CN107031069B - 一种机载刀型天线罩的刚柔组合模具及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机载刀型天线罩的刚柔组合模具及其制造方法。它由多块模具单元组成，模具单元包括刚性外模和柔性芯模、顶板组合，垫板、围框等组成，柔性芯模在加热的情况下可自动为天线罩成型提供足够大的压力。天线罩底座装配尺寸公差采用分体嵌入式顶板组合来控制。并用销钉配合，保证天线罩的精度。同时顶板组合的分体式设计与脱模工装配合，便于脱模。通过垫板的加入，实现了对硅橡胶的保护作用，保证硅橡胶芯模的更多次的使用。

Description

一种机载刀型天线罩的刚柔组合模具及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种机载刀型天线罩的刚柔组合模具及其制造方法。
背景技术
机载刀型天线罩对强度、重量、尺寸公差等指标有严格的要求，因为天线罩由底座和透波区组成，其特征在于：底座为装配区，内轮廓面和外轮廓面均为装配面，需满足装配公差要求，透波区为功能区，具有薄壁深腔的结构特点。制备时存在一系列难以解决的问题。如环境试验后有裂纹，尺寸、重量不一致，尺寸公差不达标等问题，尤其是现有技术中机载刀型天线罩一般都采用热压管采用空气压力在模具内热压成型，但是因为热压罐的工艺限制，刀型天线的边角处容易出现压缩不达标开裂或者存在蓄瘤点灯表面缺陷，废品率极高，而且热压罐耗时较长对资源的消耗极大，需要供热抽真空，施加压力，对电能的消耗极大，时间成本较高。
发明内容
本发明提供了一种自施力、精度高、易脱模、成本低的用于机载刀型天线罩的刚柔组合模具设计及其制造方法。
一种用于机载刀型天线罩的刚柔组合模，包括外模1、围框6和底盖8，围框和底盖依次配装在外模1的底部，所述的外模带有用于压制刀型天线罩的构造腔，其特征在于：
所述的外模内腔表面与围框和底盖之间围合出容纳腔，还包括用于提供压力的硅橡胶芯模2，所述的硅橡胶芯模位于容纳腔内，所述的硅橡胶芯模具有水平延伸的托起部，在托起部的中心带有竖直延伸的凸起部；
在硅橡胶芯模与外模之间嵌入有顶板组件，顶板组件位于托起部上方，所述的硅橡胶芯模的凸起部穿过顶板组件延伸至构造腔内，所述的顶板组件和硅橡胶芯模的凸起与外模的内腔之间封闭出用于容纳复合材料预浸料的制备腔。
进一步的，顶板组件3包括顶板芯4和顶板5，顶板芯嵌入在顶板上预留的顶板槽内，顶板芯探入在构造腔中。
进一步的，所述的顶板的边沿延伸至构造腔外，顶板组件的延伸部分与外模的下表面相搭接。
进一步的，所述的外模由左模和右模组成，左模和右模之间固定连接，左模的内腔和右模的内腔相对接以组成构造腔。
进一步的，所述的在托起部与顶板组件之间还设有垫板7。
进一步的，硅橡胶芯模2的材料为硅橡胶材料，硅橡胶芯模2的热膨胀性系数≥9.14×10-4，弹性模量≥285MPa。
进一步的，所述的顶板5的上表面开有导胶槽，导胶槽刚好沿着构造腔的边沿延伸，导胶槽位于构造腔外。
进一步的，使用用于机载刀型天线罩的刚柔组合模提供了一种用于制备机载刀型天线罩的制造方法，其特征在于包括步骤：
①组装模具，使用左模和右模组装成外模，将垫板7、顶板组件依次穿过硅橡胶芯模的凸起配装在托起部上；
②铺覆复合材料预浸料，在硅橡胶芯模的凸起部和顶板上铺覆预浸料；
③组装模具；将铺覆完毕预浸料的硅橡胶芯模插入外模中并在外模下方配装围框和底盖以将硅橡胶芯模锁死在容纳腔中；
