CN106626195A - 天线罩外罩一模多腔成型的加工方法及其成型装置 - Google Patents

天线罩外罩一模多腔成型的加工方法及其成型装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种天线罩外罩一模多腔成型的加工方法及其成型装置。该方法将碳纤维编织体浸没在含有聚碳硅烷的二甲苯溶液中，水浴加热至85～110℃，然后在真空条件下浸渍5～8h后取出干燥固化，采用针刺方式对编织物进行仿形编织，得到罩体编织物；再将罩体编织物放置在下模装置的凹模中，然后向模具料腔中加入物料，合模压模；然后进行脱模，得到坯料；对坯料进行加工修整，即得到天线罩外罩。本发明一种天线罩外罩一模多腔成型的加工方法及其成型装置，生产工艺相对简单，设备通用性较强，一次可成形多个罩体，原材料利用率相对提高了25％，在保证产品合格率的同时生产效率有效提高了30％。

Description

天线罩外罩一模多腔成型的加工方法及其成型装置
技术领域
本发明涉及固体火箭天线罩外罩成型工艺方法，具体地指一种天线罩外罩一模多腔成型的加工方法及其成型装置。
背景技术
随着导弹飞行速度的提高，过高的气动热对导弹防隔热材料性能提出了更高的要求，尤其是用于保护天线工作的天线罩，需要能耐450℃以上的高温。耐热氧化性高、介电性能优异的双马来酰亚胺树脂基复合材料是少数几种能适用的树脂基材料之一，被广泛应用于天线罩、天线口盖等宽频透波产品。然而双马来酰亚胺单体成型工艺差(熔点高，溶解性差，石英纤维增浸渍制得的预浸料僵硬，无粘性，固化温度高)。对于此类天线罩外罩的生产，现有流行工艺方法为利用专门设备制备坯料单件生产，产品的生产工艺相对简单，设备占用率高，存在生产周期长，原材料利用率低，成本高的问题。
发明内容
本发明目的是提供了一种天线罩外罩一模多腔成型的加工方法及其成型装置。该方法既能保证产品合格率、又能提高生产效率。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，包括以下步骤：
1)根据天线罩外罩的要求，采用碳纤维三维正交方式进行平板织物编织，得到碳纤维编织体，
2)将碳纤维编织体浸没在含有聚碳硅烷的二甲苯溶液中，水浴加热至85～110℃，然后在真空条件下浸渍5～8h后取出干燥固化，
3)重复步骤2)2～3次，得到编织物；
4)采用针刺方式对编织物进行仿形编织，得到罩体编织物；
5)将多腔成型模具的上模装置和下模装置分别固定在四柱液压机设备上；
6)在上模装置的凸模的表面和下模装置的凹模的表面涂抹脱模剂；然后对模具进行加热保温，使模具受热均匀；
7)再将罩体编织物放置在下模装置的凹模中，然后向模具料腔中加入物料，合模，在升温速率为0.5～0.8℃/min条件下升温至125±5℃，再在压力为5～6MPa、温度为125±5℃条件下进行预压模，然后模具降温至110℃～115℃，然后在压力为13±1MPa、温度为125±5℃条件下进行1～2次压模；
8)重复步骤7)2～3次，然后将模具升温至125±5℃，保温50±5min，最后升温至185℃±5℃，在温度为185±5℃条件下保温100±5min，然后在室温条件下模具降温至50℃以下；
9)利用热电偶，将上模装置的凸模的温度调整至40℃±5℃，同时将下模装置的凹模的温度调整至60℃±5℃，然后进行脱模，得到坯料；拆除凹模、凸模的加热电源线和温控信号线。将凸模抬起并移除垫片后，视坯料粘模状况作业：
a、坯料粘凸模：在凸凹型面间置等高垫铁以保护坯料免受撞击，将模具从液压机平台上卸出，用吊车把凸模吊出型腔置于木板等软质板材并翻转使小头朝上。卸下紧固脱模板周边的8个M20螺钉，用卸下的螺钉旋入脱模板周边另外8个顶孔，将已模压为整体的坯料(包括连接环和罩体)连同脱模板从凸模表面剥离，再辅以木锤轻击，将坯料与脱模板分离。脱模全程应均匀缓慢的轻施外力。将脱模过程中卸下的8个M20螺拴和脱模板清理干净后，复装到凸模相应位置，保持其原技术状态。
b、坯料粘凹模：用顶杆将坯料从凹模型腔中缓慢顶出脱粘。在凸凹型面间置等高垫铁以保护坯料免受撞击，将模具从液压机平台上卸出，用吊车把凸模吊出型腔置于木板等软质板材。将坯料从凹模中取出。
10)根据天线罩外罩的要求对坯料进行加工修整，即得到天线罩外罩。
进一步地，所述步骤6)中，模具加热至85℃±5℃，在温度为85℃±5℃条件下保温40min±5min。
再进一步地，所述步骤7)中，物料为高硅氧/酚醛预浸料、硅溶胶的混合物；其中，高硅氧/酚醛预浸料和硅溶胶的重量比为1∶1～3。
