CN110450450A - 一种碳纤维复合材料冲压成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料冲压成型模具，包括：上模组件，以及与所述上模组件相匹配的下模组件，其中，所述上模组件包括：上模座，设于所述上模座底端的冲头组件，以及设于所述上模座与所述冲头组件之间的垫板；所述下模组件包括：下模座，固接于所述下模座顶端的卸料板，固接于所述卸料板上端的用于固定工件的固定组件，以及设于所述固定组件上端的下模板。本发明具有结构简单，对强度、硬度、精度等要求比较高，保证冲压的准确性与稳定性，材料利用率最大化，同时具有较高的加工效率的有益效果。

Description

一种碳纤维复合材料冲压成型模具

技术领域

本发明涉及模具技术领域。更具体地说，本发明涉及一种碳纤维复合材料冲压成型模具。

背景技术

近年来，碳纤维材料满足市场对材料的特性提出一定的要求，因此，应用碳纤维材料成为一种潮流。碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维复合材料耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性，铺层取向可以在很宽的范围进行调整；柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度；抗震性能好，具有较高的固有频率，同时复合材料集体纤维界面具有较大的吸收震动能量的能力，因而材料的阻尼较高；碳纤维的轴向强度和模量高，无蠕变，尺寸稳定性好；耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好；纤维的密度低，质量轻，X射线透过性好；具有良好的温敏性；但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。同时，碳纤维复合材料是一种难切削加工材料，它的脆性大、硬度高，加工时容易出现分层、撕裂、毛刺等问题。碳纤维复合材料是由质软而粘性大的基体和强度高、硬度大的纤维混合而成的二相或多相结构，其力学性能呈各向异性，机械加工条件比较恶劣。

根据目前的加工方式，切削加工碳纤维复合材料不易保证零件的轮廓表面精度，加工成本高，并对刀具损坏较大，有鉴于此实有必要开发一种碳纤维复合材料冲压成型模具解决上述问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料冲压成型模具，其结构简单，对强度、硬度、精度等要求比较高，保证冲压的准确性与稳定性，材料利用率最大化，同时通过冷却运水进行冷却，加快对碳纤维模具的冷却效率，提高生产质量，利用固定组件进行固定，便于冲头的更换及固定的更加牢固具有较高的加工效率，具有广阔的市场应用前景。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种碳纤维复合材料冲压成型模具，包括：上模组件，以及与所述上模组件相匹配的下模组件，

其中，所述上模组件包括：上模座，设于所述上模座底端的冲头组件，以及设于所述上模座与所述冲头组件之间的垫板；

所述下模组件包括：下模座，固接于所述下模座顶端的卸料板，固接于所述卸料板上端的用于固定工件的固定组件，以及设于所述固定组件上端的下模板。

优选的是，所述冲头组件包括：用于固定冲头的冲头固定板，与所述冲头固定板相固接的第一冲头和第二冲头，以及用于对所述第一冲头和所述第二冲头进行定位的定位组件；

其中，所述第一冲头、所述第二冲头及所述定位组件都至少设有1个。

优选的是，所述冲头固定板表面开设有第一固定孔和第二固定孔，所述冲头固定板的侧面开设有放置孔，所述第一冲头固接于所述第一固定孔内，所述第二冲头固接于所述第二固定孔内，所述定位组件设于所述放置孔内。

优选的是，所述定位组件包括：定位块，所述定位块的前端呈圆弧形，与所述定位块相固接的连接杆，以及设于所述连接杆外表面的复位弹簧。

优选的是，所述第一冲头内部开设有第三冷却运水，所述第一冲头的底端设有第三端部，所述第一冲头的表面开设有用于放置润滑剂的第二环形槽，所述第二环形槽至少设有一个，所述第一冲头的顶端表面开设有与所述定位块相匹配的第二定位孔；

优选的是，所述第二冲头内部开设有第一冷却运水及第二冷却运水，所述第一冷却运水与所述第二冷却运水相连通，所述第二冲头的底端设有第一端部及第二端部，所述第二冲头的表面开设有用于放置润滑剂的第一环形槽，所述第一环形槽至少设有一个，所述第二冲头的顶端表面开设有与所述定位块相匹配的第一定位孔。

优选的是，所述下模板表面开设有与所述第一冲头相匹配的第一模孔，还开设有与所述第二冲头相匹配的第二模孔。

优选的是，所述固定组件包括：固定块，其至少设有1个，且分别设有所述卸料板的左右两端，以及可活动的设于所述固定块的旁侧的挤压件，

其中，所述两固定块之间形成有放置工件的固定槽。

优选的是，所述上模座的四边角均设有导柱。

本发明至少包括以下有益效果：本发明提供了一种碳纤维复合材料冲压成型模具，其结构简单，对强度、硬度、精度等要求比较高，保证冲压的准确性与稳定性，材料利用率最大化，同时通过冷却运水进行冷却，加快对碳纤维模具的冷却效率，提高生产质量，利用固定组件进行固定，便于冲头的更换及固定的更加牢固，具有较高的加工效率，具有广阔的市场应用前景。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一实施例的结构示意图；