④制备天线罩：将组装完毕的模具封袋抽真空并置入烘箱中加热固化成型。
⑤脱模：将模具取出并拆卸，拆卸过程依次中将拆卸过程中依次中将底盖，围框6，硅橡胶芯模2，垫板拆除，左模和右模拆分，将顶板由顶板芯中取出，采用螺钉顶出的方式将天线罩由顶板芯上顶出。
进一步的，所述的步骤②中在铺覆复合材料预浸料时，优先在硅橡胶芯模上涂覆脱模液。
进一步的，在组装模具之前优先制备硅橡胶芯模，硅橡胶芯模由硅橡胶胶液A与交联剂B以10：1质量配比并进行真空脱泡，脱泡完毕后缓缓将胶液倒入母模里面，进行固化，固化完毕后放在烘箱里面100℃后固化1小时，200℃后固化1小时，成型出硅橡胶芯模。
本发明与现有技术相比，所取得的有益效果为：
1.硅橡胶材料具备了高膨胀系数、高的弹性模量，热传导性较好。可重复利用等性能。因此，采用烘箱加热，硅橡胶作为芯模、无需外加压力源，能向各个方向施加均匀的力，制备的天线罩不但受力均匀、无缺陷，尺寸公差合格稳定。同时大大降低了成本。采用了分体式顶板组合结构，与整体式顶板相比，能够解决脱模困难以及避免了采用预埋顶块脱模方式给天线罩造成的胶瘤缺陷等问题，同时顶板下板尺寸扩大，与外模相配合。控制了硅橡胶膨胀力过大导致产品法兰高度尺寸偏小的问题。非常好的控制了尺寸公差。这种顶板组合模具成本也较降低。将硅橡胶的优点与顶板的独特设计相结合使用，既是本发明的优势所在。
2.与传统金属阴阳模具相比，该刚柔组合模具结构设计相对简单，采用金属钢模与硅橡胶软模组合的方法，硅橡胶材料作为芯模为天线罩成型施加压力。不仅降低了成本，同时也保证了天线罩各个角度受力均匀。大大减少了受力不均、转角处受力不到位导致的缺陷问题。
3.与传统金属模具相比，改变了传统的顶块脱模方式，为了保证装配法兰内外尺寸以及方便脱模。将顶板组件分成顶板以及顶板芯，顶板芯以嵌入的形式装配在顶板里面，由沉头螺钉固定，板与外模之间也采用销钉定位。解决了脱模以及定位的问题。也解决了先前采用顶块脱模导致天线罩产品底平面不平整的问题。
4、顶板的边沿延伸至构造腔外，顶板组件的延伸部分与外模的下表面相搭接。解决了硅橡胶热膨胀力大小难以控制导致天线罩法兰高度过大或过小的问题。保证了天线罩产品装配尺寸的精度以及一致性。
5、导胶槽：在天线罩法兰外缘部分由导胶槽设置，有利于多余胶流的流动与储存，解决了胶瘤残存导致的法兰下平面不平，尺寸不准确的问题。
6、垫板：在顶板下面设计一块垫板，防止顶板下平面与硅橡胶直接接触，在受热膨胀时硅橡胶受到顶板下平面的孔的损伤。对硅橡胶芯模起到很好的保护作用，有利于提高硅橡胶芯模的使用次数。
7、设计的外模为自上而下的整体模具，解决的是外形尺寸公差不达标的问题；同时，两边采用销钉定位，解决了定位不准上下对不齐问题。
8.该模具成型容易，易于实现机械加工和批量制造，且成本较低，与传统模具相比，其加工速度快，研制周期短，有利于实现新产品的快速研发，能够对市场需求快速响应，有利于提高市场竞争力。
附图说明
图1是本发明模具的剖面示意图。
图2是外模和底盖连接装配关系图。
图3是外模与硅橡胶芯模装配关系图。
图4是硅橡胶芯模的结构图。
图中，外模1、硅橡胶芯模2、顶板组件3、包括顶板芯4、顶板5、围框6、垫板7、底板8、容纳腔b、构造腔a、托起部2b、凸起部2a、制备腔12。
具体实施方式
下面，结合图1，对本发明作进一步说明。
