CN108068358B - 成型大尺寸不同厚度平板类复合材料构件的通用模压成型模具 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种成型大尺寸不同厚度平板类复合材料构件的通用模压成型模具，包括顶板、脱模螺钉、凸模、顶出杆、压块、凹模、支撑柱、支撑板、底板、内六角螺钉、吊装环、连接定位孔、吊装螺纹孔、螺纹连接孔，模具采用上下对分式结构，可实现填料、模压、脱模多件产品连续作业。针对大尺寸产品成型和脱模过程生产效率低的问题，采用连杆式自动脱模结构，减少了吊装操作过程及在不同设备上的的周转操作，生产效率提高30％，增加了安全性，提高了产品尺寸精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于复合材料构件成型的模具，特别是一种成型大尺寸不同厚度平板类复合材料构件的通用模压成型模具。
背景技术
复合材料构件是一种平板结构，采用预浸料铺层模压的方式进行固化成型，制品要求树脂含量高，零件表面光滑，无飞边毛刺，无孔洞、无分层等质量问题。要保证制品内部无缺陷，平面度精度0.1mm，直接成型出具有双面光滑表面的制品，具有足够的刚性和强度，保证在合模、脱模时不出现损坏，在模具设计中应综合考虑诸如模具材料的机械性能和热学性能等各种因素,优化选择模具结构和各项机加工参数，如模具的公差大小和表面光洁度,使模具设计具有重量轻、结构简单、功能完善、经济耐用之特性。
复合材料构件成型采取产品坯料尺寸模具热压成型，后机加外形尺寸的方式。每种模具只能成型出一种坯料尺寸，针对不同产品需要设计不同规格模具，成本较高。另一种方式采取真空袋成型，产品一面由模具成型，另一面由真空袋铺覆成型。但是由于真空袋本身可施加压力较小，仅0.6Mpa，只能成型5mm以下产品，且产品内部质量孔隙率高，废品率高。
设计一种通用模具，可成型2mm-30mm不同厚度平板类复合材料构件坯料。
发明内容
本发明的目的是提供一种成型大尺寸不同厚度平板类复合材料构件的通用模压成型模具，实现填料、模压、脱模多件产品连续作业。针对大尺寸产品成型和脱模过程生产效率低的问题，采用连杆式自动脱模结构，减少了吊装操作过程及在不同设备上的的周转操作，生产效率提高30％，增加了安全性，提高了产品尺寸精度。
本发明的技术方案如下：
本发明提供了一种成型大尺寸不同厚度平板类复合材料构件的通用模压成型模具，包括顶板、脱模螺钉、凸模、顶出杆、压块、凹模、支撑柱、支撑板、底板、内六角螺钉、吊装环、连接定位孔、吊装螺纹孔、螺纹连接孔。
其中，模具采用上下对分式结构。
顶板为平板结构，上面设有4个吊装孔；设有4个脱模螺钉的连接定位孔；设有4个与凸模连接的螺纹连接孔。
脱模螺钉为细长圆柱形结构，一端带有螺纹，与底板连接；另一端为方形结构，设有限位结构。
凸模为带有锥度的凸模型腔结构，设有与顶板连接用螺纹连接孔。
顶出杆4为带有两个限位台阶的圆柱形结构，中间部位带扁，用于扳手拧紧。
压块设计成几种不同厚度的矩形平板结构，用来成型不同厚度产品。
凹模为带有凹槽型腔的结构，凹模内腔尺寸与产品尺寸相同，与凸模型腔尺寸相匹配。四角处设有4个与支撑柱连接用连接定位孔。凹槽型腔中间部位设有四个顶出杆连接定位孔。用于复合材料构件顶出。
支撑柱有4个，为矩形立柱结构，上、下安装面设有螺纹连接孔。用于支撑凹模，并避让支撑板的活动空间。
支撑板为平板结构，设有4个与脱模螺钉连接的螺纹连接孔，4个与顶出杆连接的螺纹连接孔，通过吊装顶板，带动顶出杆顶出产品。
底板为长方形平板结构，设有4个与支撑柱连接的定位孔，用于支撑柱的固定。
连接关系：以底板为支撑座，支撑柱位于底板上方四个角处，4个内六角螺钉分别穿过底板的连接定位孔连接固定。凹模位于支撑柱上方，4个内六角螺钉分别穿过凹模的连接定位孔连接固定。支撑板位于凹模的下方、底板的上方，4个顶出杆分别穿过凹模的连接定位孔连接固定。凸模型腔与凹模型腔匹配，压块位于凸模和凹模之间。顶板位于凸模上方，4个内六角螺钉分别穿过顶板的连接定位孔连接固定。支撑板位于顶板的下方，4个脱模螺钉穿过顶板的连接定位孔与支撑板连接固定。4个吊装环通过吊装螺纹孔安装在顶板上。
