CN109094047A - 机械件成型装置及其成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了机械件成型装置及其成型方法。上述机械件成型装置包括模具本体及加压部件，所述模具本体内开设有成型腔以及连通所述成型腔的高压腔，所述高压腔延伸至所述模具本体的顶部，所述加压部件与所述高压腔相适配；成型方法包括如下步骤：将模具本体加温至100℃‑200℃；将半固体状的物料放至所述模具本体的高压腔内，所述物料呈液态跑动；将加压部件以50psi‑120psi的压力压至所述高压腔内至所述加压部件下压所述物料至模具本体的成型腔内；以上述压力和温度保持预设时间，得到机械件。本发明所述机械件成型装置，可成型较复杂结构以及复合结构，成型方法简单。

Description

机械件成型装置及其成型方法
技术领域
本发明涉及机械结构成型技术领域，具体涉及机械件成型装置及其成型方法。
背景技术
碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。
玻璃纤维(英文原名为:glass fiber或fiberglass)是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。
现有的碳纤维材料与玻璃纤维材料成型为机械机械件时，一般采用模具成型，而模具采用上下模的形式，通过加温加压成型机械件。这种成型模具一般能成型结构较简单的机械件，而当机械件的结构比较复杂时，由于模压的流动性差，难以成型；另外，如果要成型金属件和其他材料复合的机械件时，也较难实现。
发明内容
基于此，本发明有必要提供一种可成型较复杂结构以及复合结构的机械件成型装置。
本发明还提供一种机械件成型方法，其成型方法简单，可成型较复杂结构以及复合结构。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种机械件成型装置，其包括模具本体及加压部件，所述模具本体内开设有成型腔以及连通所述成型腔的高压腔，所述高压腔延伸至所述模具本体的顶部，所述加压部件与所述高压腔相适配。
上述的机械件成型装置，包括模具本体及加压部件，模具本体内开设有成型腔以及连通成型腔的高压腔，模具本体加温后，将半固体物料放于高压腔内，物料在高温下呈液态跑动，加压部件以一定压力下压至高压腔，然后将物料压至成型腔内，保持温度和压力一定时间，然后成型为机械件，该方法不受机械件的结构限制，可以成型较复杂的结构，还可以成型复合结构。
其中一些实施例中，所述高压腔呈圆柱体状，所述加压部件亦呈圆柱体状。
其中一些实施例中，所述模具本体包括上模具与下模具，所述成型腔由所述下模具延伸至所述上模具，所述高压腔开设于所述上模具内并延伸至所述上模具的顶部。
其中一些实施例中，所述加压部件为液压机。
本发明还提供一种机械件成型方法，其包括如下步骤：
将模具本体加温至100℃-200℃；
将半固体状的物料放至所述模具本体的高压腔内，所述物料呈液态跑动；
将加压部件以50psi-120psi的压力压至所述高压腔内至所述加压部件下压所述物料至模具本体的成型腔内；
以上述压力和温度保持预设时间，得到机械件。
其中一些实施例中，所述模具加温至120℃-160℃。
其中一些实施例中，所述加压部件的压力为80psi-100psi。
其中一些实施例中，所述物料为碳纤维物料、玻璃纤维物料、芳纶物料及玄武岩物料中的一种或几种的混合。
其中一些实施例中，所述模具本体包括上模具与下模具，所述成型腔由所述下模具延伸至所述上模具，所述高压腔开设于所述上模具内并延伸至所述上模具的顶部。
其中一些实施例中，当所述机械件为金属件混合机械件时，制备方法包括如下步骤：
打开所述上模具，将金属结构体放至所述成型腔内，合上所述上模具；
将模具本体加温至100℃-200℃；
将半固体状的物料放至所述模具本体的高压腔内，所述物料呈液态跑动；
将加压部件以50psi-120psi的压力压至所述高压腔内至所述加压部件下压所述物料至模具本体的成型腔内的所述金属结构体内；
以上述压力和温度保持预设时间，得到机械件。
附图说明
图1是本发明一实施例所述木纹效果纤维材料的叠层结构的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例一
本发明实施例提供一种机械件成型装置100，包括模具本体10及加压部件20，模具本体10内开设有成型腔30以及连通成型腔30的高压腔40，高压腔40延伸至模具本体10的顶部，加压部件20与高压腔40相适配。将物料放至模具本体10的高压腔40内，加压部件20以一定压力压入高压腔40，将物料压至成型腔30，保持压力和温度即可成型。
其中为了便于操作以及适用于多元化的物料成型，模具本体10包括上模具12与下模具13，成型腔30由下模具13延伸至上模具12，高压腔40开设于上模具12内并延伸至上模具12的顶部。