图2为本发明的一实施例的爆炸结构示意图；

图3为本发明的一实施例中冲头组件的结构示意图；

图4为本发明的一实施例中第二冲头的结构示意图；

图5为本发明的一实施例中第二冲头的剖视图；

图6为本发明的一实施例中第二冲头的另一视角的剖视图；

图7为本发明的一实施例中图5中A处的局部放大图；

图8为本发明的一实施例中第一冲头的结构示意图；

图9为本发明的一实施例中第一冲头的剖视图；

图10为本发明的一实施例中定位组件的结构示意图

图11为本发明的一实施例中固定组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接的关系，除非以其他方式明确地说明。

作为本发明一实施例，参考图1～10，本发明提供了一种纤维复合材料冲压成型模具，其包括：上模组件1，以及与所述上模组件1相匹配的下模组件2，

其中，所述上模组件1包括：上模座11，设于所述上模座11底端的冲头组件12，以及设于所述上模座11与所述冲头组件12之间的垫板13；

所述下模组件2包括：下模座24，固接于所述下模座24顶端的卸料板23，固接于所述卸料板23上端的用于固定工件的固定组件22，以及设于所述固定组件22上端的下模板21。

进一步，所述冲头组件12包括：用于固定冲头的冲头固定板121，与所述冲头固定板121相固接的第一冲头122和第二冲头123，以及用于对所述第一冲头122和所述第二冲头123进行定位的定位组件124；

其中，所述第一冲头122、所述第二冲头123及所述定位组件124都至少设有1个。

进一步，所述冲头固定板121表面开设有第一固定孔1211和第二固定孔1212，所述冲头固定板121的侧面开设有放置孔1213，所述第一冲头122固接于所述第一固定孔1211内，所述第二冲头123固接于所述第二固定孔1212内，所述定位组件124设于所述放置孔1213内。

进一步，所述定位组件124包括：定位块1241，所述定位块1241的前端呈圆弧形，与所述定位块1241相固接的连接杆1242，以及设于所述连接杆1242外表面的复位弹簧1243。

进一步，所述第一冲头122内部开设有第三冷却运水1221，在所述第一冲头122内部开设所述第三冷却运水1221，可加快对所述第一冲头122的冷却效率，提高生产质量，所述第一冲头122的底端设有第三端部1222，所述第三端部1222呈圆弧形，所述第一冲头122的表面开设有用于放置润滑剂的第二环形槽1223，所述第二环形槽1223至少设有一个，所述第二环形槽1223在竖直方向上延规则阵列，可以保证所述第一冲头122在使用过程中润滑效果好，避免了冲头在往复运动中对冲室的冲击磨损，延长其使用寿命，所述第一冲头122的顶端表面开设有与所述定位块1241相匹配的第二定位孔1224；

所述第二冲头123内部开设有第一冷却运水1231及第二冷却运水1232，所述第一冷却运水1231与所述第二冷却运水1232相连通，在所述第二冲头123内部开设所述第一冷却运水1231及所述第二冷却运水1232，可加快对所述第二冲头123的冷却效率，提高生产质量。所述第二冲头123的底端设有第一端部1233及第二端部1234，所述第二冲头123的表面开设有用于放置润滑剂的第一环形槽1235，所述第一环形槽1235至少设有一个，所述第一环形槽1235在竖直方向上延规则阵列，可以保证所述第二冲头123在使用过程中润滑效果好，避免了冲头在往复运动中对冲室的冲击磨损，延长其使用寿命，所述第二冲头123的顶端表面开设有与所述定位块1241相匹配的第一定位孔1236。

作为本发明一优选的实施方式，所述第一端部1233及所述第二端部1234的表面设有第一耐磨层1237，所述第三端部1222的表面设有第二耐磨层1225，所述第一耐磨层1237及所述第二耐磨层1225的厚度为2～4mm，所述第一耐磨层1237及所述第二耐磨层1225的的材质为氮化铬、氮化钛或两者的混合物。

所述第一端部1233的倾斜面与竖直方向的夹角为α，所述夹角α的大小为10°～30°，作为本发明一实施方式，所述夹角α的大小为10°，作为本发明另一实施方式，所述夹角α的大小为30°，作为本发明一优选的实施方式，所述夹角α的大小为25°。

所述第二端部1234的倾斜面与竖直方向的夹角为β，所述夹角β的大小为30°～45°。作为本发明一实施方式，所述夹角β的大小为30°，作为本发明另一实施方式，所述夹角β的大小为45°，作为本发明一优选的实施方式，所述夹角β的大小为40°。

进一步，所述下模板21表面开设有与所述第一冲头122相匹配的第一模孔211，还开设有与所述第二冲头123相匹配的第二模孔212。

所述固定组件22包括：固定块221，其至少设有1个，且分别设有所述卸料板23的左右两端，以及可活动的设于所述固定块221的旁侧的挤压件222，其中，所述两固定块221之间形成有放置工件的固定槽223，工件固定于所述固定槽223内，所述挤压件222从旁侧对工件进行固定，可使工件固定的更牢固。

进一步，所述上模座11的四边角均设有导柱14，所述上模座11的顶部设有第一进水口111、第一出水口112、第二进水口113及第二出水孔114，所述第一进水口111和所述第一出水口112与所述第一冷却运水1231相连通，所述第二进水口113及所述第二出水孔114与所述第三冷却运水1221相连通。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种碳纤维复合材料冲压成型模具，其特征在于，包括：上模组件(1)，以及与所述上模组件(1)相匹配的下模组件(2)，

其中，所述上模组件(1)包括：上模座(11)，设于所述上模座(11)底端的冲头组件(12)，以及设于所述上模座(11)与所述冲头组件(12)之间的垫板(13)；

所述下模组件(2)包括：下模座(24)，固接于所述下模座(24)顶端的卸料板(23)，固接于所述卸料板(23)上端的用于固定工件的固定组件(22)，以及设于所述固定组件(22)上端的下模板(21)。

2.如权利要求1所述的碳纤维复合材料冲压成型模具，其特征在于，所述冲头组件(12)包括：用于固定冲头的冲头固定板(121)，与所述冲头固定板(121)相固接的第一冲头(122)和第二冲头(123)，以及用于对所述第一冲头(122)和所述第二冲头(123)进行定位的定位组件(124)；

其中，所述第一冲头(122)、所述第二冲头(123)及所述定位组件(124)都至少设有1个。

3.如权利要求2所述的碳纤维复合材料冲压成型模具，其特征在于，所述冲头固定板(121)表面开设有第一固定孔(1211)和第二固定孔(1212)，所述冲头固定板(121)的侧面开设有放置孔(1213)，所述第一冲头(122)固接于所述第一固定孔(1211)内，所述第二冲头(123)固接于所述第二固定孔(1212)内，所述定位组件(124)设于所述放置孔(1213)内。

4.如权利要求2所述的碳纤维复合材料冲压成型模具，其特征在于，所述定位组件(124)包括：定位块(1241)，所述定位块(1241)的前端呈圆弧形，与所述定位块(1241)相固接的连接杆(1242)，以及设于所述连接杆(1242)外表面的复位弹簧(1243)。

5.如权利要求2所述的碳纤维复合材料冲压成型模具，其特征在于，所述第一冲头(122)内部开设有第三冷却运水(1221)，所述第一冲头(122)的底端设有第三端部(1222)，所述第一冲头(122)的表面开设有用于放置润滑剂的第二环形槽(1223)，所述第二环形槽(1223)至少设有一个，所述第一冲头(122)的顶端表面开设有与所述定位块(1241)相匹配的第二定位孔(1224)。

6.如权利要求2所述的碳纤维复合材料冲压成型模具，其特征在于，所述第二冲头(123)内部开设有第一冷却运水(1231)及第二冷却运水(1232)，所述第一冷却运水(1231)与所述第二冷却运水(1232)相连通，所述第二冲头(123)的底端设有第一端部(1233)及第二端部(1234)，所述第二冲头(123)的表面开设有用于放置润滑剂的第一环形槽(1235)，所述第一环形槽(1235)至少设有一个，所述第二冲头(123)的顶端表面开设有与所述定位块(1241)相匹配的第一定位孔(1236)。

7.如权利要求1所述的碳纤维复合材料冲压成型模具，其特征在于，所述下模板(21)表面开设有与所述第一冲头(122)相匹配的第一模孔(211)，还开设有与所述第二冲头(123)相匹配的第二模孔(212)。

8.如权利要求1所述的碳纤维复合材料冲压成型模具，其特征在于，所述固定组件(22)包括：固定块(221)，其至少设有1个，且分别设有所述卸料板(23)的左右两端，以及可活动的设于所述固定块(221)的旁侧的挤压件(222)，

其中，所述两固定块(221)之间形成有放置工件的固定槽(223)。

9.如权利要求1所述的碳纤维复合材料冲压成型模具，其特征在于，所述上模座(11)的四边角均设有导柱(14)。