CN109822787A - 一种用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具 - Google Patents

Abstract

本发明属于材料成形技术领域，提供了一种用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，主要由锁紧机构和芯模模具组成。本发明的组合模具具有结构简单合理，能够重复使用，组装拆卸方便的特点，使脱模变得更加容易，且可减少对芯模造成损伤；当组合模具中的某个模块破损时，可以单独将其替换即可，不用将整套模具都报废，减少了浪费，也缩短了模具的制作时间和生产周期；类似的，当需要制备3×3芯模至10×10芯模时，可用多个角模块、多个边模块和多个中心模块组合成所需芯模模具来制备对应的芯模，提高了组合模具的利用率。

Description

一种用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具

技术领域

本发明属于材料成形技术领域，具体涉及一种用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具。

背景技术

金字塔点阵结构作为一种新型轻质结构，不仅具有高比刚度、高比强度承载功能，而且其内部开放、贯通的空间易于实现集承载与热控、预埋于一体的多功能特性，可以满足飞行器大构件的超轻结构设计和多功能性的要求,被认为是很有应用前景的新一代先进、轻质、超强韧多功能结构。然而，对于结构复杂的金字塔点阵结构，使用传统的金属材料制作成型模具，在产品制造成型后，金属芯模脱模难以实现，甚至模具无法脱出。

水溶性芯模是通过水溶性胶黏剂将无机填料粘接在一起，并根据使用要求制备成具有一定形状、强度的一类多孔芯模材料，制品成型后加入水等溶剂，芯模能够快速溃散而获得产品的一种模具材料。可通过制备水溶性金字塔点阵芯模来解决复杂金字塔点阵结构脱模难的问题，但是由于水溶性金字塔点阵芯模自身的复杂几何构型，在制备该芯模的过程中，对其进行脱模时同样容易造成损坏。此外现有的制备工艺只是根据芯模模具的既有结构，制备特定的金字塔点阵芯模，无法做到用同一模具制备出同种单胞在不同组合下的水溶性金字塔点阵芯模，而且当芯模模具发生损坏时，整套模具都要报废，降低了模具的使用率。

发明内容

本发明的目的是为解决具有复杂构型的复合材料金字塔点阵结构原位制造的脱模难以实现，而且现有的制备工艺中，无法做到用同一模具制备出同种单胞在不同组合下的金字塔点阵芯模，芯模模具使用率低的问题，进而设计一种操作简单，组装拆卸方便，能够重复使用，使脱模变得更加容易，且可减少对水溶性芯模造成损伤的用于成型该水溶性金字塔点阵芯模的组合模具。

本发明的技术方案：

一种用于成型水溶性金字塔点阵结构芯模的组合模具主要由锁紧机构和芯模模具组成，其中，

所述锁紧机构包括手柄、螺杆、底板、动挡板和定挡板，其中，

所述底板包括相互垂直设置的短臂和长臂，使所述底板的纵截面成“﹂”形，所述短臂设置有沿所述长臂的长度方向贯通的两个底板螺纹孔，所述长臂的上表面等间距设置有多个第一凹形槽，所述第一凹形槽起始于所述短臂和所述长臂的相交处，且沿所述长臂的长度方向延伸至所述长臂的末端，在所述长臂的上表面靠近所述长臂的末端处，沿所述长臂的宽度方向设置有第二凹形槽，所述第二凹形槽的长度与所述长臂的宽度相同，所述第一凹形槽的横截面与所述第二凹形槽的横截面为长和宽相等的矩形；

所述动挡板的一表面上设置有深度相等的两个动挡板螺纹孔，与设置所述动挡板螺纹孔的表面相邻的表面上设置有两个动挡板方形楞，所述动挡板方形楞沿所述动挡板的宽度方向设置，所述动挡板方形楞与相对应的所述第一凹形槽相配合，以使所述动挡板可拆卸连接于所述底板上，所述动挡板的长度与所述长臂的宽度相同，所述第一方形楞卡接入所述第一凹形槽后，所述动挡板的长度方向上的两端与所述长臂的宽度方向上的两端对齐；

