CN108099086A - 异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形方法及装置 - Google Patents
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Abstract
异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形方法及装置，属于聚氨酯发泡成形技术领域，本发明为了解决薄壁锥筒壳体在包覆硬泡过程中的变形和硬泡密度达不到要求的问题。发泡桶的上下两端分别通过螺栓与密封盖和下定位发泡桶相连接，密封盖的下端面和下定位发泡桶的桶底上均设有多个第一腾空垫块；所述异型薄壁锥筒壳体位于发泡桶内，且异型薄壁锥筒壳体的上下两端均通过第一定位销固定在第一腾空垫块上。本发明的异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形方法及装置能避免异形薄壁锥筒形壳体件内腔发泡包覆成形过程中的筒壁变形，同时有效地保证了聚氨酯发泡包覆成形后的高密度。
Description
技术领域
本发明涉及一种内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形方法及装置，具体一种涉及异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形方法及装置，属于聚氨酯发泡成形技术领域。
背景技术
异形薄壁锥筒状壳体(铸铝机加件)内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层的现有工艺有：1)在壳体内壁表面浇注硬泡，之后将中心多余的硬泡去除，并按照隔热衬垫层的内形面进行修配；2)为避免修整内形面，可按照隔热衬垫层内形面形状制作内型芯模，在内型芯模与壳体内腔间浇注硬泡，待硬泡固化定型后使芯模脱出；3)按照壳体内壁形面及筋格的形状和大小逐格配制隔热垫层并粘贴于壳体内壁筋格内，全部配制粘贴完成后，按照衬垫层的要求修配内形面；以上发泡或粘贴工序都是在壳体机加成形后进行；其中方法1)和2)两种工艺都需将发泡型腔密封，以达到一定的发泡密度；方法3)是用成品聚氨酯硬泡板按筋格大小和形面配制各个垫层块，再粘贴壳体内壁的筋格内配做衬垫层。需要注意的是：薄壁壳体内壁按照曲面的走向设有大小不一、深浅一致的筋格。
上述工艺的缺点是：由于本项目异形薄壁锥筒状壳体外形尺寸大(直径最大处近1m,锥筒高约1.2m),机加完壳壁薄(3mm厚)(以下叙述同此状态)，受力易变性，内外形面复杂，壳体内壁设有加强筋格。由于壳体形面面积大，壁厚薄(3mm)，若直接采用现有保温壳体的浇注工艺方法，如以上工艺方法1)和2)，在锥筒状壳内侧浇注发泡，发泡过程中的膨胀力易使锥筒壳体薄壁变形，影响该产品的质量和使用要求。发泡后的隔热垫层密度也不易达到要求。以上工艺方法3)虽然不需要在内壁发泡，但是配制硬泡衬垫块形面接触效果不佳，配制效率低，粘贴后需要配修垫层内形面，同样影响效率。
发明内容
本发明的目的是提供异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形方法及装置，以解决薄壁锥筒壳体在包覆硬泡过程中的变形和硬泡密度达不到要求的问题。
所述用于异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形装置包括下定位发泡桶、第一腾空垫块、第一定位销、内型芯模、发泡桶、密封盖、注料接管、螺纹密封堵和螺栓；
所述发泡桶的上下两端分别通过螺栓与密封盖和下定位发泡桶相连接，密封盖的下端面和下定位发泡桶的桶底上均设有多个第一腾空垫块；所述异型薄壁锥筒壳体位于发泡桶内，且异型薄壁锥筒壳体的上下两端均通过第一定位销固定在第一腾空垫块上；所述内型芯模的上下两端分别通过第二定位销与密封盖和下定位发泡桶相连接，且内型芯模位于异型薄壁锥筒壳体内，异型薄壁锥筒壳体与内型芯模和发泡桶之间均留有加工间隙；所述密封盖的上端面上和下定位发泡桶的侧壁上均设有注料接管，下定位发泡桶、发泡桶和密封盖所组成的封闭空间通过注料接管与外部连通；所述注料接管的入口处安装有螺纹密封堵，注料接管可通过螺纹密封堵密封。
