CN108621444A - 一种组合模具和涵道壁成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种组合模具和涵道壁成型方法，该用于成型涵道壁的组合模具包括：芯模、瓦片模、耳片模，其中，芯模贴设于瓦片模的内侧面，芯模的下侧与耳片模紧固连接，以供预浸料铺层成型。本发明通过组合模具的方式，将模具整体划分为芯模、瓦片模、耳片模，该芯模贴设于瓦片模的内侧面上，在保形的同时由芯模保证模具整体刚度，进而通过上述三部分模具组合后可完成涵道壁的一体成型，另外，该组合模具的形式也可使脱模的过程更加容易。
Description
技术领域
本发明涉及一种模具，具体来说，涉及一种组合模具和涵道壁成型方法。
背景技术
涵道风扇指在自由螺旋桨的外围设置涵道的一种推进装置，其上的涵道壁因轻量化需求，多采用碳纤维层铺工艺制造。在该过程中，层铺模具的设计制造又会直接影响到脱模工序的难易程度，从而最终导致涵道壁成品的质量高低，因此，层铺模具的设计十分重要。
但是，针对这种碳纤维圆筒型零部件的制造工艺，现有方案多采用零部件成型后再联结的方式，即模压成型相同部件后再整体通过机械连接或胶结的方式制成整体件，虽然该方案简化了模具的设计，但是后期的再联结会影响到涵道壁的整体力学性能。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种组合模具和涵道风扇，能够使得涵道壁一体成型，从而提高其整体力学性能，并且，组合模具的形式也可使脱模过程更加容易。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种组合模具。
该用于成型涵道壁的组合模具包括：芯模、瓦片模、耳片模，其中，芯模贴设于瓦片模的内侧面，芯模的下侧与耳片模紧固连接，以供预浸料铺层成型。
根据本发明的一个实施例，芯模包括：上固定架、芯模片、下固定架，
其中，上固定架和下固定架分别与芯模片的上表面和下表面通过紧固件或胶结的方式连接。
根据本发明的一个实施例，芯模片的数量为多个，多个芯模片通过胶结或紧固连接的方式围成芯模的侧壁。
根据本发明的一个实施例，瓦片模由多个依次连接的瓦片部围绕组成，耳片模的上表面凹设有第一沟槽，瓦片模的底部容纳于第一沟槽。
根据本发明的一个实施例，瓦片模呈圆桶状，其中，瓦片模具有上侧开口和下侧开口，上侧开口的孔径大于下侧开口的孔径。
根据本发明的一个实施例，耳片模呈圆环状，其中，耳片模的上表面还设有第二沟槽，第二沟槽靠近耳片模的外周壁，用于铺层成型涵道壁较厚部分。
根据本发明的一个实施例，进一步包括：上固定架呈环状，上固定架的外周壁上设置多个第一卡扣部，瓦片模的顶部设置多个第二卡扣部，多个第一卡扣部分别与多个第二卡扣部对应卡扣连接，以使芯模与瓦片模连接。
根据本发明的一个实施例，下固定架呈环状，下固定架的外周壁贴设于瓦片模的内侧面，下固定架进一步通过紧固件连接于耳片模的上表面。
根据本发明的一个实施例，上固定架上还设置有多个吊环，多个吊环等角度地分布于上固定架的上表面。
根据本发明的一个实施例，芯模的侧壁设置有多个第一孔洞，瓦片模的侧壁设置有多个第二孔洞，第一孔洞和第二孔洞位置对应，以便为涵道壁钻设安装孔。
根据本发明的一个实施例，组合模具的材料为酚醛树脂。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种涵道壁成型方法。
该涵道壁成型方法，包括：将上述任一种的组合模具组装；在瓦片模的外表面上铺层预浸料并固化，以及在预浸料固化后，分别解除瓦片模和芯模、耳片模之间的连接，以将瓦片模和芯模、耳片模进行分离；以及将固化后的预浸料和瓦片模分离，以获取涵道壁成品。
本发明的有益技术效果在于：