所述动挡板螺纹孔与所述底板螺纹孔数量相同，所述动挡板方形楞卡接入所述第一凹形槽后，所述动挡板螺纹孔和相对应的所述底板螺纹孔位于沿所述长臂的长度方向的同一直线上，所述螺杆与所述底板螺纹孔和所述动挡板螺纹孔相配合，所述螺杆的一端设置有手柄，所述螺杆的另一端穿过所述底板螺纹孔，并与所述动挡板螺纹孔连接，用以调节所述动挡板在所述底板上沿所述长臂的长度方向上的位置，

在所述定挡板的一表面上，沿所述定挡板的长度方向设置有定挡板方形楞，所述定挡板方形楞设置在所述定挡板的一表面中央，使所述定挡板的横截面呈“凸”字形，所述定挡板方形楞与所述第二凹形槽相配合，以使所述定挡板可拆卸连接于所述底板上，所述定挡板的长度与所述长臂的宽度相同，所述定挡板方形楞卡接入所述第二凹形槽后，所述定挡板的长度方向上的两端与所述长臂的宽度方向上的两端对齐；

所述芯模模具可拆卸设置在底板上，所述芯模模具包括一组角模块、一组边模块和一组中心模块，其中

所述角模块的主体上方设置有开槽，开槽内形成从开槽上表面延伸至开槽下表面的第一矩形斜面和两个第一直角梯形斜面，所述第一矩形斜面的两长边分别与两个所述第一直角梯形斜面的斜边相连接，且所述第一矩形斜面与两个所述第一直角梯形斜面间均形成夹角，所述第一矩形斜面的一短边与所述角模块的开槽下表面形成第一三角形平面，所述角模块的主体下方设置有相互垂直的两种方向角模块方形楞，所述的角模块方形楞与所述第一凹形槽相配合；

所述边模块的主体上方设置有开槽，开槽内形成从开槽上表面延伸至开槽下表面的两个第二矩形斜面、第二等腰梯形斜面和两个第二直角梯形斜面，所述第二等腰梯形斜面的两斜边分别与两个所述第二矩形斜面的一长边连接，两个所述第二矩形斜面另一长边分别与两个所述第二直角梯形斜面的斜边连接，且各斜面之间形成夹角，两个所述第二矩形斜面的一短边分别与所述边模块的开槽下表面形成一第二三角形平面，所述边模块的主体下方设置有相互垂直的两种方向边模块方形楞，所述的边模块方形楞与所述第一凹形槽相配合；

所述中心模块的主体上方设置有凸台，凸台形成从其上表面伸至下表面的多个第三矩形斜面和多个第三等腰梯形斜面，所述第三矩形斜面与所述第三等腰梯形斜面交替设置，所述第三矩形斜面的长边与所述第三等腰梯形斜面的斜边连接，每个所述第三矩形斜面的一短边与凸台的下表面均形成一第三三角形平面，所述中心模块的主体下方设置有中心模块方形楞，所述的中心模块方形楞与所述第一凹形槽相配合，

多个所述角模块的所述角模块方形楞、多个所述边模块的所述边模块方形楞和多个所述中心模块的所述中心模块方形楞卡接入所述第一凹形槽内，以形成所述芯模模具。

以2×2芯模模具为例，2×2芯模模具包含四个所述角模块、四个所述边模块和一个所述第三模块，四个所述角模块分别位于整个2×2芯模模具的第一行第一列、第一行第三列、第三行第一列和第三行第三列，且关于模具中心呈中心对称放置，四个所述边模块分别位于整个2×2芯模模具的第一行第二列、第二行第一列、第二行第三列和第三行第二列，且相对于模具中心呈中心对称放置，一个所述中心模块位于整个2×2芯模模具的第二行第二列，四个所述角模块的端面、四个所述边模块的端面和一个所述第三模块的端面相互重合，四个所述角模块的所述角模块方形楞、四个所述边模块的所述边模块方形楞和一个所述中心模块的所述中心模块方形楞卡接入所述第一凹形槽内，通过动挡板和定挡板，在螺杆的作用下装配锁紧形成所述2×2芯模模具。

本发明的有益效果：

1.本发明的组合模具具有结构简单合理，能够重复使用，组装拆卸方便的特点，使脱模变得更加容易，且可减少对芯模造成损伤；

2.当组合模具中的某个模块破损时，可以单独将其替换即可，不用将整套模具都报废，减少了浪费，也缩短了模具的制作时间和生产周期；

3.类似的，当需要制备3×3芯模至10×10芯模时，可用多个角模块、多个边模块和多个中心模块组合成所需芯模模具来制备对应的芯模，提高了组合模具的利用率。

附图说明

图1是5×5水溶性金字塔点阵结构芯模模具与锁紧机构的装配结构示意图；

图2是锁紧机构的手柄示意图；

图3是锁紧机构的底板示意图；

图4是锁紧机构的动挡板示意图；

图5是锁紧机构的定挡板示意图；

图6是角模块结构示意图；

图7是边块结构示意图；

图8是中心模块结构示意图；

图9是2×2水溶性金字塔点阵结构芯模模具的装配结构示意图；

图中：1锁紧机构；11手柄；12螺杆；13底板；131底板螺纹孔；132第一凹形槽；133第二凹形槽；14动挡板；141动挡板方形楞；142动挡板螺纹孔；15定挡板；151定挡板方形楞；2芯模模具；21角模块；211第一三角形平面；212第一矩形斜面；213第一直角梯形斜面；214角模块方形楞；22边模块；221第二三角形平面；222第二矩形斜面；223第二等腰梯形斜面；224第二直角梯形斜面；225边模块方形楞；23中心模块；231第三三角形平面；232第三矩形斜面；233第三等腰梯形斜面；234中心模块方形楞；301短臂；302长臂。

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：

本实施方式的一种用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，包括锁紧机构1和芯模模具2，其中，

所述锁紧机构1包括手柄11、螺杆12、底板13、动挡板14和定挡板15，其中

所述底板13包括相互垂直一体结构的短臂301和长臂302，使所述底板13的纵截面成“﹂”形，所述短臂301设置有沿所述长臂302的长度方向贯通的一个或多个底板螺纹孔131，所述长臂302的上表面等间距设置有多个第一凹形槽132，所述第一凹形槽132起始于所述短臂301和所述长臂302的相交处，且沿所述长臂302的长度方向延伸至所述长臂302的末端，在所述长臂302的上表面靠近所述长臂302的末端处，沿所述长臂302的宽度方向设置有第二凹形槽133，

所述动挡板14的一表面上设置有深度相等的一个或多个动挡板螺纹孔142，与设置所述动挡板螺纹孔142的表面相邻的表面上设置有一个或多个动挡板方形楞141，所述动挡板方形楞141沿所述动挡板14的宽度方向设置，所述动挡板方形楞141与相对应的所述第一凹形槽132相配合，以使所述动挡板14可拆卸连接于所述底板13上，

所述动挡板螺纹孔142与所述底板螺纹孔131数量相同，所述动挡板方形楞141卡接入所述第一凹形槽132后，所述动挡板螺纹孔142和相对应的所述底板螺纹孔131位于沿所述长臂302的长度方向的同一直线上，所述螺杆12与所述底板螺纹孔131、所述动挡板螺纹孔142相配合，所述螺杆12的一端设置有手柄11，所述螺杆12的另一端穿过所述底板螺纹孔131，并与所述动挡板螺纹孔142连接，用以调节所述动挡板14在所述底板13上沿所述长臂302的长度方向上的位置，