成型腔30的形状与需要成型的机械件的形状相同，当液态的物料进入成型腔30内，保持一定的温度和压力一段时间，即可将物料成型成为机械件，然后冷却，取出机械件。本实施例中，成型腔30开设于下模具13内。
高压腔40贯穿上模具12，并连通成型腔30。本实施例中，高压腔40呈圆柱体状，以便于加压部件20下压以及物料流动。
加压部件20可以进入高压腔40内，沿着高压腔40下压至成型腔30内，液体的物料随着加压部件20的压力流动至成型腔30内，保持温度和压力，物料在成型腔30内成型。本实施例中，加压部件20的形状与高压腔40相同，呈圆柱体状。加压部件20可以为液压机，液压机可以提供足够的压力，使得物料成型。当然，加压部件20也可以是其他可以提供足够压力的部件。
上述的机械件成型装置，不受机械件的结构限制，可以成型较复杂的结构，还可以成型复合结构。
实施例二
本实施例提供一种机械件成型方法，该机械件为单一物料成型，其采用实施例一所述的机械件成型装置100，包括如下步骤：
将模具本体10加温至100℃-200℃。
将半固体状的物料放至模具本体10的高压腔40内，物料在高温下呈液态跑动。
将加压部件20以50psi-120psi的压力压至高压腔40内至加压部件下压物料至模具本体10的成型腔30内。
以上述压力和温度保持预设时间，得到机械件。
其中的压力单位1psi＝0.006895Mpa。
其中的模具优选加温至120℃-160℃，更优选为140℃。
加压部件20的压力优选为80psi-100psi，更优选为100psi。
上述的物料为碳纤维物料、玻璃纤维物料、芳纶物料及玄武岩物料中的一种或几种的混合，均可以采用上述的方法成型出机械件。
实施例三
本实施例提供一种机械件成型方法，该机械件为金属结构体与物料复合成型，其采用实施例一所述的机械件成型装置100，包括如下步骤：
打开上模具12，将金属结构体放至成型腔30内，合上上模具12。
将模具本体10加温至100℃-200℃。
将半固体状的物料放至模具本体10的高压腔40内，物料在高温下呈液态跑动。
将加压部件20以50psi-120psi的压力压至高压腔40内至加压部件20下压物料至模具本体10的成型腔30内的金属结构体内，加压部件20压至物料的上方。
以上述压力和温度保持预设时间，得到机械件。
其中的压力单位1psi＝0.006895Mpa。
其中的模具优选加温至120℃-160℃，更优选为140℃。
加压部件20的压力优选为80psi-100psi，更优选为100psi。
上述的物料为碳纤维物料、玻璃纤维物料、芳纶物料及玄武岩物料中的一种或几种的混合，均可以采用上述的方法成型出机械件。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机械件成型装置，其特征在于，包括模具本体及加压部件，所述模具本体内开设有成型腔以及连通所述成型腔的高压腔，所述高压腔延伸至所述模具本体的顶部，所述加压部件与所述高压腔相适配。
2.根据权利要求1所述的机械件成型装置，其特征在于，所述高压腔呈圆柱体状，所述加压部件亦呈圆柱体状。
3.根据权利要求1所述的机械件成型装置，其特征在于，所述模具本体包括上模具与下模具，所述成型腔由所述下模具延伸至所述上模具，所述高压腔开设于所述上模具内并延伸至所述上模具的顶部。
4.根据权利要求1所述的机械件成型装置，其特征在于，所述加压部件为液压机。
5.一种机械件成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
将模具本体加温至100℃-200℃；
将半固体状的物料放至所述模具本体的高压腔内，所述物料呈液态跑动；
将加压部件以50psi-120psi的压力压至所述高压腔内至所述加压部件下压所述物料至模具本体的成型腔内；
以上述压力和温度保持预设时间，得到机械件。
6.根据权利要求5所述的机械件成型方法，其特征在于，所述模具加温至120℃-160℃。
7.根据权利要求5所述的机械件成型方法，其特征在于，所述加压部件的压力为80psi-100psi。
8.根据权利要求5-7任一项所述的机械件成型方法，其特征在于，所述物料为碳纤维物料、玻璃纤维物料、芳纶物料及玄武岩物料中的一种或几种的混合。
9.根据权利要求5-7任一项所述的机械件成型方法，其特征在于：所述模具本体包括上模具与下模具，所述成型腔由所述下模具延伸至所述上模具，所述高压腔开设于所述上模具内并延伸至所述上模具的顶部。
10.根据权利要求9所述的机械件成型方法，其特征在于：
当所述机械件为金属件混合机械件时，制备方法包括如下步骤：
打开所述上模具，将金属结构体放至所述成型腔内，合上所述上模具；
将模具本体加温至100℃-200℃；
将半固体状的物料放至所述模具本体的高压腔内，所述物料呈液态跑动；
将加压部件以50psi-120psi的压力压至所述高压腔内至所述加压部件下压所述物料至模具本体的成型腔内的所述金属结构体内；
以上述压力和温度保持预设时间，得到机械件。
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