提供了一种用于机载刀型天线罩的刚柔组合模，包括外模1和底盖8，底盖配装在围框6的底部，所述的外模内腔表面与底盖之间围合出容纳腔b，其中，所述的外模带有用于压制刀型天线罩的构造腔a，还包括用于提供压力的硅橡胶芯模2，所述的硅橡胶芯模位于容纳腔内，所述的硅橡胶芯模具有水平延伸的托起部2b，在托起部的中心带有竖直延伸的凸起部2a；
在硅橡胶芯模于与外模之间嵌入有顶板组件，顶板组件3包括顶板芯4和顶板5，顶板芯嵌入在顶板上预留的顶板槽内，顶板芯探入在构造腔中，顶板位于托起部上方，所述的在托起部与顶板之间还设有垫板7，所述的顶板的边沿延伸至构造腔外，顶板的延伸部分与外模的下表面相搭接，所述的硅橡胶芯模的凸起部穿过顶板延伸至构造腔内，所述的顶板组件和硅橡胶芯模的凸起与外模的内腔之间封闭出用于容纳复合材料预浸料的制备腔12。
所述的外模由左模和右模对接组成，左模和右模之间固定连接，左模和右模对称成镜像设置，左模与右模刚好为外模中心剖切面左右侧各一半，左模的内腔和右模的内腔相接通以组成构造腔。
为保证防止出现淤积产生不规则部，所述的顶板5的上表面开有导胶槽，导胶槽刚好沿着构造腔的边沿延伸，导胶槽位于构造腔外。
硅橡胶芯模2的材料为硅橡胶材料，硅橡胶芯模2的热膨胀性系数≥9.14×10-4，弹性模量≥285MPa。
提供了一种机载刀型天线罩的刚柔组合模具，由多个模具单元拼接构成，其特征在于：外模1和提供压力的机载天线罩硅橡胶芯模2，保证天线罩装配公差的顶板组件3；顶板包括顶板芯4和顶板5；围框6；垫板7,底板8。
其中，所述的外模为自上而下的天线罩主体和法兰的整体模具负公差设计、保证天线罩外形尺寸。
机载刀型天线罩的刚柔组合模提供了一种用于制备机载刀型天线罩的制造方法，其特征在于包括步骤：
①制备硅橡胶模具：所述的硅橡胶芯模所用材料为一种热膨胀性系数≥9.14×10-4，弹性模量≥285MPa的硅橡胶材料，与顶板组合、外模相配合使用，为天线罩成型提供压力。
将硅橡胶胶液A与交联剂B进行质量配比进行称量。搅拌混合均匀。防止出现某处固化、某处没有固化的现象。对硅橡胶胶液进行真空脱泡。为保证硫化后的橡胶中不残留气泡缺陷，将混配好的胶料连同混配容器置于真空排泡设备中，抽真空进行脱泡处理。可重复操作几次。
灌胶：将胶料用手工或机械灌注到母模中，灌注后如果还有较多气泡可再真空脱泡。浇注过程中应尽量减少空气的混入。在环境温度25℃的条件下硫化24小时。
②清洁模具，与产品接触的金属模具涂上脱模剂。硅橡胶模具表面涂上浓肥皂液≥2g/ml，自然晾干备用。
③预组装模具，使用左模和右模组装成外模，将垫板7、顶板组件依次穿过硅橡胶芯模的凸起配装在托起部上；其中垫板位于顶板组件与硅橡胶之间，防止硅橡胶受热膨胀时进入顶板组件底部螺钉孔孔隙内遭到损伤破坏。顶板组合由顶板和顶板芯组成，顶板芯嵌入顶板内，由沉头螺钉固定。顶板上面有导胶槽。顶板的底平面尺寸大于产品尺寸，与外模相配合。保证天线罩尺寸。
④铺覆复合材料预浸料，在硅橡胶芯模的凸起部和顶板上铺覆预浸料；
⑤组装模具；将铺覆完毕预浸料的硅橡胶芯模外装配外模，并在外模下方配装围框和底盖，以螺钉将硅橡胶芯模锁死在容纳腔中；通过销钉定位外模实现模具精确位置装配，防止上下位置不对齐。在顶板组件与外模之间也用销钉定位，保证顶板组件的位置。
⑥制备天线罩：将组装完毕的模具封袋抽真空并置入烘箱中加热固化成型，在加热固化过程中硅橡胶芯模逐渐膨胀全角度挤压预浸料，尤其是边角处膨胀挤压效果极佳，固化成型天线罩。