优选的：所述内型芯模和异型薄壁锥筒壳体的外表面以及发泡桶的内壁上均涂有脱模剂并包裹有两层塑料薄膜。
基于异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形装置的高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层加工方法，包括以下步骤：
步骤一，在内型芯模的外表面涂抹脱模剂并包裹两层塑料薄膜，包裹塑料薄膜时注意把销孔位置留出，包裹塑料薄膜后的内型芯模由第二定位销安装在下定位发泡桶的桶底上，再将异型薄壁锥筒壳体安装在内型芯模的外面，采用腾空垫块上的第一定位销定位在下定位发泡桶的桶底上，之后在异型薄壁锥筒壳体的外侧表面涂抹脱模剂并包裹两层塑料薄膜；
步骤二，在发泡桶内壁涂抹脱模剂并包裹两层塑料薄膜，然后通过螺栓将发泡桶安装在下定位发泡桶上，同时利用螺栓将密封盖安装在发泡桶上，并且使密封盖下端面上的腾空垫块与异型薄壁锥筒壳体的上端相连，保证在注料发泡过程中异型薄壁锥筒壳体和内型芯模的中心相对位置，并防止发泡过程中异型薄壁锥筒壳体和内型芯模偏斜移动；
步骤三，通过密封盖和下定位发泡桶上的各自的注料接管同时进行注料，按照现有的发泡工艺的设定和要求注入一定质量的发泡料，待聚氨酯发泡料注到设定的质量后，停止浇注，并用螺纹密封堵密封两处注料接管的入口，按照现有发泡工艺要求的时间静置发泡并固化；
步骤四，固化完成后将密封盖打开，并拆下发泡桶，将异型薄壁锥筒壳体外表面聚氨酯硬泡材料层脱除，再向上将已经包覆硬泡隔热衬垫层的异型薄壁锥筒壳体取出，同时使硬泡隔热衬垫层随异型薄壁锥筒壳体一起脱出内型芯模，取下内型芯模，完成薄壁锥筒壳体的内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层的包覆成型。
优选的：步骤三中的发泡工艺过程与一般的发泡工艺相同，不同的是发泡是在薄壁内外表面同时进行。
本发明与现有产品相比具有以下效果：
1、此工艺方法突出的优点是薄壁锥筒壳体内外侧同时进行聚氨酯发泡包覆成形，壳体内外侧承受的发泡成形压力相互抵消，既避免了异形薄壁锥筒形壳体件内腔发泡包覆成形过程中的筒壁变形，同时有效地保证了聚氨酯发泡包覆成形后的高密度，满足该薄壁锥筒壳体零件的设计和使用要求；
2、因薄壁壳体内外两侧发泡空间相同，筒壳体薄壁上即使有圆孔或不规则形孔，也不影响整个发泡过程，只需等发泡固化后去除形孔处的硬泡并修整形孔边缘处的垫层即可；
3、发泡成形前，装置内表面、薄壁锥筒壳体及内型芯模二者外表面涂敷脱模剂，然后二者外表面各自包裹两层塑料薄膜，两层塑料薄膜间同样涂敷黄油，保证内芯模型顺利脱模和薄壁锥筒壳体外表面的硬泡聚氨酯顺利脱出；
4、该包覆成形方法和装置的实施，一次发泡成形无接缝，不需修配粘接等工序，很好地保证了产品包覆隔热衬垫层的使用要求，该工艺方法制造成本低，成形效果好，适合小批量研制生产。
附图说明
图1是本发明所述的用于异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形装置的结构示意图。
图中：1-下定位发泡桶、2-第一腾空垫块、3-第一定位销、4-异型薄壁锥筒壳体、5-内型芯模、6-硬泡隔热衬垫层、7-发泡桶、8-密封盖、9-注料接管、10-螺纹密封堵、11-聚氨酯硬泡材料层、12-螺栓、13-第二定位销。
具体实施方式
下面根据附图详细阐述本发明优选的实施方式。
如图1所示，本发明所述的用于异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形装置包括下定位发泡桶1、第一腾空垫块2、第一定位销3、内型芯模5、发泡桶7、密封盖8、注料接管9、螺纹密封堵10和螺栓12；