本发明通过组合模具的方式，将模具整体划分为芯模、瓦片模、耳片模，该芯模贴设于瓦片模的内侧面上，在保形的同时由芯模保证模具整体刚度，进而通过上述三部分模具组合后可完成涵道壁的一体成型，另外，该组合模具的形式也可使脱模的过程更加容易。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是根据本发明实施例的组合模具的立体示意图；
图2是根据本发明实施例的芯模的立体示意图；
图3是根据本发明实施例的组合模具的整体剖面图；
图4是根据本发明实施例的涵道壁成型方法的流程图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种组合模具。
如图1和图3所示，根据本发明实施例的用于成型涵道壁的组合模具包括：芯模1、瓦片模2、耳片模3，其中，芯模1贴设于瓦片模2的内侧面，芯模1的下侧与耳片模3紧固连接，以供预浸料铺层成型。
在该实施例中，如图1和图3所示，该组合模具主要由以下四部分组成：芯模1、瓦片模2、耳片模3及相关附件，其中，芯模1和瓦片模2呈圆桶状，而耳片模3呈圆环状，并且芯模1的下侧与耳片模3之间通过紧固件紧固连接，当然可以理解，紧固件可根据实际需求进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，芯模1的下侧与耳片模3之间通过螺栓4连接，同时，芯模1贴设于瓦片模2的内侧面，瓦片模2的下侧可插于耳片模3的凹槽内，当然可以理解，也可根据实际需求对芯模1的下侧与耳片模3的连接方式进行设置，本发明对此不做限定。
本发明通过上述组合模具的方式，将模具整体划分为芯模1、瓦片模2、耳片模3，该芯模1贴设于瓦片模2的内侧面上，在保形的同时由芯模1保证模具整体刚度，进而通过上述三部分模具组合后可完成涵道壁的一体成型，另外，该组合模具的形式也可使脱模的过程更加容易。
根据本发明的一个实施例，芯模1包括：上固定架101、芯模片102、下固定架103，其中，上固定架101和下固定架103分别与芯模片102的上表面和下表面通过紧固件或胶结的方式连接。
在该实施例中，如图2所示，在芯模1的开口朝向上，芯模1由上至下分别包括：上固定架101、芯模片102、下固定架103，其中，在芯模1的开口朝向上，该上固定架101呈阶梯式结构，为了便于说明，下面通过一个实施例对其进行描述，例如，该上固定架101包括叠层设置的第一圆环部件和第二圆环部件，并且第一圆环部件设置在第二圆环部件的上方，以及该第一圆环的外径大于第二圆环的外径，从而该上固定架101的阶梯部分用作上固定架101和芯模片102的连接区域，并且上固定架101和芯模片102的连接方式可根据实际需求进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，在阶梯部分处通过涂抹胶粘剂的形式连接上固定架101和芯模片102，并且为了加强连接的稳定性，在垂直于阶梯部分的方向上，通过螺栓4进一步连接上固定架101和芯模片102，当然可以理解，上述第一圆环部件和第二圆环部件也可属于一个整体结构，此外，下固定架103与上固定架101的结构类似在此不做阐述，另外，下固定架103与耳片模3通过螺栓4和螺栓孔5连接，当然可以理解，下固定架103与耳片模3的连接方式可根据实际需求进行设定，本发明对此不做限定。
根据本发明的一个实施例，芯模片102的数量为多个，多个芯模片102通过胶结或紧固连接的方式围成芯模1的侧壁。
在该实施例中，如图2所示，多个芯模片102围绕成芯模1的侧壁，并且芯模片102为一个梯形的板材，有该多个芯模片102的侧面首尾连接构成的侧壁为圆筒状，当然可以理解，该侧壁也可设置成一个整体的结构，本发明对此不作限定。
根据本发明的一个实施例，瓦片模2由多个依次连接的瓦片部围绕组成，耳片模3的上表面凹设有第一沟槽6，瓦片模2的底部容纳于第一沟槽6。
在该实施例中，如图1和图3所示，瓦片模2由多个依次连接的瓦片部围绕组成，并且瓦片模2则依附于芯模1环形外表面，以及耳片模3的上表面凹设有第一沟槽6，瓦片模2的底部容纳于第一沟槽6，其上部通过卡扣的形式与芯模1固定，从而起到固定瓦片模2的作用，进而提高了该组合模具整体的刚度，此外，当然可以理解，瓦片部的数量可根据实际需求进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，该瓦片模2由12个瓦片部围绕而成，本发明对此不做限定。
根据本发明的一个实施例，瓦片模2呈圆桶状，其中，瓦片模2具有上侧开口和下侧开口，上侧开口的孔径大于下侧开口的孔径。
在该实施例中，如图1所示，瓦片模2是由多个依次连接的梯形体的瓦片部围绕组成，并且围绕后的瓦片模2呈圆桶状，并且该瓦片模2具有上侧和下侧两个开口，并且上侧开口的孔径大于下侧开口的孔径，并且该圆桶的侧壁沿着该圆桶的中轴线由一端朝向另一端逐渐靠近所述中轴线，即桶的侧壁具有一定的倾斜度，当然可以理解，也可根据实际需求对该桶的侧壁的倾斜度进行设置，本发明对此不做限定。
根据本发明的一个实施例，耳片模3呈圆环状，其中，耳片模3的上表面还设有第二沟槽7，第二沟槽7靠近耳片模3的外周壁，用于铺层成型涵道壁较厚部分。
在该实施例中，如图1所示，耳片模3呈圆环状，并且在其上表面还设有第二沟槽7，并且相较于第一沟槽6，第二沟槽7靠近耳片模3的外周壁，并且该第二沟槽7用于铺层成型涵道壁较厚部分。
根据本发明的一个实施例，进一步包括：上固定架101呈环状，上固定架101的外周壁上设置多个第一卡扣部，瓦片模2的顶部设置多个第二卡扣部，多个第一卡扣部分别与多个第二卡扣部对应卡扣连接，以使芯模1与瓦片模2连接。
在该实施例中，如图1所示，该上固定架101的外周壁上设置有多个卡扣8，并且卡扣8以等角度的形式进行布置，而瓦片模2的顶部对应的设置多个卡槽9，并且卡槽9和卡扣8的数量一致，从而上固定架101的卡扣8分别与多个卡槽9对应卡扣连接，从而使得芯模1与瓦片模2连接。
根据本发明的一个实施例，下固定架103呈环状，下固定架103的外周壁贴设于瓦片模2的内侧面，下固定架103进一步通过紧固件连接于耳片模3的上表面，从而保证了组合模具的刚度。
根据本发明的一个实施例，上固定架101上还设置有多个吊环12，多个吊环12等角度地分布于上固定架101的上表面，其中，该吊环12用于移动芯模1，当然可以理解，该吊环12的数量和设置的角度也可根据实际需求进行设置，本发明对此不做限定。
根据本发明的一个实施例，芯模1的侧壁设置有多个第一孔洞10，瓦片模2的侧壁设置有多个第二孔洞11，第一孔洞10和第二孔洞11位置对应，以便为涵道壁钻设安装孔。
在该实施例中，如图1和图3所示，涵道壁成品上需钻取安装孔，故其成型模具内部需在相同位置处预留钻孔道，每个瓦片模2的芯模片102的相应位置13已预留有阶梯型钻孔道供成型后期的钻孔加工，其中，芯模片102上的孔洞10的孔径大于瓦片模2上的孔洞11的孔径，当然可以理解，本发明可根据实际需求对芯模片102和瓦片模2上的孔洞的孔径进行设置，例如，根据本发明的一个实施例，芯模片102上的安装孔的孔径与瓦片模2上的安装孔的孔径相同，本发明对此不做限定。
根据本发明的一个实施例，组合模具的材料为酚醛树脂，当然可以理解，组合模具的材料也可根据实际需求进行选择，本发明对此不作限定。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种涵道壁成型方法。
该涵道壁成型方法，包括：
步骤S401，将上述任一种的组合模具组装；
步骤S403，在瓦片模2的外表面上铺层预浸料并固化，以及在预浸料固化后，分别解除瓦片模2和芯模1、耳片模3之间的连接，以将瓦片模2和芯模1、耳片模3进行分离；以及
步骤S405，将固化后的预浸料和瓦片模2分离，以获取涵道壁成品。