再进一步地，所高硅氧/酚醛预浸料和硅溶胶的重量比为1∶1。
再进一步地，所述步骤7)中，加入物料过程中，物料加入的时间不超过20min，且模具温度不低于75℃。
再进一步地，所述步骤8)中，模具升温速率为0.5～0.8℃/min。
本发明还提供了一种上述加工方法所用的天线罩外罩一模多腔成型模具，所述装置包括上模装置和下模装置，所述上模装置包括上模板和设置在上模板底面的上模座，所述上模座底板对称设置有多个凸模，所述凸模四周设置有凹槽，所述下模装置包括下模板和设置在下模板表面的下模座，所述下模座表面开设有与凸模对应的凹模，所述凹模四周的下模座表面设置有与凹槽对称的凸起，所述凹模与四周凸起组成料腔，所述凹模底部设置有卸料盘，所述卸料盘底部设置有卸料管，所述卸料管另一端设置有卸料板，所述凹模外侧的凸起外壁上设置有向定位装置，所述凸起外侧的下模座表面设置有限位凸台
进一步地，所述凸模顶部均设置有上部油缸，每个上部油缸通过油管并联；所述上模座一侧壁上内嵌有有多个K温装置，相邻的凹模间的凸起上开设有均通道，所述凹模外侧的凸起上开设有溢槽。
进一步地，所述凸模顶部均设置有上部油缸，每个上部油缸通过油管并联。
再进一步地，所述凸模和凹模的数目为设备主缸压力P/制件额定成型压力×0.8
再进一步地，所述料腔高度h1＝凸起高度h2+凹模高度h。
本发明的有益效果在于：
本发明一种天线罩外罩一模多腔成型的加工方法及其成型装置。，生产工艺相对简单，设备通用性较强，一次可成形多个罩体，原材料利用率相对提高了25％，在保证产品合格率的同时生产效率有效提高了30％。
附图说明
图1为本发明成型装置的示意图；
图2为图1中放大图；
图3为本发明成型装置的剖面图；
图中，上模装置1、上模板1.1、上模座1.2、凸模1.3、凹槽1.4、上部油缸1.5、K温装置1.6、下模装置2、下模板2.1、下模座2.2、凹模2.3、凸起2.4、均通道2.41、溢槽2.42、卸料管2.5、卸料板2.6、向定位装置2.7、限位凸台2.8。
具体实施方式
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
如图1～3所示：天线罩外罩一模多腔成型模具，装置包括上模装置1和下模装置2，上模装置1包括上模板1.1和设置在上模板1.1底面的上模座1.2，上模座1.2底板对称设置有4个凸模1.3，凸模1.3四周设置有凹槽1.4，下模装置2包括下模板2.1和设置在下模板2.1表面的下模座2.2，下模座2.2表面开设有与凸模1.3对应的凹模2.3，凹模2.3四周的下模座2.2表面设置有与凹槽1.4对称的凸起2.4，凹模2.3与四周凸起2.4组成料腔，凹模2.3底部设置有卸料盘2.4，卸料盘2.4底部设置有卸料管2.5，卸料管2.5另一端设置有卸料板2.6，凹模2.3外侧的凸起2.4外壁上设置有向定位装置2.7，凸起2.4外侧的下模座2.2表面设置有限位凸台2.8；
凸模1.3顶部均设置有上部油缸1.5，每个上部油缸1.5通过油管并联；上模座1.2侧壁内嵌有3个K温装置1.6，相邻的凹模2.3间的凸起2.4上开设有均通道2.41，凹模2.3外侧的凸起2.4上开设有溢槽2.42。
凸模1.3顶部均设置有上部油缸1.5，每个上部油缸1.5通过油管并联。
料腔高度h1＝凸起2.4高度h2+凹模2.3高度h。
实施例2
利用上述装置制造天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，包括以下步骤：
1)根据天线罩外罩的要求，采用碳纤维三维正交方式进行平板织物编织，得到碳纤维编织体，
2)将碳纤维编织体浸没在含有聚碳硅烷的二甲苯溶液中，水浴加热至100℃，然后在真空条件下浸渍6h后取出干燥固化，
3)重复步骤2)2次，得到编织物；
4)采用针刺方式对编织物进行仿形编织，得到罩体编织物；
5)将多腔成型模具的上模装置1和下模装置2分别固定在四柱液压机设备上；
6)在上模装置1的凸模1.3的表面和下模装置2的凹模2.3的表面涂抹脱模剂；然后模具加热至85℃±5℃，在温度为85℃±5℃条件下保温40min±5min，使模具受热均匀；
7)再将罩体编织物放置在下模装置2的凹模2.3中，然后向模具料腔3中加入物料，加料时，物料加入的时间不超过20min，且模具温度不低于75℃；合模，在升温速率为0.6℃/min条件下升温至125 ±5℃，再在压力为6MPa、温度为125±5℃条件下进行预压模，然后模具降温至110℃，然后在压力为13±1MPa、温度为125±5℃条件下进行1～2次压模；其中，物料为高硅氧/酚醛预浸料、硅溶胶的混合物；高硅氧/酚醛预浸料和硅溶胶的重量比为1∶2