在所述定挡板15的一表面上，沿所述定挡板15的长度方向设置有定挡板方形楞151，所述定挡板方形楞151与所述第二凹形槽133相配合，以使所述定挡板15可拆卸连接于所述底板13上，

所述芯模模具2可拆卸设置在底板13上，所述芯模模具2包括一组角模块21、一组边模块22和一组中心模块23，其中

所述角模块21的主体上方设置有开槽，开槽内形成从开槽上表面延伸至开槽下表面的第一矩形斜面212和两个第一直角梯形斜面213，所述第一矩形斜面212的两长边分别与两个所述第一直角梯形斜面213的斜边相接，且所述第一矩形斜面212与两个所述第一直角梯形斜面213间均形成夹角，所述第一矩形斜面212的一短边与所述角模块21的开槽下表面形成第一三角形平面211，所述角模块21的主体下方设置有角模块方形楞214，所述的角模块方形楞214与所述第一凹形槽132相配合；

所述边模块22的主体上方设置有开槽，开槽内形成从开槽上表面延伸至开槽下表面的两个第二矩形斜面222、第二等腰梯形斜面223和两个第二直角梯形斜面224，所述第二等腰梯形斜面223的两斜边分别与两个所述第二矩形斜面222的一长边相接，两个所述第二矩形斜面222另一长边分别与两个所述第二直角梯形斜面224的斜边相接，且各斜面之间形成夹角，两个所述第二矩形斜面222的一短边分别与所述边模块22的开槽下表面形成一第二三角形平面221，所述边模块22的主体下方设置有边模块方形楞225，所述的边模块方形楞225与所述第一凹形槽132相配合；

所述中心模块23的主体上方设置有凸台，凸台形成从其上表面伸至下表面的多个第三矩形斜面232和多个第三等腰梯形斜面233，所述第三矩形斜面232与所述第三等腰梯形斜面233交替设置，所述第三矩形斜面232的长边与所述第三等腰梯形斜面233的斜边相接，每个所述第三矩形斜面232的一短边与凸台的下表面均形成一第三三角形平面231，所述中心模块23的主体下方设置有中心模块方形楞234，所述的中心模块方形楞234与所述第一凹形槽132相配合，

多个所述角模块21的所述角模块方形楞214、多个所述边模块22的所述边模块方形楞225和多个所述中心模块23的所述中心模块方形楞234卡接入所述第一凹形槽132内，以形成所述芯模模具。

所述角模块方形楞214以相互垂直的两种方向分别设置于不同的所述角模块21的主体下方，以使所述角模块方形楞214卡接入所述第一凹形槽132后，所述角模块21的开槽的方向不同；所述边模块方形楞225以相互垂直的两种方向分别设置于不同的所述边模块22的主体下方，以使所述边模块方形楞225卡接入所述第一凹形槽132后，所述边模块22的开槽的方向不同。

所述动挡板14的长度与所述长臂302的宽度相同，所述第一方形楞141卡接入所述第一凹形槽132后，所述动挡板14的长度方向上的两端与所述长臂302的宽度方向上的两端对齐；所述定挡板15的长度与所述长臂302的宽度相同，所述定挡板方形楞151卡接入所述第二凹形槽133后，所述定挡板15的长度方向上的两端与所述长臂302的宽度方向上的两端对齐。