在该实施例中，成型前先将组合模具通过卡扣及螺栓4固定为一体，在瓦片模2的外表面铺层固化后开始脱模，将其整体摆放平整后，解除芯模1与瓦片模2之间的多个卡扣，并解除芯模1的下固定架103与耳片模3之间的螺栓4连接，后通过吊环12将芯模1整体吊起并移至他处，随后用软木锤轻轻敲动其中一块瓦片模2后将其取出，顺势取出其他剩余的瓦片模2，最后从下至上取出涵道壁成品，留下耳片模3即可完成脱模过程。
此外，基于本模具的碳纤维(或碳纤维增强环氧树脂复合材料)涵道壁制造过程主要采用阳模面层铺加真空加热固化工艺，其具体成型过程如下：
模具前期处理：表面粘贴脱模布；
层铺：将裁剪好的碳纤维预浸料按要求铺贴于模具外表面；
预压实：层铺过程中需将模具整体放入真空袋中进行抽真空预压实处理；
高温固化：将层铺好的样品加模具放于干燥箱中加热固化；
脱模后取出样品打磨喷漆。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过组合模具的方式，将模具整体划分为芯模、瓦片模、耳片模，该芯模贴设于瓦片模的内侧面上，在保形的同时由芯模保证模具整体刚度，进而通过上述三部分模具组合后可完成涵道壁的一体成型，另外，该组合模具的形式也可使脱模的过程更加容易。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (12)
1.一种组合模具，用于成型涵道壁，其特征在于，所述组合模具包括芯模、瓦片模、耳片模，其中，所述芯模贴设于所述瓦片模的内侧面，所述芯模的下侧与所述耳片模紧固连接，以供预浸料铺层成型。
2.根据权利要求1所述的组合模具，其特征在于，所述芯模包括：上固定架、芯模片、下固定架，
其中，所述上固定架和所述下固定架分别与所述芯模片的上表面和下表面通过紧固件或胶结的方式连接。
3.根据权利要求2所述的组合模具，其特征在于，所述芯模片的数量为多个，多个所述芯模片通过胶结或紧固连接的方式围成所述芯模的侧壁。
4.根据权利要求2所述的组合模具，其特征在于，
所述瓦片模由多个依次连接的瓦片部围绕组成，所述耳片模的上表面凹设有第一沟槽，所述瓦片模的底部容纳于所述第一沟槽。
5.根据权利要求4所述的组合模具，其特征在于，所述瓦片模呈圆桶状，其中，所述瓦片模具有上侧开口和下侧开口，所述上侧开口的孔径大于所述下侧开口的孔径。
6.根据权利要求4所述的组合模具，其特征在于，所述耳片模呈圆环状，其中，所述耳片模的上表面还设有第二沟槽，所述第二沟槽靠近所述耳片模的外周壁，用于铺层成型涵道壁较厚部分。
7.根据权利要求2所述的组合模具，其特征在于，进一步包括：
所述上固定架呈环状，所述上固定架的外周壁上设置多个第一卡扣部，所述瓦片模的顶部设置多个第二卡扣部，所述多个第一卡扣部分别与所述多个第二卡扣部对应卡扣连接，以使所述芯模与所述瓦片模连接。
8.根据权利要求2所述的组合模具，其特征在于，
所述下固定架呈环状，所述下固定架的外周壁贴设于所述瓦片模的内侧面，所述下固定架进一步通过紧固件连接于所述耳片模的上表面。
9.根据权利要求2所述的组合模具，其特征在于，所述上固定架上还设置有多个吊环，所述多个吊环等角度地分布于所述上固定架的上表面。
10.根据权利要求1所述的组合模具，其特征在于，所述芯模的侧壁设置有多个第一孔洞，所述瓦片模的侧壁设置有多个第二孔洞，所述第一孔洞和所述第二孔洞位置对应，以便为所述涵道壁钻设安装孔。
11.根据权利要求1所述的组合模具，其特征在于，所述组合模具的材料为酚醛树脂。
12.一种涵道壁成型方法，其特征在于，包括：
将权利要求1-11任一项所述的组合模具组装；
在瓦片模的外表面上铺层预浸料并固化，以及在所述预浸料固化后，分别解除所述瓦片模和芯模、耳片模之间的连接，以将所述瓦片模和所述芯模、所述耳片模进行分离；以及
将固化后的预浸料和所述瓦片模分离，以获取涵道壁成品。
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