通过凸模与凹模尺寸配合来成型复合材料构件，通过压块对产品厚度进行限位。
合模过程，首先通过4个内六角螺钉将顶板与凸模连接、紧固。通过4个内六角螺钉将底板与凹模连接、紧固。4个顶出杆分别穿过凹模安装在支撑板螺纹连接孔内。通过4个内六角螺钉将支撑柱与凹模连接、紧固。先将压块放置在凹模上，将复合材料填进凹模，然后盖上凸模，合模成整体结构进行热压。
脱模时，在顶板1上安装吊装环，通过吊装环起吊顶板，采用自动顶出装置将产品顶出后，清理到位，可进行下个产品填模。
进一步的，根据复合材料构件尺寸确定压块尺寸，通过压块对产品厚度进行限位，可成型不同2-30mm不同厚度尺寸复合材料构件，该模具属于通用工装。
进一步的，模具凸模、凹模为一种特殊的刚性材料4J36铁镍合金钢，热膨胀系数低，硬度均匀，有足够的抗压抗变形刚度，抛光处理，型腔表面粗糙度达到0.8，无毛边刃口，其余表面粗糙度3.2。顶板、脱模螺钉、压块、支撑柱、支撑板、底板为40Cr合金钢。
进一步的，为避免产品模压过程流动的树脂在顶出杆安装孔堆积，顶出杆要求与凹模底平面平齐，平面度<0.2mm,填料后，顶出杆始终与支撑板相连，脱模时顶出杆产品坯料顶出。凹模和凸模合模后平行度<0.2mm。
进一步的，在凹模型腔侧壁深度方向设置脱模斜度，1：40。
进一步的，通过起吊顶板，脱模螺钉带动支撑板与顶出杆，将产品顶出，减少模具翻转次数，提高生产效率30％。
附图说明
图1是装配截面示意图；
图2是顶板俯视图；
图3是脱模螺钉视图；
图4是凸模视图；
图5是顶出杆视图；
图6是压块视图；
图7是凹模视图；
图8是支撑柱视图；
图9是支撑板视图；
图10是底板视图；
图11是吊装环视图；
其中：1-顶板、2-脱模螺钉、3-凸模、4-顶出杆、5-压块、6-内六角螺钉、7-凹模、8-支撑柱、9-支撑板、10-底板、11-螺纹连接孔、12-连接定位孔、13-吊装螺纹孔、14-吊装环。
具体实施方式
下面通过实例对本发明做进一步的说明，但是需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
实施例：
本发明提供了一种成型不同厚度复合材料构件的模压成型模具，包括顶板1、脱模螺钉2、凸模3、顶出杆4、压块5、内六角螺钉6、凹模7、支撑柱8、支撑板9、底板10、吊装环14。
其中，模具采用上下对分式结构。
顶板1为平板结构，上面设有4个安装吊装环14的吊装螺纹孔13；设有4个安装脱模螺钉2的连接定位孔12；设有4个安装与凸模3连接的螺纹连接孔11。
脱模螺钉2为细长圆柱形结构，一端带有螺纹，与底板9连接；另一端为长方块结构，设有退刀槽，便于卡位方便安装。
凸模3的凸模型腔结构带有锥度，设有与顶板1连接用螺纹连接孔11。
顶出杆4为带有两个限位台阶的圆柱形结构，中间部位带扁，用于扳手拧紧。
压块5采用8mm矩形平板结构，用来成型10mm厚坯料。
凹模7的凹槽型腔带有锥度，凹模7型腔尺寸与产品尺寸相同，锥度与凸模3型腔尺寸相匹配。四角处设有4个与支撑柱8连接用连接定位孔12。凹槽型腔中间部位设有4个安装顶出杆4的连接定位孔12。用于复合材料构件顶出。
支撑柱8有4个，为矩形立柱结构，上、下安装面设有螺纹连接孔11。用于支撑凹模7，避让支撑板8的活动空间。
支撑板9为平板结构，设有4个安装脱模螺钉2的螺纹连接孔11，4个安装顶出杆4的螺纹连接孔11，通过吊装顶板1，脱模螺钉2带动支撑板9上的顶出杆4顶出产品。
底板10为平板结构，设有4个与支撑柱8连接的连接定位孔12，用于支撑柱8的固定。
通过凸模3与凹模7的尺寸配合来成型复合材料构件，通过压块5对产品厚度尺寸进行限位。产品厚度10mm，因此选择8mm厚压块5。