8)重复步骤7)2～3次，然后将模具按升温速率为0.6℃/min。升温至125±5℃，保温50±5min，最后升温至185℃±5℃，在温度为185±5℃条件下保温100±5min，然后在室温条件下模具降温至50℃以下；
9)利用热电偶，将上模装置的凸模1.3的温度调整至40℃±5℃，同时将下模装置的凹模2.3的温度调整至60℃±5℃，然后进行脱模，得到坯料；
10)根据天线罩外罩的要求对坯料进行加工修整，即得到天线罩外罩。
实施例3
利用上述装置制造天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，包括以下步骤：
1)根据天线罩外罩的要求，采用碳纤维三维正交方式进行平板织物编织，得到碳纤维编织体，
2)将碳纤维编织体浸没在含有聚碳硅烷的二甲苯溶液中，水浴加热至85℃，然后在真空条件下浸渍8h后取出干燥固化，
3)重复步骤2)3次，得到编织物；
4)采用针刺方式对编织物进行仿形编织，得到罩体编织物；
5)将多腔成型模具的上模装置1和下模装置2分别固定在四柱液压机设备上；
6)在上模装置1的凸模1.3的表面和下模装置2的凹模2.3的表面涂抹脱模剂；然后模具加热至85℃±5℃，在温度为85℃±5℃条件下保温40min±5min，使模具受热均匀；
7)再将罩体编织物放置在下模装置2的凹模2.3中，然后向模具料腔3中加入物料，加料时，物料加入的时间不超过20min，且模具温度不低于75℃；合模，在升温速率为0.8℃/min条件下升温至125±5℃，再在压力为5～6MPa、温度为125±5℃条件下进行预压模，然后模具降温至110℃～115℃，然后在压力为13±1MPa、温度为125±5℃条件下进行1～2次压模；其中，物料为高硅氧/酚醛预浸料、硅溶胶的混合物；高硅氧/酚醛预浸料和硅溶胶的重量比为1∶3
8)重复步骤7)2次，然后将模具按升温速率为0.8℃/min。升温至125±5℃，保温50±5min，最后升温至185℃±5℃，在温度为185±5℃条件下保温100±5min，然后在室温条件下模具降温至50℃以下；
9)利用热电偶，将上模装置的凸模1.3的温度调整至40℃±5℃，同时将下模装置的凹模2.3的温度调整至60℃±5℃，然后进行脱模，得到坯料；
10)根据天线罩外罩的要求对坯料进行加工修整，即得到天线罩外罩。
实施例4
利用上述装置制造天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，包括以下步骤：
1)根据天线罩外罩的要求，采用碳纤维三维正交方式进行平板织物编织，得到碳纤维编织体，
2)将碳纤维编织体浸没在含有聚碳硅烷的二甲苯溶液中，水浴加热至110℃，然后在真空条件下浸渍5h后取出干燥固化，
3)重复步骤2)3次，得到编织物；
4)采用针刺方式对编织物进行仿形编织，得到罩体编织物；
5)将多腔成型模具的上模装置1和下模装置2分别固定在四柱液压机设备上；
6)在上模装置1的凸模1.3的表面和下模装置2的凹模2.3的表面涂抹脱模剂；然后模具加热至85℃±5℃，在温度为85℃±5℃条件下保温40min±5min，使模具受热均匀；
7)再将罩体编织物放置在下模装置2的凹模2.3中，然后向模具料腔3中加入物料，加料时，物料加入的时间不超过20min，且模具温度不低于75℃；合模，在升温速率为0.5℃/min条件下升温至125±5℃，再在压力为5MPa、温度为125±5℃条件下进行预压模，然后模具降温至110℃～115℃，然后在压力为13±1MPa、温度为125±5℃条件下进行1次压模；其中，物料为高硅氧/酚醛预浸料、硅溶胶的混合物；高硅氧/酚醛预浸料和硅溶胶的重量比为1∶1；
8)重复步骤7)2～3次，然后将模具按升温速率为0.5℃/min。升温至125±5℃，保温50±5min，最后升温至185℃±5℃，在温度为185±5℃条件下保温100±5min，然后在室温条件下模具降温至50℃以下；
9)利用热电偶，将上模装置的凸模1.3的温度调整至40℃±5℃，同时将下模装置的凹模2.3的温度调整至60℃±5℃，然后进行脱模，得到坯料；
10)根据天线罩外罩的要求对坯料进行加工修整，即得到天线罩外罩。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)根据天线罩外罩的要求，采用碳纤维三维正交方式进行平板织物编织，得到碳纤维编织体，
