CN110561790A - 一种预浸料热模压成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热模压成型技术领域，尤其涉及一种预浸料热模压成型装置，包括支架和模具，支架包括下基座框架、侧框架和上框架，上框架的一端与侧框架滑动连接；模具固定在支架上，模具包括横梁、上模具和下模具；下模具与上模具均分段设置，段与段之间的距离满足每段模具热胀冷缩的尺寸精度要求；横梁两端设置有限位滚轮组件，侧框架朝向横梁的内侧设置有竖直导向件，限位滚轮组件滑动设置在竖直导向件上。本发明通过上框架一端滑动设置，克服了支架硬连接导致的变形，通过将固定上模具的横梁两端的横向可移动设置，减少了模具压接过程中的变形，同时通过将上下模具分段设置，减少了模具之间的变形，减少了由于热胀冷缩对产品造成的影响。

Description

一种预浸料热模压成型装置

技术领域

本发明涉及热模压成型技术领域，尤其涉及一种预浸料热模压成型装置。

背景技术

预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料。预浸料可的成型工艺主要有真空袋压工艺、热压罐工艺、缠绕成型工艺、模压工艺。然而在对预浸料使用热模压工艺进行加工时，不论是模具的机架亦或是模具本身，都受到环境温度的影响，尤其是客机复合材料帽型长桁零件，因复合材料构件的结构形式、服役载荷和使用环境皆相当复杂，微小的缺陷经跨层次的蔓延生长可导致构件的失效，故其安全性和可靠性是应用中首要考虑的内容。

然而由于模具的机架和模具本身受到热胀冷缩影响时，无论是机架本身，还是模具，都会发生一定量的变形。现有技术中，对机架及模具热胀冷缩造成的变形尚找到合适的方案，对于变形造成误差，只能计入产品合格裕量内，因此热胀冷缩对产品的安全性和可靠性造成了无法避免的影响。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种预浸料热模压成型装置，使其更具有实用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种预浸料热模压成型装置，减少机架及模具由于热胀冷缩对产品造成的影响。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种预浸料热模压成型装置，包括支架和模具，所述支架包括下基座框架、侧框架和上框架；所述侧框架固定在所述下基座框架的两端，所述上框架与两所述侧框架连接，且所述上框架的一端与所述侧框架滑动连接；

所述模具固定在所述支架上，所述模具包括横梁、上模具和下模具；所述上框架上固定有与所述横梁连接的升降驱动装置，所述上模具固定在所述横梁上，且朝向所述下模具相对设置，所述下模具固定在所述下基座框架上，所述下模具与所述上模具均分段设置，段与段之间的距离满足每段模具热胀冷缩的尺寸精度要求；

所述横梁两端设置有限位滚轮组件，所述侧框架朝向所述横梁的内侧设置有竖直导向件，所述限位滚轮组件滑动设置在所述竖直导向件上，且所述滚轮组件伸入所述竖直导向件的不小于所述横梁发生热胀冷缩的距离。

优选的，所述限位滚轮组件包括固定板和滚轮，所述固定板固定在所述横梁的两端，所述滚轮转动固定在所述固定板上，所述滚轮设置有多组，所述竖直导向件设置在多组所述滚轮之间。

优选的，所述上框架的一端固定有滑动件，所述侧框架的顶部固定有支撑件，所述支撑件上设置有滑移通道，所述滑移通道的方向与所述上框架的长度方向平行，所述滑动件穿入所述滑移通道内，在所述上框架热胀冷缩时，所述滑动件在所述滑移通道内移动。

优选的，所述滑移通道的内壁上转动设置有滚动轮，所述滚动轮与所述滑动件滚动接触，以减轻所述滑动件移动时的阻力。

优选的，每段所述上模具的下表面上还设置有缩缝，所述缩缝的延伸方向与所述上模具的长度方向垂直设置，且均布于所述上模具的下表面。

优选的，每段所述下模具均采用中间固定、两端滑动设置的方式固定在所述下基座框架上。

优选的，所述下模具底部设置有固定块和滑移组件，所述固定块固定在所述下模具的中间位置处，所述滑移组件设置有至少两组，且沿所述下模具的长度方向固定在所述固定块的两侧，所述滑移组件包括滑动块和滑动轨道，所述滑动块滑动设置在所述滑动轨道上。

优选的，所述下模具进一步包括下模板和加热板，所述下模板与所述加热板通过导向销块组件连接，所述导向销块组件包括导正销、纵向导向块和横向导向块，所述导正销固定在所述下模板或加热板其中一之一的面上，所述纵向导向块和横向导向块对应固定在所述下模板或加热板的另一面上，所述纵向导向块内设置有沿所述下模板宽度方向延伸的一字孔，且固定在所述下模板或者加热板的中间位置处，所述横向导向块上设置有沿所述下模板长度方向延伸的一字孔，且故在所述纵向导向块的两侧。

本发明的有益效果为：本发明通过上框架一端滑动设置，克服了现有技术中支架硬连接导致的变形，通过将固定上模具的横梁两端的横向可移动设置，减少了现有技术中模具压接过程中的变形，同时通过将上下模具分段设置，减少了模具之间的变形，减少了由于热胀冷缩对产品造成的影响。

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，下面将对实施例或现有技术描述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中记载的一些实施例，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为本发明实施例中预浸料热模压成型装置的主视图；