所述定挡板方形楞151设置在所述定挡板15的一表面中央，以使所述定挡板15的横截面呈“凸”字形。

所述螺杆12、所述动挡板螺纹孔142和所述底板螺纹孔131均设置有两个；所述动挡板方形楞141设置有两个。

所述第一凹形槽132的横截面与所述第二凹形槽133的横截面为长和宽相等的矩形。

以2×2芯模模具3为例，2×2芯模模具3包含四个所述角模块21、四个所述边模块22和一个所述第三模块23，四个所述角模块21分别位于整个2×2芯模模具3的第一行第一列、第一行第三列、第三行第一列和第三行第三列，且关于模具3中心呈中心对称放置，四个所述边模块22分别位于整个2×2芯模模具3的第一行第二列、第二行第一列、第二行第三列和第三行第二列，且相对于模具3中心呈中心对称放置，一个所述中心模块23位于整个2×2芯模模具3的第二行第二列，四个所述角模块21的端面、四个所述边模块22的端面和一个所述第三模块23的端面相互重合，四个所述角模块21的所述角模块方形楞214、四个所述边模块22的所述边模块方形楞225和一个所述中心模块23的所述中心模块方形楞234卡接入所述第一凹形槽132内，通过动挡板14和定挡板15，在螺杆12的作用下装配锁紧形成所述2×2芯模模具。

Claims (10)

1.一种用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述的组合模具包括锁紧机构(1)和芯模模具(2)，其中，

所述锁紧机构(1)包括手柄(11)、螺杆(12)、底板(13)、动挡板(14)和定挡板(15)，其中

所述底板(13)包括相互垂直一体结构的短臂(301)和长臂(302)，使所述底板(13)的纵截面成“﹂”形，所述短臂(301)设置有沿所述长臂(302)的长度方向贯通的一个或多个底板螺纹孔(131)，所述长臂(302)的上表面等间距设置有多个第一凹形槽(132)，所述第一凹形槽(132)起始于所述短臂(301)和所述长臂(302)的相交处，且沿所述长臂(302)的长度方向延伸至所述长臂(302)的末端，在所述长臂(302)的上表面靠近所述长臂(302)的末端处，沿所述长臂(302)的宽度方向设置有第二凹形槽(133)，

所述动挡板(14)的一表面上设置有深度相等的一个或多个动挡板螺纹孔(142)，与设置所述动挡板螺纹孔(142)的表面相邻的表面上设置有一个或多个动挡板方形楞(141)，所述动挡板方形楞(141)沿所述动挡板(14)的宽度方向设置，所述动挡板方形楞(141)与相对应的所述第一凹形槽(132)相配合，以使所述动挡板(14)可拆卸连接于所述底板(13)上，

所述动挡板螺纹孔(142)与所述底板螺纹孔(131)数量相同，所述动挡板方形楞(141)卡接入所述第一凹形槽(132)后，所述动挡板螺纹孔(142)和相对应的所述底板螺纹孔(131)位于沿所述长臂(302)的长度方向的同一直线上，所述螺杆(12)与所述底板螺纹孔(131)、所述动挡板螺纹孔(142)相配合，所述螺杆(12)的一端设置有手柄(11)，所述螺杆(12)的另一端穿过所述底板螺纹孔(131)，并与所述动挡板螺纹孔(142)连接，用以调节所述动挡板(14)在所述底板(13)上沿所述长臂(302)的长度方向上的位置，

在所述定挡板(15)的一表面上，沿所述定挡板(15)的长度方向设置有定挡板方形楞(151)，所述定挡板方形楞(151)与所述第二凹形槽(133)相配合，以使所述定挡板(15)可拆卸连接于所述底板(13)上，

所述芯模模具(2)可拆卸设置在底板(13)上，所述芯模模具(2)包括一组角模块(21)、一组边模块(22)和一组中心模块(23)，其中

所述角模块(21)的主体上方设置有开槽，开槽内形成从开槽上表面延伸至开槽下表面的第一矩形斜面(212)和两个第一直角梯形斜面(213)，所述第一矩形斜面(212)的两长边分别与两个所述第一直角梯形斜面(213)的斜边相接，且所述第一矩形斜面(212)与两个所述第一直角梯形斜面(213)间均形成夹角，所述第一矩形斜面(212)的一短边与所述角模块(21)的开槽下表面形成第一三角形平面(211)，所述角模块(21)的主体下方设置有角模块方形楞(214)，所述的角模块方形楞(214)与所述第一凹形槽(132)相配合；

