CN108127939A - 复合材料母接头成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合材料母接头成型模具，涉及模具技术领域。复合材料母接头成型模具，包括：浇注模具，浇注模具包括壳体模具和芯模；硅胶模，硅胶模通过浇注模具浇注制成，硅胶模包括多个块模；阳模，阳模由金属制成，阳模包括成型组件和脱模组件，成型组件与脱模组件可拆卸连接；多个块模和阳模围合成用于容纳预浸料的成型空间，壳体模具用于在成型空间形成后固定硅胶模。复合材料母接头成型模具结合硅胶热膨胀系数高和金属模具尺寸精度高的优势，能够制作高尺寸精度和高性能的复合材料母接头，还能够减小操作的难度，模具结构简单而可靠。

Description

复合材料母接头成型模具

技术领域

本发明涉及模具技术领域，具体而言，涉及一种复合材料母接头成型模具。

背景技术

树脂传递模塑技术(Resin Transfer Molding，RTM)是典型的非热压罐低成本材料制备技术，其主要优点是能够制造高精度的复杂构型零件，并保持较高的结构设计效率，如多向接头、各类支架等。

RTM成型工艺是在压力注入或外加真空辅助条件下，液态、具有反应活性的低黏度树脂在闭合模具里流动并排除气体，同时浸润并浸渍干态纤维结构。在完成浸润浸渍后，树脂在模具内通过加热引发交联反应完成固化，得到成型的制品。RTM成型过程可以分解为包含流动、浸润、渗透、充模等物理过程和液态树脂转变为固体材料的化学反应过程。

但是现有的工艺中，使用的模具复杂程度高，有时还需要制备预制件，此外RTM的操作难度较大，这些都不利于完成更多类型的复合材料接头的生产制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合材料母接头成型模具，其能够实现对复合材料母接头的制造，且操作简单，结构可靠，产品成型精度高。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种复合材料母接头成型模具，包括：

浇注模具，所述浇注模具包括壳体模具和芯模；

硅胶模，所述硅胶模通过所述浇注模具浇注制成，所述硅胶模包括多个块模；

阳模，所述阳模由金属制成，所述阳模包括成型组件和脱模组件，所述成型组件与所述脱模组件可拆卸连接；

多个所述块模和所述阳模围合成用于容纳预浸料的成型空间，所述壳体模具用于在所述成型空间形成后固定所述硅胶模。

另外，根据本发明的实施例提供的复合材料母接头成型模具，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施例中，所述成型组件包括第一成型件和第二成型件，所述脱模组件包括第一脱模件和第二脱模件，所述第一成型件具有多个安装部，所述第一脱模件安装于其中一个所述安装部，所述第二成型件通过所述第二脱模件安装于其余所述安装部。

在本发明的可选实施例中，所述第二成型件和所述第二脱模件的数量均为四个。

在本发明的可选实施例中，，将四个所述第二成型件编号成1号件、2号件、3号件和4号件，1号件与2号件对称且成夹角，3号件与4号件对称且成夹角，1号件、2号件还分别与4号件、3号件对称且成夹角。

在本发明的可选实施例中，1号件与2号件的夹角为80°，1号件与4号件的夹角为120°。

在本发明的可选实施例中，所述第二成型件和所述第二脱模件的数量均为两个。

在本发明的可选实施例中，将两个所述第二成型件编号成1号件、2号件，将所述第一成型件编号成3号件，1号件与2号件对称且成60°夹角，1号件与3号件成60°夹角。

在本发明的可选实施例中，所述第一脱模件包括套筒、脱模螺栓和脱模螺母，所述套筒套设于所述第一成型件的一端，所述脱模螺母设置于所述套筒的远离所述第一成型件的一端，所述脱模螺栓穿设于所述套筒且与所述脱模螺母、所述第一成型件螺纹连接。

在本发明的可选实施例中，所述壳体模具包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体可拆卸连接，所述第一壳体与所述第二壳体围合成用于浇注所述硅胶模的浇注腔，所述芯模设置于所述浇注腔内。

在本发明的可选实施例中，所述芯模包括分模部和塑型部，所述塑型部嵌设于所述分模部。

本发明的有益效果是：

复合材料母接头成型模具结合硅胶热膨胀系数高和金属模具尺寸精度高的优势，能够制作高尺寸精度和高性能的复合材料母接头。此外，通过本发明的设计构思，能够减小操作的难度，模具结构简单而可靠。对于不同接头数量以及接头相互间夹角不同的母接头，也可以对应制作相应的浇注模具、硅胶模以及阳模，基本思路和操作不便，有利于制作不同类型的母接头，十分具有使用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例1提供的浇注模具的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为第一壳体的示意图；

图4为第二壳体的示意图；

图5为芯模的示意图；

图6为硅胶模的分解图；

图7为阳模的结构示意图；

图8为图7的剖视图；

图9为图7的第一成型件的结构示意图；

图10为本发明的实施例1所制成的复合材料母接头；

图11为本发明的实施例2所制成的复合材料母接头。

图标：10-浇注模具；11-壳体模具；111-第一壳体；1111-注胶孔；1112-排气孔；112-第二壳体；13-芯模；131-分模部；132-塑型部；30-硅胶模；31-块模；50-阳模；501-第一成型件；5011-安装部；502-第二成型件；521-第一脱模件；5211-套筒；5212-脱模螺栓；5213-脱模螺母；522-第二脱模件；200-复合材料母接头；200a-复合材料母接头。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1至图10，本实施例提供了一种复合材料母接头成型模具，包括：

浇注模具10，浇注模具10包括壳体模具11和芯模13；

硅胶模30，硅胶模30通过浇注模具10浇注制成，硅胶模30包括多个块模31；

阳模50，阳模50由金属制成，阳模50包括成型组件和脱模组件，成型组件与脱模组件可拆卸连接；

多个块模31和阳模50围合成用于容纳预浸料的成型空间，壳体模具11用于在成型空间形成后固定硅胶模30。

其中，阳模50是用于成型节点的内部型面，硅胶模30作为阴模，用于成型节点的外部型面。

具体的，成型组件包括第一成型件501和第二成型件502，脱模组件包括第一脱模件521和第二脱模件522，第一成型件501具有多个安装部5011，第一脱模件521安装于其中一个安装部5011，第二成型件502通过第二脱模件522安装于其余安装部5011。其中，第二成型件502的数量与剩余的安装部5011的数量对应，第二成型件502相互间的位置关系可以是对称的，也可以是非对称的，两两第二成型件502之间的夹角也可以有多种，具体是根据所要制作的母接头的形状而定。

在本实施例中，第二成型件502和第二脱模件522的数量均为四个。用于制备图10所示的复合材料母接头200。

为方便描述，将四个第二成型件502编号成1号件、2号件、3号件和4号件，这样编号并不用于限制每个第二成型件502的重要程度，仅用作区别描述。

详细的，在本实施例中，1号件与2号件对称且成夹角，3号件与4号件对称且成夹角，1号件、2号件还分别与4号件、3号件对称且成夹角。

更为详细的是，在本实施例中，1号件与2号件的夹角为80°，1号件与4号件的夹角为120°。

具体的，第一脱模件521包括套筒5211、脱模螺栓5212和脱模螺母5213，套筒5211套设于第一成型件501的一端，脱模螺母5213设置于套筒5211的远离第一成型件501的一端，脱模螺栓5212穿设于套筒5211且与脱模螺母5213、第一成型件501螺纹连接。其中，脱模螺栓5212为六角头螺栓。

此外，在本实施例中，第二脱模件522均为内六角螺栓。

关于浇注模具10，具体的是，壳体模具11包括第一壳体111和第二壳体112，第一壳体111和第二壳体112可拆卸连接，第一壳体111与第二壳体112围合成用于浇注硅胶模30的浇注腔，芯模13设置于浇注腔内。第一壳体111和第二壳体112在本实施例中是采用螺丝固定安装，除了这种方式，采用诸如卡接等可拆卸的连接方式也能满足需求。

第一壳体111上具有注胶孔1111和排气孔1112，用于在对硅胶模30制作时进行浇注和排出浇注模具10内的气体。

在本实施例中，芯模13包括分模部131和塑型部132，塑型部132嵌设于分模部131。塑型部132主要用于形成硅胶模30的内腔面，使得内腔面能够和要制备的复合材料母接头200的外部型面适配。分模部131用于在硅胶模30浇注固化成型后，将硅胶模30分隔成多个块模31，本实施例是三个块模31，因此分模部131也是对应地设置成三部分。

本实施例的硅胶模30、阳模50的形状尺寸主要是依据要制造的如图10所示的复合材料母接头200而制定，所依据的参数指标主要有接头的壁厚、内径以及长度，还有接头相互间的夹角。若是制造其他形状特征与本实施例的复合材料母接头200相似的接头，也可以本实施例为参照来改变相应结构特征，以满足制造需要。

本实施例的原理是：

首先根据产品的尺寸设计出阳模50以及浇注模具10，然后按下面操作进行产品制造。

将壳体模具11与芯模13安装到位后在注胶孔1111处注入液体硅胶至注满，冷却定型后脱模，得到硅胶模30；

将裁剪好的碳纤维/环氧树脂基预浸料在阳模50上铺层，至产品厚度；

将硅胶模30套在预浸料的外侧，此时成型空间被预浸料占据；

将壳体模具11套设在硅胶模30的外部，将多个块模31锁紧固定；

送入烘箱，按照80℃/1.0h+120℃/2h的固化制度，固化成型；

冷却；

脱模，打开壳体模具11，并移除硅胶模30。使用内六角扳手将第二脱模件522旋出，使得第二成型件502脱模，然后用六角扳手旋拧脱模螺栓5212，由脱模螺母5213推动套筒5211，套筒5211推动复合材料母接头200，使得复合材料母接头200完全脱模。

