CN109109346B - 飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的塑压模具及滑轮壳体制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的塑压模具及滑轮壳体制造方法，其包括利用定位芯同时将上模、中模、下模和滑轮用衬套嵌件连为一体，并精确定位保证相互间的位置关系，塑压结束后由定位芯带着下模、中模、下模顶出成型后的滑轮壳体,滑轮壳体不留任何影响外观的顶出痕迹；中模内孔上段设计有锥面导向环，中段设计有加料室，中模嵌入模套中；上模、中模、下模在塑压模具闭合时构成型腔，成型滑轮壳体。本发明制得的滑轮壳体强度均匀，滑轮壳体槽底和凸缘的同轴度稳定的保持在±0.13mm，能在‑55℃～120℃的环境下连续工作，滑轮强度经试验比同重量金属材料滑轮有很大提高。

Description

飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的塑压模具及滑轮壳体制造 方法

技术领域

本发明涉及飞机操纵系统零件制造， 特别是飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的塑压模具及滑轮壳体制造方法。

背景技术

滑轮是飞机操纵系统钢丝绳转弯处的重要受力元件，用于辅助操纵、飞行操纵、重型操纵或一般操纵。滑轮由壳体、衬套、轴承压装而成，滑轮壳体由凸缘、槽、圆、锥面、直面等组成。以前制造飞机滑轮壳体的材料为铝合金，复杂的滑轮壳体用机械加工很难达到要求。随着飞机业的飞速发展，需要经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物或等效增强材料制造滑轮壳体，材料要经过适当的温度和压力，使得滑轮强度更加均匀，在-55℃～120℃环境温度中正常工作，不会有裂纹、翘曲和润滑脂泄露。

发明内容

本发明的目的是，提供一种飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的塑压模具及滑轮壳体制造方法，其能将经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物或等效增强材料制造非金属滑轮壳体，且成品滑轮强度均匀，机械性能高，能在-55℃～120℃环境温度中正常工作，不会有裂纹、翘曲和润滑脂泄露。

为达上述目的，本发明提供了一种飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的塑压模具，包括一模套，其中：

所述模套的中部设置敝口状模具安装空间，模具安装空间的下面设置模具紧固空间，模具安装空间的底部设置下模，下模上放置滑轮衬套嵌件，模具紧固空间内设置螺母，一定位芯穿过滑轮衬套嵌件和下模后与螺母螺锁固定而将滑轮衬套嵌件和下模固定连接成一体，且模具紧固空间的侧壁上设置温度计测温孔和热电偶测温孔；

所述模套与所述下模之间嵌入由第一中模、第二中模相对组合形成的中模，第一中模和第二中模是在作为一个整体制造完成后经垂直分型面切成两半形成，第一中模和第二中模上对称设置第一撬口，第一中模邻近垂直分型面的外侧对称设置第二撬口，第一中模和第二中模相对组合后形成的内孔上部安装上模安装空间，中部形成加料室和紧邻加料室的成型槽，下部与下模的外周间隙配合；

合模时，所述加料室内放入经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物，所述上模安装空间内置入上模，所述定位芯上部置入所述上模的内孔中，所述上模的下端面设置与滑轮外壳顶部形状匹配的第一弧度，所述下模的上端面设置与滑轮外壳底部形状匹配的第二弧度，所述热电偶测温孔中插入热电偶，所述温度计测温孔中插入温度计；

合模后，所述上模、第一中模、第二中模、下模的工作型面于所述成型槽处构成成型滑轮壳体的型腔。

上述方案的进一步改进为，所述定位芯的中部设置与上模的内孔间隙配合的大圆柱面，大圆柱面的下面设置与滑轮衬套嵌件内孔间隙配合的小圆柱面，且大、小圆柱面之间形成压住滑轮衬套嵌件端面的台肩，以精确定位保证相互间的关系。

上述方案的进一步改进为，所述第一、二中模的外部形成外锥面，与所述模套内孔形成的内锥面配合。

上述方案的进一步改进为，所述第一、二中模的上端面高出所述模套的上端面，当第一、二中模的外锥面磨损后，高度可以进一步下降，始终保持和模套内锥面紧密贴合。

上述方案的进一步改进为，所述上模的中部设置用于供定位芯置入的定位芯安装孔，且定位芯安装孔的上部直径略大于下部直径。

上述方案的进一步改进为，所述定位芯的上端设置供上模内孔导向的扁锥面

上述方案的进一步改进为，所述第一中模和第二中模的上模安装空间侧壁上设有便于上模置入的锥面导向环。

上述方案的进一步改进为，所述模套的外部安装用于搬移模具的手柄。

为达上述目的，本发明还提供了一种利用上述塑压模具制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法，其包括下列步骤：