连接关系：以底板10为支撑座，支撑柱8位于底板10上方四个角处，4个内六角螺钉6分别穿过底板10的连接定位孔12连接固定。凹模7位于支撑柱8上方，4个内六角螺钉6分别穿过凹模7的连接定位孔12连接固定。支撑板9位于凹模7的下方、底板10的上方，4个顶出杆4分别穿过凹模7的连接定位孔12连接固定。凸模3型腔与凹模7型腔匹配，压块5位于凸模3和凹模7之间。顶板1位于凸模3上方，4个内六角螺钉6分别穿过顶板1的连接定位孔12连接固定。支撑板9位于顶板1的下方，4个脱模螺钉2穿过顶板1的连接定位孔12与支撑板9连接固定。4个吊装环14通过吊装螺纹孔13安装在顶板1上。
合模过程，首先通过4个内六角螺钉6将顶板1与凸模3连接、紧固。通过4个内六角螺钉6将底板10与凹模7连接、紧固。4个顶出杆4分别穿过凹模7安装在支撑板8螺纹连接孔11内。通过4个内六角螺钉6将支撑柱8与凹模7连接、紧固。先将压块5放置在凹模7上，将复合材料填进凹模7，然后盖上凸模3，合模成整体结构进行热压。
脱模时，在顶板1上安装吊装环14，通过吊装环14起吊顶板1，采用自动顶出装置将产品顶出后清理到位，可进行下个产品填模。
Claims (4)
1.一种成型大尺寸不同厚度平板类复合材料构件的通用模压成型模具，其特征在于，包括顶板、脱模螺钉、凸模、顶出杆、压块、凹模、支撑柱、支撑板、底板、内六角螺钉、吊装环、连接定位孔、吊装螺纹孔、螺纹连接孔；
其中，模具采用上下对分式结构；
顶板为平板结构，上面设有4个吊装孔；设有4个脱模螺钉的连接定位孔；设有4个与凸模连接的螺纹连接孔；
脱模螺钉为细长圆柱形结构，一端带有螺纹，与底板连接；另一端为方形结构，设有限位结构；
凸模为带有锥度的凸模型腔结构，设有与顶板连接用螺纹连接孔；
顶出杆4为带有两个限位台阶的圆柱形结构，中间部位带扁；
压块为矩形平板结构，平板厚度根据产品厚度确定；
凹模为带有凹槽型腔的结构，凹模内腔尺寸与产品尺寸相同，与凸模型腔尺寸相匹配，四角处设有4个与支撑柱连接用连接定位孔，凹槽型腔中间部位设有四个顶出杆连接定位孔；支撑柱有4个，为矩形立柱结构，上、下安装面设有螺纹连接孔；
支撑板为平板结构，设有4个与脱模螺钉连接的螺纹连接孔，4个与顶出杆连接的螺纹连接孔；
底板为长方形平板结构，设有4个与支撑柱连接的定位孔；
以底板为支撑座，支撑柱位于底板上方四个角处，4个内六角螺钉分别穿过底板的连接定位孔连接固定，凹模位于支撑柱上方，4个内六角螺钉分别穿过凹模的连接定位孔连接固定，支撑板位于凹模的下方、底板的上方，4个顶出杆分别穿过凹模的连接定位孔连接固定，凸模型腔与凹模型腔匹配，压块位于凸模和凹模之间，顶板位于凸模上方，4个内六角螺钉分别穿过顶板的连接定位孔连接固定，支撑板位于顶板的下方，4个脱模螺钉穿过顶板的连接定位孔与支撑板连接固定，4个吊装环通过吊装螺纹孔安装在顶板上。
2.如权利要求1所述的成型大尺寸不同厚度平板类复合材料构件的通用模压成型模具，其特征在于，模具凸模、凹模为一种特殊的刚性材料4J36铁镍合金钢，抛光处理，型腔表面粗糙度达到0.8，无毛边刃口，其余表面粗糙度3.2，顶板、脱模螺钉、压块、支撑柱、支撑板、底板为40Cr合金钢。
3.如权利要求1所述的成型大尺寸不同厚度平板类复合材料构件的通用模压成型模具，其特征在于，顶出杆要求与凹模底平面平齐，平面度<0.2mm,凹模和凸模合模后平行度<0.2mm。
4.如权利要求1所述的一种成型大尺寸不同厚度平板类复合材料构件的通用模压成型模具，其特征在于，在凹模型腔侧壁深度方向设置脱模斜度，1：40。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100854 No. 52, Yongding Road, Beijing, Haidian District Applicant after: Beijing Xinfeng Aerospace Equipment Co.,Ltd. Address before: 100854 No. 52, Yongding Road, Beijing, Haidian District Applicant before: BEIJING HANGTIAN XINFENG MECHANICAL EQUIPMENT Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |