CN108407323A - 一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具，包括组合模具一、组合模具二，所述组合模具一具有管腔一、环形腔一，所述管腔一与所述环形腔一在所述管腔一一端的管口处连通；所述组合模具二具有管腔二、环形腔二，所述管腔二与所述环形腔二在所述管腔二一端的管口处连通；所述组合模具一与所述组合模具二合模，使所述环形腔一与所述环形腔二连通；并公开了使用该种成型模具加工带法兰类复合材料管状部件的成型方法。本发明的优点：通过对成型模具进行组合设计，使得在带法兰类复合材料管状部件的成型过程中，预浸料的铺贴更加简单快捷，便于操作；在管状部件固化成型后，成型模具的脱模易于实现，简单方便；提高生产效率，实用性强。

Description

一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具及成型方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料零部件的成型模具及成型方法，尤其是涉及一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具及成型方法。

背景技术

在复合材料成型中，现有的整体模具成型方法无法实现带法兰类复合材料管状件的成型，采用整体模具成型方法无法实现带法兰类复合材料管状件的预浸料铺贴，使得成型过程十分困难，即使完成铺贴，成型后的产品脱模也十分困难，无论采用阴模整体模具或阳模整体模具都难以在成型后进行脱模，除此之外，采用整体模具成型方法也难以实现法兰件与管状件的一体成型。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具，以及使用该模具加工法兰类复合材料管状部件的成型方法，解决带法兰类复合材料管状部件在加工成型过程中预浸料铺贴困难的问题，实现成型后产品的顺利脱模，使得带法兰类复合材料管状部件能够一体成型。

技术方案：一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具，包括组合模具一、组合模具二，所述组合模具一具有管腔一、环形腔一，所述管腔一与所述环形腔一在所述管腔一一端的管口处连通；所述组合模具二具有管腔二、环形腔二，所述管腔二与所述环形腔二在所述管腔二一端的管口处连通；所述组合模具一与所述组合模具二合模，使所述环形腔一与所述环形腔二连通。

进一步的，所述组合模具一包括分瓣模具一、分瓣模具二，所述分瓣模具一包括一体成型的半型管一、半型法兰一，所述分瓣模具二包括一体成型的半型管二、半型法兰二，所述半型管一与所述半型管二对接形成所述管腔一，所述半型法兰一与所述半型法兰二对接形成所述环形腔一。

进一步的，所述半型管一包括管体一、翻边一，所述翻边一分别在所述管体一长度方向两侧边上与所述管体一一体成型连接；所述半型管二包括管体二、翻边二，所述翻边二分别在所述管体二长度方向两侧边上与所述管体二一体成型连接，所述翻边一与所述翻边二对应连接。

翻边一与翻边二上对应开设有定位孔和螺纹孔，在将分瓣模具一与分瓣模具二对接组合成组合模具一时，在对应的定位孔和螺纹孔中插入定位销和螺栓，使分瓣模具一与分瓣模具二组合成一体。

进一步的，所述组合模具二包括分瓣模具三、分瓣模具四，所述分瓣模具三包括一体成型的半型管三、半型法兰三，所述分瓣模具四包括一体成型的半型管四、半型法兰四，所述半型管三与所述半型管四对接形成所述管腔二，所述半型法兰三与所述半型法兰四对接形成所述环形腔二。

进一步的，所述半型管三包括管体三、翻边三，所述翻边三分别在所述管体三长度方向两侧边上与所述管体三一体成型连接；所述半型管四包括管体四、翻边四，所述翻边四分别在所述管体四长度方向两侧边上与所述管体四一体成型连接，所述翻边三与所述翻边四对应连接。

翻边三与翻边四上对应开设有定位孔和螺纹孔，在将分瓣模具三与分瓣模具四对接组合成组合模具二时，在对应的定位孔和螺纹孔中插入定位销和螺栓，使分瓣模具三与分瓣模具四组合成一体。

将带法兰类复合材料管状部件的成型模具设计成分瓣模具一、分瓣模具二、分瓣模具三、分瓣模具四的相互组合，并以法兰件的成型处作为组合模具一、组合模具二的对接处，相较于一体式模具，组合型模具使得预浸料的铺贴更加简单方便，在进行成型后的脱模时，可依次对分瓣模具一、分瓣模具二、分瓣模具三、分瓣模具四进行拆卸，避免了因法兰件的存在而造成的成型部件脱模困难的情况。

一种带法兰类复合材料管状部件的成型方法，包括以下步骤：

步骤一：在所述分瓣模具一、所述分瓣模具二、所述分瓣模具三、所述分瓣模具四的内壁上分别铺贴多层层数相同的预浸料，所述分瓣模具一、所述分瓣模具三中的每层所述预浸料的外轮廓线分别以所述分瓣模具一的外形线A、所述分瓣模具三的外形线B为基准，从与内壁贴合的预浸料开始，以每层相距间距X的梯度向里缩进；所述分瓣模具二、所述分瓣模具四中的每层所述预浸料的外轮廓线分别以所述分瓣模具二的外形线C、所述分瓣模具四的外形线D为基准，从与内壁贴合的预浸料开始，以每层相距间距X的梯度向外延伸；

步骤二：将所述分瓣模具一中的每层所述预浸料分别与对应的所述分瓣模具二中的每层所述预浸料对接，使得所述分瓣模具一中的每层所述预浸料的外轮廓线分别与对应的所述分瓣模具二中的每层所述预浸料的外轮廓线相贴合，将所述分瓣模具一、所述分瓣模具二用螺栓和定位销组合成一体，构成所述组合模具一；

步骤三：将所述分瓣模具三中的每层所述预浸料分别与对应的所述分瓣模具四中的每层所述预浸料对接，使得所述分瓣模具三中的每层所述预浸料的外轮廓线分别与对应的所述分瓣模具四中的每层所述预浸料的外轮廓线相贴合，将所述分瓣模具三、所述分瓣模具四用螺栓和定位销组合成一体，构成所述组合模具二；

步骤四：将所述组合模具一、所述组合模具二用螺栓和定位销组合成整体模具；

步骤五：将所述整体模具用真空袋打包，并放入烘箱中进行固化；

步骤六：固化完成后，将所述分瓣模具二、所述分瓣模具三、所述分瓣模具四依次拆卸，将部件从所述分瓣模具一中脱模，得到成型后的带法兰类复合材料管状部件。

将分瓣模具一、分瓣模具二、分瓣模具三、分瓣模具四中铺贴的预浸料的外轮廓线设计成向里缩进或向外延伸的阶梯状，并通过向里缩进的轮廓线与向外延伸的轮廓线之间层层相对应的配合对接，使得每部分的预浸料能够准确合型，从而保证了本管状部件成型后产品品相的优质，使产品符合标准，降低废品率，保证了带法兰类复合材料管状部件的一体成型。

进一步的，在步骤一中，分别铺贴于所述分瓣模具一、所述分瓣模具二、所述分瓣模具三、所述分瓣模具四内壁上的预浸料的层数为4～6层。

最佳的，在步骤一中，所述间距X的取值范围为10mm～15mm。

最佳的，在步骤五中，所述烘箱的固化温度为120℃～200℃。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：通过对成型模具进行组合设计，使得在带法兰类复合材料管状部件的成型过程中，预浸料的铺贴更加简单快捷，便于操作；每层预浸料在其轮廓线处铺贴成向里缩进或向外延伸的阶梯状，使得每部分的预浸料能够准确合型，从而保证了本管状部件成型后产品品相的优质，使产品符合标准，降低废品率；在管状部件固化成型后，成型模具的脱模易于实现，简单方便；提高生产效率，降低生产难度，操作人员能快速完成预浸料铺贴工作，缩短铺贴时间；应用广泛，本成型方法可广泛应用于航空内饰件等其他异形结构的成型，实用性强。

附图说明

图1为本成型模具的立体视图；

图2为铺贴完预浸料的分瓣模具一的立体视图；

图3为铺贴完预浸料的分瓣模具二的立体视图；

图4为铺贴完预浸料的分瓣模具三的立体视图；

图5为铺贴完预浸料的分瓣模具四的立体视图；

图6为组合模具一的立体视图；

图7为组合模具二的立体视图；

图8为带法兰类复合材料管状部件脱模时的立体视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具，如图1～8所示，包括由分瓣模具一11、分瓣模具二12对接组合成的组合模具一1，以及由分瓣模具三21、分瓣模具四22对接组合成的组合模具二2，组合模具一1与组合模具二2合模。

分瓣模具一11包括一体成型的半型管一111、半型法兰一112，半型法兰一112与半型管一111的一端连接，半型管一111包括管体一1111、两条翻边一1112，翻边一1112分别在管体一1111长度方向两侧边上与管体一1111一体成型连接；分瓣模具二12包括半型管二121、半型法兰二122，半型法兰二122与半型管二121的一端一体成型连接，半型管二121包括管体二1211、两条翻边二1212，翻边二1212分别在管体二1211长度方向两侧边上与管体二1211一体成型连接，翻边一1112与翻边二1212上对应开设有定位孔和螺纹孔，在进行分瓣模具一11与分瓣模具二12的对接时，首先将定位销插入翻边一1112、翻边二1212上对应开设的定位孔中实现定位，然后将螺栓插入两者对应的螺纹孔中，完成分瓣模具一11与分瓣模具二12的合型固定。分瓣模具一11与分瓣模具二12对接后，半型管一111与半型管二121对接形成管腔一3，半型法兰一112与半型法兰二122对接形成环形腔一4，管腔一3沿其长度方向呈曲线型，管腔一3与环形腔一4在管腔一3一端的管口处连通。

分瓣模具三21包括一体成型的半型管三211、半型法兰三212，半型法兰三212与半型管三211的一端连接，半型管三211包括管体三2111、两条翻边三2112，翻边三2112分别在管体三2111长度方向两侧边上与管体三2111一体成型连接；分瓣模具四22包括一体成型的半型管四221、半型法兰四222，半型法兰四222与半型管四221的一端连接，半型管四221包括管体四2211、两条翻边四2212，翻边四2212分别在管体四2211长度方向两侧边上与管体四2211一体成型连接，翻边三2112与翻边四2212上对应开设有定位孔和螺纹孔，在进行分瓣模具三21与分瓣模具四22的对接时，翻边三2112与翻边四2212对应贴合，定位销插入翻边三2112与翻边四2212上对应开设的定位孔中，同时将螺栓对应插入两者上对应的螺纹孔中，完成分瓣模具三21与分瓣模具四22的合型固定，合型后，半型管三211与半型管四221对接形成管腔二5，半型法兰三212与半型法兰四222对接形成环形腔二6，管腔二5与环形腔二6在管腔二5一端的管口处连通。

在进行组合模具一1与组合模具二2的合模时，将半型法兰一112的底面与半型法兰三212的底面贴合，相应的，半型法兰二122的底面与半型法兰四222的底面贴合，半型法兰一112与半型法兰三212上对应开设有定位孔和螺纹孔，同时，半型法兰二122与半型法兰四222上也对应开设有定位孔和螺纹孔，通过将定位销以及螺栓插入相应的定位孔以及螺纹孔中，完成组合模具一1与组合模具二2的合模固定，此时，环形腔一4与环形腔二6连通。

将带法兰类复合材料管状部件的成型模具设计成分瓣模具一、分瓣模具二、分瓣模具三、分瓣模具四的相互组合，并以法兰件的成型处作为组合模具一、组合模具二的对接处，相较于一体式模具，组合型模具使得预浸料的铺贴更加简单方便，在进行成型后的脱模时，可依次对分瓣模具一、分瓣模具二、分瓣模具三、分瓣模具四进行拆卸，避免了因法兰件的存在而造成的固化成型完毕后部件脱模困难的情况。

利用上述成型模具加工制造带法兰类复合材料管状部件，这种带法兰类复合材料管状部件的成型方法，包括以下步骤：

步骤一：在分瓣模具一11、分瓣模具二12、分瓣模具三21、分瓣模具四22的内壁上分别铺贴多层预浸料，四者所铺贴的预浸料层数相同，为4～6层，分瓣模具一11、分瓣模具三21中的每层预浸料的外轮廓线分别以分瓣模具一11的外形线A7、分瓣模具三21的外形线B8为基准，从直接与内壁贴合的预浸料层开始，以每层相距间距X的梯度向里缩进，分瓣模具一11、分瓣模具三21内与内壁贴合的预浸料层的外轮廓线分别与外形线A7、外形线B8齐平；分瓣模具二12、分瓣模具四22中的每层预浸料的外轮廓线分别以分瓣模具二12的外形线C9、分瓣模具四22的外形线D10为基准，从直接与内壁贴合的预浸料层开始，以每层相距间距X的梯度向外延伸，分瓣模具二12、分瓣模具四22内与内壁贴合的预浸料层的外轮廓线分别与外形线C9、外形线D10齐平，间距X的取值范围为10mm～15mm；

步骤二：将分瓣模具一11中的每层预浸料分别与对应的分瓣模具二12中的每层预浸料对接，使得分瓣模具一11中的每层预浸料的外轮廓线分别与对应的分瓣模具二12中的每层预浸料的外轮廓线相贴合，将分瓣模具一11、分瓣模具二12用螺栓和定位销组合成一体，构成组合模具一1；

步骤三：将分瓣模具三21中的每层预浸料分别与对应的分瓣模具四22中的每层预浸料对接，使得分瓣模具三21中的每层预浸料的外轮廓线分别与对应的分瓣模具四22中的每层预浸料的外轮廓线相贴合，将分瓣模具三21、分瓣模具四22用螺栓和定位销组合成一体，构成组合模具二2；

步骤四：将组合模具一1、组合模具二2对接并用螺栓和定位销组合成整体模具；

步骤五：将整体模具用真空袋打包，并放入烘箱中进行固化，烘箱的固化温度为120℃～200℃；

步骤六：固化完成后，将分瓣模具二12、分瓣模具三21、分瓣模具四22依次拆卸，并将部件从分瓣模具一11中脱模，得到成型后的带法兰类复合材料管状部件。

将分瓣模具一、分瓣模具二、分瓣模具三、分瓣模具四中铺贴的预浸料的外轮廓线设计成向里缩进或向外延伸的阶梯状，并通过向里缩进的轮廓线与向外延伸的轮廓线之间层层相对应的配合对接，使得每部分的预浸料能够准确合型，从而保证了本管状部件的一体成型以及成型后产品品相的优质，使产品符合标准，降低废品率。

Claims (9)

1.一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具，其特征在于：包括组合模具一(1)、组合模具二(2)，所述组合模具一(1)具有管腔一(3)、环形腔一(4)，所述管腔一(3)与所述环形腔一(4)在所述管腔一(3)一端的管口处连通；所述组合模具二(2)具有管腔二(5)、环形腔二(6)，所述管腔二(5)与所述环形腔二(6)在所述管腔二(5)一端的管口处连通；所述组合模具一(1)与所述组合模具二(2)合模，使所述环形腔一(4)与所述环形腔二(6)连通。

2.根据权利要求1所述的一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具，其特征在于：所述组合模具一(1)包括分瓣模具一(11)、分瓣模具二(12)，所述分瓣模具一(11)包括一体成型的半型管一(111)、半型法兰一(112)，所述分瓣模具二(12)包括一体成型的半型管二(121)、半型法兰二(122)，所述半型管一(111)与所述半型管二(121)对接形成所述管腔一(3)，所述半型法兰一(112)与所述半型法兰二(122)对接形成所述环形腔一(4)。

3.根据权利要求2所述的一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具，其特征在于：所述半型管一(111)包括管体一(1111)、翻边一(1112)，所述翻边一(1112)分别在所述管体一(1111)长度方向两侧边上与所述管体一(1111)一体成型连接；所述半型管二(121)包括管体二(1211)、翻边二(1212)，所述翻边二(1212)分别在所述管体二(1211)长度方向两侧边上与所述管体二(1211)一体成型连接，所述翻边一(1112)与所述翻边二(1212)对应连接。

4.根据权利要求1所述的一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具，其特征在于：所述组合模具二(2)包括分瓣模具三(21)、分瓣模具四(22)，所述分瓣模具三(21)包括一体成型的半型管三(211)、半型法兰三(212)，所述分瓣模具四(22)包括一体成型的半型管四(221)、半型法兰四(222)，所述半型管三(211)与所述半型管四(221)对接形成所述管腔二(5)，所述半型法兰三(212)与所述半型法兰四(222)对接形成所述环形腔二(6)。

5.根据权利要求4所述的一种带法兰类复合材料管状部件的成型模具，其特征在于：所述半型管三(211)包括管体三(2111)、翻边三(2112)，所述翻边三(2112)分别在所述管体三(2111)长度方向两侧边上与所述管体三(2111)一体成型连接；所述半型管四(221)包括管体四(2211)、翻边四(2212)，所述翻边四(2212)分别在所述管体四(2211)长度方向两侧边上与所述管体四(2211)一体成型连接，所述翻边三(2112)与所述翻边四(2212)对应连接。

6.一种带法兰类复合材料管状部件的成型方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：在所述分瓣模具一(11)、所述分瓣模具二(12)、所述分瓣模具三(21)、所述分瓣模具四(22)的内壁上分别铺贴多层层数相同的预浸料，所述分瓣模具一(11)、所述分瓣模具三(21)中的每层所述预浸料的外轮廓线分别以所述分瓣模具一(11)的外形线A(7)、所述分瓣模具三(21)的外形线B(8)为基准，从与内壁贴合的预浸料开始，以每层相距间距X的梯度向里缩进；所述分瓣模具二(12)、所述分瓣模具四(22)中的每层所述预浸料的外轮廓线分别以所述分瓣模具二(12)的外形线C(9)、所述分瓣模具四(22)的外形线D(10)为基准，从与内壁贴合的预浸料开始，以每层相距间距X的梯度向外延伸；

步骤二：将所述分瓣模具一(11)中的每层所述预浸料分别与对应的所述分瓣模具二(12)中的每层所述预浸料对接，使得所述分瓣模具一(11)中的每层所述预浸料的外轮廓线分别与对应的所述分瓣模具二(12)中的每层所述预浸料的外轮廓线相贴合，将所述分瓣模具一(11)、所述分瓣模具二(12)用螺栓和定位销组合成一体，构成所述组合模具一(1)；

步骤三：将所述分瓣模具三(21)中的每层所述预浸料分别与对应的所述分瓣模具四(22)中的每层所述预浸料对接，使得所述分瓣模具三(21)中的每层所述预浸料的外轮廓线分别与对应的所述分瓣模具四(22)中的每层所述预浸料的外轮廓线相贴合，将所述分瓣模具三(21)、所述分瓣模具四(22)用螺栓和定位销组合成一体，构成所述组合模具二(2)；

步骤四：将所述组合模具一(1)、所述组合模具二(2)用螺栓和定位销组合成整体模具；

步骤五：将所述整体模具用真空袋打包，并放入烘箱中进行固化；

步骤六：固化完成后，将所述分瓣模具二(12)、所述分瓣模具三(21)、所述分瓣模具四(22)依次拆卸，将部件从所述分瓣模具一(11)中脱模，得到成型后的带法兰类复合材料管状部件。

7.根据权利要求1所述的一种带法兰类复合材料管状部件的成型方法，其特征在于：在步骤一中，分别铺贴于所述分瓣模具一(11)、所述分瓣模具二(12)、所述分瓣模具三(21)、所述分瓣模具四(22)内壁上的预浸料的层数为4～6层。

8.根据权利要求1所述的一种带法兰类复合材料管状部件的成型方法，其特征在于：在步骤一中，所述间距X的取值范围为10mm～15mm。

9.根据权利要求1所述的一种带法兰类复合材料管状部件的成型方法，其特征在于：在步骤五中，所述烘箱的固化温度为120℃～200℃。