所述边模块(22)的主体上方设置有开槽，开槽内形成从开槽上表面延伸至开槽下表面的两个第二矩形斜面(222)、第二等腰梯形斜面(223)和两个第二直角梯形斜面(224)，所述第二等腰梯形斜面(223)的两斜边分别与两个所述第二矩形斜面(222)的一长边相接，两个所述第二矩形斜面(222)另一长边分别与两个所述第二直角梯形斜面(224)的斜边相接，且各斜面之间形成夹角，两个所述第二矩形斜面(222)的一短边分别与所述边模块(22)的开槽下表面形成一第二三角形平面(221)，所述边模块(22)的主体下方设置有边模块方形楞(225)，所述的边模块方形楞(225)与所述第一凹形槽(132)相配合；

所述中心模块(23)的主体上方设置有凸台，凸台形成从其上表面伸至下表面的多个第三矩形斜面(232)和多个第三等腰梯形斜面(233)，所述第三矩形斜面(232)与所述第三等腰梯形斜面(233)交替设置，所述第三矩形斜面(232)的长边与所述第三等腰梯形斜面(233)的斜边相接，每个所述第三矩形斜面(232)的一短边与凸台的下表面均形成一第三三角形平面(231)，所述中心模块(23)的主体下方设置有中心模块方形楞(234)，所述的中心模块方形楞(234)与所述第一凹形槽(132)相配合，

多个所述角模块(21)的所述角模块方形楞(214)、多个所述边模块(22)的所述边模块方形楞(225)和多个所述中心模块(23)的所述中心模块方形楞(234)卡接入所述第一凹形槽(132)内，以形成所述芯模模具。

2.根据权利要求1所述的用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述角模块方形楞(214)以相互垂直的两种方向分别设置于不同的所述角模块(21)的主体下方，以使所述角模块方形楞(214)卡接入所述第一凹形槽(132)后，所述角模块(21)的开槽的方向不同；所述边模块方形楞(225)以相互垂直的两种方向分别设置于不同的所述边模块(22)的主体下方，以使所述边模块方形楞(225)卡接入所述第一凹形槽(132)后，所述边模块(22)的开槽的方向不同。

3.根据权利要求1或2所述的用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述动挡板(14)的长度与所述长臂(302)的宽度相同，所述第一方形楞(141)卡接入所述第一凹形槽(132)后，所述动挡板(14)的长度方向上的两端与所述长臂(302)的宽度方向上的两端对齐；所述定挡板(15)的长度与所述长臂(302)的宽度相同，所述定挡板方形楞(151)卡接入所述第二凹形槽(133)后，所述定挡板(15)的长度方向上的两端与所述长臂(302)的宽度方向上的两端对齐。

4.根据权利要求1或2所述的用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述定挡板方形楞(151)设置在所述定挡板(15)的一表面中央，以使所述定挡板(15)的横截面呈“凸”字形。

5.根据权利要求3所述的用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述定挡板方形楞(151)设置在所述定挡板(15)的一表面中央，以使所述定挡板(15)的横截面呈“凸”字形。

6.根据权利要求1、2或5所述的用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述螺杆(12)、所述动挡板螺纹孔(142)和所述底板螺纹孔(131)均设置有两个；所述动挡板方形楞(141)设置有两个。

7.根据权利要求3所述的用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述螺杆(12)、所述动挡板螺纹孔(142)和所述底板螺纹孔(131)均设置有两个；所述动挡板方形楞(141)设置有两个。

8.根据权利要求4所述的用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述螺杆(12)、所述动挡板螺纹孔(142)和所述底板螺纹孔(131)均设置有两个；所述动挡板方形楞(141)设置有两个。

9.根据权利要求1、2、5、7或8所述的用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述第一凹形槽(132)的横截面与所述第二凹形槽(133)的横截面为长和宽相等的矩形。

10.根据权利要求6所述的用于成型水溶性金字塔点阵芯模的组合模具，其特征在于，所述第一凹形槽(132)的横截面与所述第二凹形槽(133)的横截面为长和宽相等的矩形。