所述发泡桶7的上下两端分别通过螺栓12与密封盖8和下定位发泡桶1相连接，密封盖8的下端面和下定位发泡桶1的桶底上均设有多个第一腾空垫块2；所述异型薄壁锥筒壳体4位于发泡桶7内，且异型薄壁锥筒壳体4的上下两端均通过第一定位销3固定在第一腾空垫块2上；所述内型芯模5的上下两端分别通过第二定位销13与密封盖8和下定位发泡桶1相连接，且内型芯模5位于异型薄壁锥筒壳体4内，异型薄壁锥筒壳体4与内型芯模5和发泡桶7之间均留有加工间隙，间隙即为发泡空间；所述密封盖8的上端面上和下定位发泡桶1的侧壁上均设有注料接管9，下定位发泡桶1、发泡桶7和密封盖8所组成的封闭空间通过注料接管9与外部连通；所述注料接管9的入口处安装有螺纹密封堵10，注料接管9可通过螺纹密封堵10密封。
进一步：所述内型芯模5和异型薄壁锥筒壳体4的外表面以及发泡桶7的内壁上均涂有脱模剂并包裹有两层塑料薄膜。
进一步：内型芯模5用尼龙板等强度好易加工材质叠加粘接后数控铣出型模外形，实施发泡时型模外表面涂抹脱模剂并包覆塑料薄膜，利于发泡后顺利脱出，此内型芯模可以重复使用。
基于异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形装置的高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层加工方法，包括以下步骤：
步骤一，在内型芯模5的外表面涂抹脱模剂并包裹两层塑料薄膜，包裹塑料薄膜时注意把销孔位置留出，包裹塑料薄膜后的内型芯模5由第二定位销13安装在下定位发泡桶1的桶底上，再将异型薄壁锥筒壳体4安装在内型芯模5的外面，采用腾空垫块2上的第一定位销3定位在下定位发泡桶1的桶底上，之后在异型薄壁锥筒壳体4的外侧表面涂抹脱模剂并包裹两层塑料薄膜；
步骤二，在发泡桶7内壁涂抹脱模剂并包裹两层塑料薄膜，然后通过螺栓12将发泡桶7安装在下定位发泡桶1上，同时利用螺栓12将密封盖8安装在发泡桶7上，并且使密封盖8下端面上的腾空垫块2与异型薄壁锥筒壳体4的上端相连，保证在注料发泡过程中异型薄壁锥筒壳体4和内型芯模5的中心相对位置，并防止发泡过程中异型薄壁锥筒壳体4和内型芯模5偏斜移动；
步骤三，通过密封盖8和下定位发泡桶1上的各自的注料接管9同时进行注料，按照现有的发泡工艺的设定和要求注入一定质量的发泡料，待聚氨酯发泡料注到设定的质量后，停止浇注，并用螺纹密封堵10密封两处注料接管9的入口，按照现有发泡工艺要求的时间静置发泡并固化；
步骤四，固化完成后将密封盖8打开，并拆下发泡桶7，将异型薄壁锥筒壳体4外表面聚氨酯硬泡材料层11脱除，再向上将已经包覆硬泡隔热衬垫层6的异型薄壁锥筒壳体4取出，同时使硬泡隔热衬垫层6随异型薄壁锥筒壳体4一起脱出内型芯模5，取下内型芯模5，完成薄壁锥筒壳体4的内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层的包覆成型；去除上下端多余硬泡部分并修整衬垫层边缘飞边达到产品使用要求。
进一步：步骤三中的发泡工艺过程与一般的发泡工艺相同，不同的是发泡是在薄壁内外表面同时进行。
本发泡工艺过程与一般的发泡工艺相同，不同的是发泡是在薄壁内外表面同时进行。发泡装置的结构特点是使薄壁锥筒壳体上下端垫起腾空，使壳体薄壁内外侧空间连通；内型芯模与薄壁壳体由定位销可靠定位，安装拆卸操作方便；装置由下定位发泡桶1、发泡桶7和密封盖8通过法兰连接密闭发泡空腔，装置承压能力强，脱模、拆装方便。
该发泡工艺方法和实施装置适宜单件研制或小批量生产，生产准备周期短，生产效率高，防变形效果好，生产成本低，很好地保证了包覆衬垫层薄壁筒壳体产品的使用要求。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
Claims (4)