⑦脱模：将模具取出并拆卸，拆卸过程中依次中将底盖，围框6，硅橡胶芯模2，垫板拆除，外模拆分，将顶板由顶板芯中取出，采用螺钉顶出的方式将天线罩由顶板芯上顶出。
⑧修型：对天线罩产品进行飞边去除，表面修型，喷漆，完成产品制备。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种用于机载刀型天线罩的刚柔组合模，包括外模(1)和底盖(8)，底盖配装在围框(6)的底部，所述的外模内腔表面与底盖之间围合出容纳腔(b)，其特征在于：
所述的外模带有用于压制刀型天线罩的构造腔(a)，还包括用于提供压力的硅橡胶芯模(2)，所述的硅橡胶芯模位于容纳腔内，所述的硅橡胶芯模具有水平延伸的托起部(2b)，在托起部的中心带有竖直延伸的凸起部(2a)；
在硅橡胶芯模与外模之间嵌入有顶板组件，顶板组件位于托起部上方，所述的硅橡胶芯模的凸起部穿过顶板组件延伸至构造腔内，所述的顶板组件和硅橡胶芯模的凸起部与外模的内腔之间封闭出用于容纳复合材料预浸料的制备腔(12)；
顶板组件(3)包括顶板芯(4)和顶板(5)，顶板芯嵌入在顶板上预留的顶板槽内，顶板芯探入在构造腔中。
2.根据权利要求1所述的一种用于机载刀型天线罩的刚柔组合模，其特征在于：所述的顶板的边沿延伸至构造腔外，顶板的延伸部分与外模的下表面相搭接。
3.根据权利要求1所述的一种用于机载刀型天线罩的刚柔组合模，其特征在于：所述的外模由左模和右模对接组成，左模和右模之间固定连接，左模的内腔和右模的内腔相接通以组成构造腔。
4.根据权利要求1所述的一种用于机载刀型天线罩的刚柔组合模，其特征在于：在托起部与顶板组件之间还设有垫板(7)。
5.根据权利要求1所述的一种用于机载刀型天线罩的刚柔组合模，其特征在于：硅橡胶芯模(2)的材料为硅橡胶材料，硅橡胶芯模(2)的热膨胀性系数≥9.14×10-4，弹性模量≥285MPa。
6.根据权利要求3所述的一种用于机载刀型天线罩的刚柔组合模，其特征在于：所述的顶板(5)的上表面开有导胶槽，导胶槽刚好沿着构造腔的边沿延伸，导胶槽位于构造腔外。
7.一种用于制备机载刀型天线罩的制造方法，其特征在于包括步骤：采用权利要求1所述的机载刀型天线罩的刚柔组合模制作；
①组装模具，将垫板(7)、顶板组件依次穿过硅橡胶芯模的凸起部配装在托起部上；
②铺覆复合材料预浸料，在硅橡胶芯模的凸起部和顶板上铺覆预浸料；
③组装模具；将铺覆完毕预浸料的硅橡胶芯模装配在外模内并在外模下方配装围框和底盖以将硅橡胶芯模锁死在容纳腔中；
④制备天线罩：将组装完毕的模具封袋抽真空并置入烘箱中加热，在加热固化过程中硅橡胶芯模逐渐膨胀全角度挤压预浸料以固化成型；
⑤脱模：将模具取出并拆卸，拆卸过程中依次中将底盖，围框(6)，硅橡胶芯模(2)，垫板拆除，左模和右模水平拆分，将顶板由顶板芯中取出，采用螺钉顶出的方式将天线罩由顶板芯上顶出。
8.根据权利要求7所述的一种用于制备机载刀型天线罩的制造方法，其特征在于：所述的步骤②中在铺覆复合材料预浸料时，优先在硅橡胶芯模上涂覆脱模液。
9.根据权利要求7所述的一种用于制备机载刀型天线罩的制造方法，其特征在于：在组装模具之前优先制备硅橡胶芯模，硅橡胶芯模由硅橡胶胶液A与交联剂B以10：1质量配比并进行真空脱泡，脱泡完毕后缓缓将胶液倒入母模里面，进行固化，固化完毕后放在烘箱里面100℃后固化1小时，200℃后固化1小时，成型出硅橡胶芯模。
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