其中，预浸料除了采用碳纤维/环氧树脂基预浸料以外，还可以是芳纶纤维/氰酸酯树脂基预浸料，或者是其他类型预浸料，以满足不同类型的母接头的制作。固化温度随不同的预浸料型号的不同而不同，一般玻璃纤维预浸料和碳纤维预浸料80℃/1.0h+120℃/2h，还有部分碳纤维预浸料和芳纶纤维预浸料为80℃/1.0h+150℃/1.0h+180℃/3h等。

制作复合材料母接头200的预浸料在受热固化过程中，硅胶受热膨胀，给固化过程中的预浸料施压一定的压力，硅胶的热膨胀系数较高，因此，受热过程中可以给预浸料施加0.3MPa-1.0MPa的压紧力，较高的压紧力使得预浸料固化后内部孔隙率大大减少，因此，制得的复合材料母接头200的力学性能优良。

复合材料母接头200的关键尺寸是内径尺寸，而内径尺寸是通过金属制作的阳模50来控制的，金属加工的精度可以达到0.01mm以内，因此，复合材料母接头200的内径尺寸可以达到±0.01mm，尺寸精度高。

实施例2

请参照图11，本实施例也提供了一种复合材料母接头成型模具，用于制造图11所示的复合材料母接头200a。

本实施例与实施例1的主要区别在于：

第二成型件502和第二脱模件522的数量均为两个。

将两个第二成型件502编号成1号件、2号件，将第一成型件501编号成3号件，1号件与2号件对称且成60°夹角，1号件与3号件成60°夹角。

此外，如芯模13的结构、硅胶模30的结构、阳模50的其他结构等，都相应地进行变化，以适配本实施例的复合材料母接头200a的制造要求。

其他结构均可参照实施例1。

本实施例的复合材料母接头200a的制造时的操作可以参照实施例1，实施例1和实施例2的设计基础相通。本实施例采用的预浸料是芳纶纤维/氰酸酯树脂基预浸料，预浸料的选择同样还可以是别的类型的预浸料，可参照实施例1。

综上所述，本发明的复合材料母接头成型模具结合硅胶热膨胀系数高和金属模具尺寸精度高的优势，能够制作高尺寸精度和高性能的复合材料母接头。此外，通过本发明的设计构思，能够减小操作的难度，模具结构简单而可靠。对于不同接头数量以及接头相互间夹角不同的母接头，也可以对应制作相应的浇注模具10、硅胶模30以及阳模50，基本思路和操作不便，有利于制作不同类型的母接头，十分具有使用价值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合材料母接头成型模具，其特征在于，包括：

浇注模具，所述浇注模具包括壳体模具和芯模；

硅胶模，所述硅胶模通过所述浇注模具浇注制成，所述硅胶模包括多个块模；

阳模，所述阳模由金属制成，所述阳模包括成型组件和脱模组件，所述成型组件与所述脱模组件可拆卸连接；

多个所述块模和所述阳模围合成用于容纳预浸料的成型空间，所述壳体模具用于在所述成型空间形成后固定所述硅胶模。

2.根据权利要求1所述的复合材料母接头成型模具，其特征在于，所述成型组件包括第一成型件和第二成型件，所述脱模组件包括第一脱模件和第二脱模件，所述第一成型件具有多个安装部，所述第一脱模件安装于其中一个所述安装部，所述第二成型件通过所述第二脱模件安装于其余所述安装部。

3.根据权利要求2所述的复合材料母接头成型模具，其特征在于，所述第二成型件和所述第二脱模件的数量均为四个。

4.根据权利要求3所述的复合材料母接头成型模具，其特征在于，将四个所述第二成型件编号成1号件、2号件、3号件和4号件，1号件与2号件对称且成夹角，3号件与4号件对称且成夹角，1号件、2号件还分别与4号件、3号件对称且成夹角。

5.根据权利要求4所述的复合材料母接头成型模具，其特征在于，1号件与2号件的夹角为80°，1号件与4号件的夹角为120°。

6.根据权利要求2所述的复合材料母接头成型模具，其特征在于，所述第二成型件和所述第二脱模件的数量均为两个。

7.根据权利要求6所述的复合材料母接头成型模具，其特征在于，将两个所述第二成型件编号成1号件、2号件，将所述第一成型件编号成3号件，1号件与2号件对称且成60°夹角，1号件与3号件成60°夹角。

8.根据权利要求2所述的复合材料母接头成型模具，其特征在于，所述第一脱模件包括套筒、脱模螺栓和脱模螺母，所述套筒套设于所述第一成型件的一端，所述脱模螺母设置于所述套筒的远离所述第一成型件的一端，所述脱模螺栓穿设于所述套筒且与所述脱模螺母、所述第一成型件螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的复合材料母接头成型模具，其特征在于，所述壳体模具包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体可拆卸连接，所述第一壳体与所述第二壳体围合成用于浇注所述硅胶模的浇注腔，所述芯模设置于所述浇注腔内。

10.根据权利要求9所述的复合材料母接头成型模具，其特征在于，所述芯模包括分模部和塑型部，所述塑型部嵌设于所述分模部。