1.用于异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形装置，其特征在于，包括下定位发泡桶(1)、第一腾空垫块(2)、第一定位销(3)、内型芯模(5)、发泡桶(7)、密封盖(8)、注料接管(9)、螺纹密封堵(10)和螺栓(12)；
所述发泡桶(7)的上下两端分别通过螺栓(12)与密封盖(8)和下定位发泡桶(1)相连接，密封盖(8)的下端面和下定位发泡桶(1)的桶底上均设有多个第一腾空垫块(2)；所述异型薄壁锥筒壳体(4)位于发泡桶(7)内，且异型薄壁锥筒壳体(4)的上下两端均通过第一定位销(3)固定在第一腾空垫块(2)上；所述内型芯模(5)的上下两端分别通过第二定位销(13)与密封盖(8)和下定位发泡桶(1)相连接，且内型芯模(5)位于异型薄壁锥筒壳体(4)内，异型薄壁锥筒壳体(4)与内型芯模(5)和发泡桶(7)之间均留有加工间隙；所述密封盖(8)的上端面上和下定位发泡桶(1)的侧壁上均设有注料接管(9)，下定位发泡桶(1)、发泡桶(7)和密封盖(8)所组成的封闭空间通过注料接管(9)与外部连通；所述注料接管(9)的入口处安装有螺纹密封堵(10)，注料接管(9)可通过螺纹密封堵(10)密封。
2.根据权利要求1所述的用于异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形装置，其特征在于：所述内型芯模(5)和异型薄壁锥筒壳体(4)的外表面以及发泡桶(7)的内壁上均涂有脱模剂并包裹有两层塑料薄膜。
3.基于异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形装置的高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层加工方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一，在内型芯模(5)的外表面涂抹脱模剂并包裹两层塑料薄膜，包裹塑料薄膜时注意把销孔位置留出，包裹塑料薄膜后的内型芯模(5)由第二定位销(13)安装在下定位发泡桶(1)的桶底上，再将异型薄壁锥筒壳体(4)安装在内型芯模(5)的外面，采用腾空垫块(2)上的第一定位销(3)定位在下定位发泡桶(1)的桶底上，之后在异型薄壁锥筒壳体(4)的外侧表面涂抹脱模剂并包裹两层塑料薄膜；
步骤二，在发泡桶(7)内壁涂抹脱模剂并包裹两层塑料薄膜，然后通过螺栓(12)将发泡桶(7)安装在下定位发泡桶(1)上，同时利用螺栓(12)将密封盖(8)安装在发泡桶(7)上，并且使密封盖(8)下端面上的腾空垫块(2)与异型薄壁锥筒壳体(4)的上端相连，保证在注料发泡过程中异型薄壁锥筒壳体(4)和内型芯模(5)的中心相对位置，并防止发泡过程中异型薄壁锥筒壳体(4)和内型芯模(5)偏斜移动；
步骤三，通过密封盖(8)和下定位发泡桶(1)上的各自的注料接管(9)同时进行注料，按照现有的发泡工艺的设定和要求注入一定质量的发泡料，待聚氨酯发泡料注到设定的质量后，停止浇注，并用螺纹密封堵(10)密封两处注料接管(9)的入口，按照现有发泡工艺要求的时间静置发泡并固化；
步骤四，固化完成后将密封盖(8)打开，并拆下发泡桶(7)，将异型薄壁锥筒壳体(4)外表面聚氨酯硬泡材料层(11)脱除，再向上将已经包覆硬泡隔热衬垫层(6)的异型薄壁锥筒壳体(4)取出，同时使硬泡隔热衬垫层(6)随异型薄壁锥筒壳体(4)一起脱出内型芯模(5)，取下内型芯模(5)，完成薄壁锥筒壳体(4)的内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层的包覆成型。
4.根据权利要求3所述的基于异形薄壁锥筒壳体内衬高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层包覆成形装置的高密度聚氨酯硬泡隔热衬垫层加工方法，其特征在于：步骤三中的发泡工艺过程与一般的发泡工艺相同，不同的是发泡是在薄壁内外表面同时进行。
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