述过程，从而通过一套复合材料带筋板零件热压柔性成形设备替代多套传统实体热压模具，实现多品种、不同尺寸的复合材料带筋板零件在发明的一套柔性成形设备上个性化制造。
如图5a-图5c所示，本发明的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，在成形复合材料带筋非平板或平板时，单元体5可以根据零件的具体工况需求，采用不同的单元体5构成不同的单元体群，进而在单元体群上形成双向组合筋槽14、周向组合筋槽15、中心组合筋槽16等中的一种或多种，从而简单地通过不同结构筋槽的选择，进一步增加发明的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备使用范围，实现多品种、不同尺寸的复合材料带筋板零件在发明的一套柔性成形设备上个性化制造。
如图6所示，本发明所述的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，为更容易的实现复合材料带筋板零件脱模，在形面重构装置1上安装带顶针17的成形件顶出装置；
此外，为了进一步提升单元体5成形抗力及离散式的单元体5的密封性，在围板2的周向可以安装预紧装置18。

Claims (5)

1.一种复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，由上模、下模和液压机组成，其特征在于：所述上模和下模均由形面重构装置(1)、围板(2)和加热器(6)组成；所述的形面重构装置(1)由单元体(5)、螺杆(8)、电机(9)组成；所述围板(2)是由底板和侧立板固连组成的槽形体，形面重构装置被紧固于围板(2)的内侧；所述加热器(6)安装于单元体(5)内部；上模和下模相向对称安装在液压机(3)的工作台面上，在液压机(3)的驱动下合模与分模。
2.根据权利要求1所述的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，其特征在于：所述螺杆(8)呈阵列状竖直设置，单元体(5)安装在螺杆(8)顶端，电机(9)安装在螺杆(8)底端。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，其特征在于：所述单元体(5)的上表面设有加强筋槽，其下方垂直轴向上安装有隔热板(7)。
4.根据权利要求1所述的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，其特征在于：所述形面重构装置(1)上安装有由顶针(17)组成的成形件顶出装置。
5.根据权利要求1所述的复合材料带筋板零件热压柔性成形设备，其特征在于：所述围板(2)的周向安装预紧装置(18)。
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