1）将滑轮衬套嵌件、下模利用定位芯、螺母固定连接成一体，并与组合后的第一中模、第二中模一起装入模套中；

2）经步骤1）组合的模套安放在压力机工作台上；

3）将称好重量的经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物放入第一、二中模组合后形成的加料室中，并打开压力机加热系统逐渐加热；

4）上模沿第一、二中模组合后形成的锥面导向环在压力机上压板作用下逐渐压向经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物，将压力机压力直接传给纤维织物；

5）在模套的热电偶测温孔插入热电偶、温度计测温孔中插入温度计开始测温，观察热电偶和温度计温度，直至达到工艺要求的温度，使经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物转化成粘流态，充满由上模、第一中模、第二中模、下模构成的型腔（10），且模具完全闭合，第一中模、第二中模下端紧贴下模台肩，第一中模、第二中模外锥面与模套内锥面紧密贴合，上模不再向下运动，滑轮壳体成型结束；

6）关掉压力机加热系统，压力机上压板上升，不再加压；

7）待模具冷却，滑轮壳体固化成型，去掉温度计、热电偶，藉由第一中模、第二中模上的两个第一撬口同时撬松上模，使螺母、定位芯带着下模、第一中模、第二中模、上模沿模套均匀退出；

7）分解出上模，在第一中模、第二中模上的两个第二撬口处施力，垂直分型第一中模、第二中模；

8）松开螺母，并将定位芯退出滑轮衬套嵌件内孔，滑轮壳体成品完成。

与现有技术相比，本发明有以下特点：

1. 本发明滑轮壳体成型中压力机压力直接传给制造滑轮壳体的经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物，纤维织物和模具一起被逐渐加热、加压，然后一起冷却，溢流量极少，故成型后的滑轮壳体内应力小，强度更均匀，能在极冷、极热恶劣环境下持续工作，且机械性能高，强度比同重量铝合金制造的滑轮提高10％。该发明已在YXX系列滑轮壳体的制造中得到应用。

2．本发明没有浇注系统，直接将称好的经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物加入加料室中，因而制造滑轮壳体材料耗量少，结构简单，操作方便；成型后由定位芯和构成型腔的上模、第一中模、第二中模、下模顶出成品件，成品滑轮壳体无浇口痕迹，修整容易，外观美观。

3.本发明便于安装和固定滑轮衬套嵌件，滑轮衬套嵌件和滑轮壳体在压塑过程中紧密结合，成品滑轮不用再进行滑轮衬套固定强度测试试验。

附图说明

图1为本发明塑压模具二维简图。

图2为本发明塑压模具去掉上模后的俯视图。

图3 为第一、二中模的二维简图。

图4为图3的A处放大图。

图5为第一、二中模的俯视图。

图6为模套的二维简图。

图7为模套的俯视图。

图8为上模的简图。

图9为图8的B处放大图。

图10为下模的简图。

图11为图10的C处放大图。

图12为未装衬套的滑轮壳体简图。

图13为定位芯的三维图。

图14为定位芯的二维简图。

图15为本发明塑压模具合模状态示意图。

图中：

1上模；11定位芯安装孔；12第一弧度；

2第一中模；21第一撬口； 22第二撬口；23锥面导向环；24上模安装空间；25加料室；26成型槽；27下模安装空间；28垂直分型面；

3模套；31模具安装空间；32模具紧固空间；311手柄安装孔；321温度计测温孔；322热电偶测温孔；

4手柄；

5定位芯；51扁锥面；52大圆柱面；53小圆柱面；54台肩；

6下模；61定位芯贯穿孔；62第二弧度；

7螺母；8滑轮衬套嵌件；9第二中模；10型腔；A’压力机工作台；B’压力机上压板；C’滑轮壳体。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明塑压模具包括上模1、第一中模2、模套3、手柄4、定位芯5、下模6、螺母7、滑轮衬套嵌件8、第二中模9。

如图3-图5所示，第一中模2和第二中模9是在作为一个整体制造完成后经垂直分型面28切成两半形成。第一中模2和第二中模9上对称设置第一撬口21，第一中模2邻近垂直分型面28的外侧对称设置第二撬口22。第一中模2和第二中模9相对组合后形成的内孔上部设置带有锥面导向环23的上模安装空间24，中部形成加料室25和紧邻加料室25的成型槽26，下部设置下模安装空间27。

如图1、图6、图7所示，模套3的中部设置用于容置上、下模1、6的敝口状模具安装空间31，模具安装空间31的底部设置用于容置螺母7的模具紧固空间32，模具安装空间31的侧壁上设置手柄安装孔311，手柄4经手柄安装孔311安装在模套3上，模具紧固空间32的侧壁上设置温度计测温孔321和热电偶测温孔322。

如图8、图9所示，上模1的中部设置定位芯安装孔11，为便于定位芯5的安装，定位芯安装孔11的上部直径略大于下部直径。上模1的下端面设置与滑轮外壳顶部形状匹配的第一弧度12。

如图10、图11所示，下模6的中部设置定位芯贯穿孔61。下模6的上端面设置与滑轮外壳底部形状匹配的第二弧度62。

如图1、图13、图14所示，定位芯5的上端设置扁锥面51以给上模1内孔导向，中部设置大圆柱面52与上模1的内孔成H9/f8间隙配合，大圆柱面52的下面设置小圆柱面53与滑轮衬套嵌件8的内孔成H9/f8间隙配合，且大、小圆柱面52、53之间形成压住滑轮衬套嵌件8端面的台肩54，定位芯5的下端设置螺纹而与设置在下模6下端面的螺母7螺锁固定，进而将上模1、下模6和滑轮衬套嵌件8连为一体，并精确定位保证相互间的关系。

上模1、第一中模2、第二中模9、下模6的工作型面在合模后构成成型滑轮壳体的型腔10，同时在开模、合模过程中起导向和定位作用。合模时，第一中模2、第二中模9可以组合后嵌入内形是圆锥形的模套3中，第一中模2、第二中模9形成的内孔下段与下模6的外圆成H9/f8配合，外部形成的锥面与模套3内孔形成的内锥面导向进入模套3；上模1的外圆由图3所示的锥面导向环23导向，与加料室25成H9/f8间隙配合，内孔与定位芯5成H9/f8配合均匀进入第一中模2、第二中模9构成型腔10。成型结束，固定滑轮衬套嵌件8的定位芯5、螺母7带着下模6、第一中模2、第二中模9、上模1沿模套3内锥面导向退出；在图5所示第一撬口21（对称两处）撬松上模1，此时上模1外形沿图3所示第一中模2、第二中模9的锥面导向环23、内孔依靠定位芯5外圆均匀后退，再藉由第二撬口2后实现手动模外分型；上模1、第一中模2、第二中模9、下模6构成的型腔10始终与滑轮壳体接触，滑轮壳体不留任何影响外观的顶出痕迹。

本实施例中，第一中模2、第二中模9上端面高出模套3上端面8mm，当第一中模2、第二中模9的外锥面磨损后，高度可以进一步下降，始终保持和模套3的内锥面紧密贴合。

本实施例中，本发明塑压模具没有浇注系统，直接将称好的经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物加入图3所示加料室25中，因而制造滑轮壳体材料耗量少；成型后的滑轮壳体无浇口痕迹，修整容易，外观美观。

如图15所示，本发明使用时，将滑轮衬套嵌件8、下模6利用定位芯5、螺母7固定连接成一体，与组合后的第一中模2、第二中模9沿模套3内锥面装入模套3中，利用手柄4将模具安放在压力机工作台A’上。将称好重量的经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物放入图3所示加料室25中，打开压力机加热系统逐渐加热（升温速度为1－2小时内匀速升温到170±3℃，加热系统压力机自带，位于压力机上压板B’和压力机工作台A’中）；上模1沿图3所示锥面导向环23在压力机上压板B’作用下逐渐压向经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物，将压力机压力直接传给纤维织物；在图7所示热电偶测温孔322插入热电偶、温度计测温孔321中插入温度计开始测温；观察热电偶和温度计温度，达到工艺要求的温度(170±3℃)后，经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物已转化成粘流态，充满由上模1、第一中模2、第二中模9、下模6构成的型腔，塑压成型后，模具完全闭合，此时第一中模2、第二中模9下端紧贴下模6台肩，外锥面与模套3内锥面紧密贴合，上模1不再向下运动，滑轮壳体成型结束；关掉压力机加热系统，压力机上压板B’上升，不再加压；待模具冷却，去掉温度计、热电偶，此时滑轮壳体已固化成型。利用手柄4将模具搬到压力机旁工作台，在图5所示两处第一撬口21同时撬松上模1；螺母7、定位芯5带着下模6、第一中模2、第二中模9、上模1沿模套3均匀退出；分解出上模1，在图5所示两处第二撬口22施力，垂直分型第一中模2、第二中模9；松开螺母7，定位芯5退出滑轮衬套嵌件8内孔，滑轮壳体成品完成。

Claims (8)

1.一种利用塑压模具制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法，所述塑压模具包括一模套（3），其特征在于，

所述模套的中部设置敝口状模具安装空间（31），模具安装空间的下面设置模具紧固空间（32），模具安装空间的底部设置下模（6），下模上放置滑轮衬套嵌件（8），模具紧固空间内设置螺栓（7），所述滑轮衬套嵌件的上面放置定位芯（5），所述螺栓穿过下模及滑轮衬套嵌件后与所述定位芯螺锁固定并将滑轮衬套嵌件和下模固定连接成一体，且模具紧固空间的侧壁上设置温度计测温孔（321）和热电偶测温孔（322）；

所述模套与所述下模之间嵌入由第一中模（2）、第二中模（9）相对组合形成的中模，第一中模和第二中模是在作为一个整体制造完成后经垂直分型面（28）切成两半形成，第一中模和第二中模上对称设置第一撬口（21），第一中模邻近垂直分型面的外侧对称设置第二撬口（22），第一中模和第二中模相对组合后形成的内孔上部形成上模安装空间（24），中部形成加料室（25）和紧邻加料室的成型槽（26），下部与下模的外周间隙配合；

所述上模安装空间内置入上模（1），所述定位芯上部置入所述上模的定位芯安装孔（11）中，所述上模的下端面设置与滑轮外壳顶部形状匹配的第一弧度（12），所述下模的上端面设置与滑轮外壳底部形状匹配的第二弧度（62），所述热电偶测温孔中插入热电偶，所述温度计测温孔中插入温度计，所述上模、第一中模、第二中模、下模的工作型面于所述成型槽处构成成型滑轮壳体的型腔（10）；

所述制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法包括下列步骤：

1）将滑轮衬套嵌件（8）、下模（6）利用定位芯（5）、螺栓（7）固定连接成一体，并与组合后的第一中模（2）、第二中模（9）一起装入模套（3）中，并将模套（3）安放在压力机工作台（A’）上；

2）将称好重量的经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物放入第一、二中模组合后形成的加料室（25）中，并打开压力机加热系统逐渐加热；

3）上模（1）沿第一、二中模组合后形成的锥面导向环（23）在压力机上压板（B’）作用下逐渐压向经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物，将压力机压力直接传给纤维织物；

4）观察热电偶和温度计温度，直至达到工艺要求的温度，使经过酚醛缩合物浸渍的纤维织物转化成粘流态，充满由上模、第一中模、第二中模、下模构成的型腔（10），且模具完全闭合，第一中模、第二中模下端紧贴下模台肩，第一中模、第二中模外锥面与模套内锥面紧密贴合，上模不再向下运动，滑轮壳体成型结束；

5）关掉压力机加热系统，压力机上压板上升，不再加压；

6）待模具冷却，滑轮壳体固化成型，去掉温度计、热电偶，藉由第一中模、第二中模上的两个第一撬口（21）同时撬松上模，使螺栓、定位芯带着下模、第一中模、第二中模、上模沿模套均匀退出；

7）分解出上模，在第一中模、第二中模上的两个第二撬口（22）处施力，垂直分型第一中模、第二中模；

8）松开螺栓，并将定位芯退出滑轮衬套嵌件内孔，滑轮壳体成品完成。

2.根据权利要求1所述的利用塑压模具制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法，其特征在于，所述定位芯的中部设置与上模的内孔间隙配合的大圆柱面（52），大圆柱面的下面设置与滑轮衬套嵌件内孔间隙配合的小圆柱面（53），且大、小圆柱面之间形成压住滑轮衬套嵌件端面的台肩（54）。

3.根据权利要求1所述的利用塑压模具制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法，其特征在于，所述第一、二中模的外部形成外锥面，与所述模套内孔形成的内锥面配合。

4.根据权利要求1所述的利用塑压模具制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法，其特征在于，所述第一、二中模的上端面高出所述模套的上端面。

5.根据权利要求1所述的利用塑压模具制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法，其特征在于，所述定位芯安装孔的上部直径略大于下部直径。

6.根据权利要求1所述的利用塑压模具制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法，其特征在于，所述定位芯的上端设置供上模内孔导向的扁锥面（51）。

7.根据权利要求1所述的利用塑压模具制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法，其特征在于，所述第一中模和第二中模的上模安装空间侧壁上设有便于上模置入的锥面导向环（23）。

8.根据权利要求1所述的利用塑压模具制造飞机操纵系统用非金属滑轮壳体的方法，其特征在于，所述模套的外部安装用于搬移模具的手柄（4）。

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