2)将碳纤维编织体浸没在含有聚碳硅烷的二甲苯溶液中，水浴加热至85～110℃，然后在真空条件下浸渍5～8h后取出干燥固化，
3)重复步骤2)2～3次，得到编织物；
4)采用针刺方式对编织物进行仿形编织，得到罩体编织物；
5)将多腔成型模具的上模装置(1)和下模装置(2)分别固定在四柱液压机设备上；
6)在上模装置(1)的凸模(1.3)的表面和下模装置(2)的凹模(2.3)的表面涂抹脱模剂；然后对模具进行加热保温，使模具受热均匀；
7)再将罩体编织物放置在下模装置(2)的凹模(2.3)中，然后向模具料腔中加入物料，合模，在升温速率为0.5～0.8℃/min条件下升温至125±5℃，再在压力为5～6MPa、温度为125±5℃条件下进行预压模，然后模具降温至110℃～115℃，然后在压力为13±1MPa、温度为125±5℃条件下进行1～2次压模；
8)重复步骤7)2～3次，然后将模具升温至125±5℃，保温50±5min，最后升温至185℃±5℃，在温度为185±5℃条件下保温100±5min，然后在室温条件下模具降温至50℃以下；
9)利用热电偶，将上模装置的凸模(1.3)的温度调整至40℃±5℃，同时将下模装置(2)的凹模(2.3)的温度调整至60℃±5℃，然后进行脱模，得到坯料；
10)根据天线罩外罩的要求对坯料进行加工修整，即得到天线罩外罩。
2.根据权利要求1所述天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，其特征在于：所述步骤6)中，模具加热至85℃±5℃，在温度为85℃±5℃条件下保温40min±5min。
3.根据权利要求1所述天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，其特征在于：所述步骤7)中，物料为高硅氧/酚醛预浸料、硅溶胶的混合物；其中，高硅氧/酚醛预浸料和硅溶胶的重量比为1∶1～3。
4.根据权利要求3所述天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，其特征在于：所高硅氧/酚醛预浸料和硅溶胶的重量比为1∶1。
5.根据权利要求3所述天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，其特征在于：所述步骤7)中，加入物料过程中，物料加入的时间不超过20min，且模具温度不低于75℃。
6.根据权利要求1或2所述天线罩外罩一模多腔成型的加工方法，其特征在于：所述步骤8)中，模具升温速率为0.5～0.8℃/min。
7.一种权利要求1所述加工方法所用的天线罩外罩一模多腔成型模具，其特征在于：所述装置包括上模装置(1)和下模装置(2)，所述上模装置(1)包括上模板(1.1)和设置在上模板(1.1)底面的上模座(1.2)，所述上模座(1.2)底板对称设置有多个凸模(1.3)，所述凸模(1.3)四周设置有凹槽(1.4)，所述下模装置(2)包括下模板(2.1)和设置在下模板(2.1)表面的下模座(2.2)，所述下模座(2.2)表面开设有与凸模(1.3)对应的凹模(2.3)，所述凹模(2.3)四周的下模座(2.2)表面设置有与凹槽(1.4)对称的凸起(2.4)，所述凹模(2.3)与四周凸起(2.4)组成料腔，所述凹模(2.3)底部设置有卸料盘(2.4)，所述卸料盘(2.4)底部设置有卸料管(2.5)，所述卸料管(2.5)另一端设置有卸料板(2.6)，所述凹模(2.3)外侧的凸起(2.4)外壁上设置有向定位装置(2.7)，所述凸起(2.4)外侧的下模座(2.2)表面设置有限位凸台(2.8)。
8.根据权利要求7所述天线罩外罩一模多腔成型模具，其特征在于：所述凸模(1.3)顶部均设置有上部油缸(1.5)，每个上部油缸(1.5)通过油管并联；所述上模座(1.2)一侧壁上内嵌有多个K温装置(1.6)，相邻的凹模(2.3)间的凸起(2.4)上开设有均通道(2.41)，所述凹模(2.3)外侧的凸起(2.4)上开设有溢槽(2.42)。
9.根据权利要求7所述天线罩外罩一模多腔成型模具，其特征在于：所述凸模(1.3)和凹模(2.3)的数目为设备主缸压力P/制件额定成型压力×(0.8)。
10.根据权利要求7和8所述天线罩外罩一模多腔成型模具，其特征在于：所述料腔高度h1＝凸起(2.4)高度h2+凹模(2.3)高度h。
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