图2为本发明实施例中图1的A处局部放大图；

图3为本发明实施例中滚轮组件与竖直导向件的结构示意图；

图4为本发明实施例中图1的B处局部放大图；

图5为本发明实施例中图4的侧视图；

图6为本发明实施例中一段上模具的结构示意图；

图7为本发明实施例中下模具与下基座框架的安装结构示意图；

图8为本发明实施例一段下模具的结构示意图；

图9为本发明实施例中下模板与加热板的爆炸结构示意图；

图10为本发明实施例中图9的C处局部放大图；

图11为本发明实施例中图9的D处局部放大图。

附图标记：10-支架、11-下基座框架、12-侧框架、13-上框架、20-模具、21-横梁、22-上模具、23-下模具、30-升降驱动装置、120-支撑件、121-竖直导向件、122-滑移通道、123-滚动轮、131-滑动件、210-滚轮组件、211-固定板、212-滚轮、221-缩缝、231-固定块、232-滑移组件、233-下模板、234-加热板、235-导向销块组件、2351-导正销、2352-纵向导向块、2353-横向导向块。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示的预浸料热模压成型装置，包括支架10和模具20，支架10包括下基座框架11、侧框架12和上框架13；侧框架12固定在下基座框架11的两端，上框架13与两侧框架12连接，且上框架13的一端与侧框架12滑动连接；这里需要指出的是，上框架13的一端与侧框架12滑动连接是指自由连接，两者可以是滑动摩擦，例如通过滑块与滑轨滑动摩擦，也可以是滚动摩擦，例如小车与轨道，两者滑动连接的目的在于消除由于上框架13的热胀冷缩造成的上框架13的自身变形，通过在上框架13的热胀冷缩方向（长度方向）上留出热胀冷缩裕度，从而防止了上框架13由于硬连接导致的变形，而防止了框架13的变形则提高了模具压合的平整度，提高了产品的一致性。

模具20固定在支架10上，模具包括横梁21、上模具22和下模具23；上框架13上固定有与横梁21连接的升降驱动装置30，上模具22固定在横梁21上，且朝向下模具23相对设置，下模具23固定在下基座框架11上，下模具23与上模具22均分段设置，段与段之间的距离满足每段模具热胀冷缩的尺寸精度要求；如图1中所示，上模具22与下模具23在长度方向上均分为三段设置，段与段之间设置间隔的作用在于防止模具自身由于受热膨胀而产生的鼓起，这种鼓起会导致产品下压时厚度变薄，从而影响产品性能。

如图2所示，横梁21两端设置有限位滚轮组件210，侧框架12朝向横梁21的内侧设置有竖直导向件121，限位滚轮组件210滑动设置在竖直导向件121上，且滚轮组件210伸入竖直导向件121的不小于横梁21发生热胀冷缩的距离。限位滚轮组件210的作用一方面在于为横梁上下移动时导向，另一方面在横梁21热胀冷缩时保证限位滚轮组件210一直处于竖直导向件121的限制范围内而不脱轨，从而竖直导向件121既可以为横梁21的上下移动导向，又给横梁21在长度方向上的移动留出裕度，防止横梁21的脱轨或者变形。

具体的，如图3所示，限位滚轮组件210包括固定板211和滚轮212，固定板211固定在横梁21的两端，滚轮212转动固定在固定板211上，滚轮212设置有多组，竖直导向件121设置在多组滚轮212之间。滚轮212的轴向与固定板211垂直，两滚轮212在横向的最小间距大于竖直导向件121的宽度，且滚轮212的轴向尺寸与竖直导向件121厚度方向重叠的尺寸大于横梁21的热胀冷缩量，从而保证横梁21不脱轨也不变形。

请参照图3，作为上述实施例的优选，上框架13的一端固定有滑动件131，侧框架12的顶部固定有支撑件120，支撑件120上设置有滑移通道122，滑移通道122的方向与上框架13的长度方向平行，滑动件131穿入滑移通道122内，在上框架13热胀冷缩时，滑动件131在滑移通道122内移动。滑动件131伸入至支撑件120的滑移通道122内，通过滑动件131与滑移通道122的滑动接触，使得上框架13可以自由的进行伸缩，这里需要指出的是，如图1所示，上框架13的另一端铰接在另一侧的侧框架12上，由于上框架13在热胀冷缩的时候，其自身也会发生一些高度方向的变化，若采用硬连接，上框架13反复热胀冷缩容易导致硬连接处产生裂纹，甚至导致安全事故，因此本发明实施例中采用一端铰接一端自由连接的方式。

进一步的，如图5所示，为了减轻滑动件131在滑移通道122内的摩擦力，滑移通道122的内壁上转动设置有滚动轮123，滚动轮123与滑动件131滚动接触，以减轻滑动件131移动时的阻力。通过将滑动摩擦更改为滚动摩擦，大大减少了滑动件131移动的阻力。

如图6所示，每段上模具22的下表面上还设置有缩缝221，缩缝221的延伸方向与上模具22的长度方向垂直设置，且均布于上模具22的下表面。缩缝221的设置进一步防止了上模具22受热自身产生的变形，由于预浸料为复合材料编织物，而且缩缝221的尺寸较小，不会影响预浸料的成型，在上模具22加热后，由于受热膨胀，缩缝221被膨胀量几乎填平，然后再进行下压，对预浸料的影响比较小，有利于提高预浸料成型的平整性。

请参照图7和图8，下模具23采用分段式固定，此外，每段下模具23均采用中间固定、两端滑动设置的方式固定在下基座框架11上。

具体的，如图8所示，下模具23底部设置有固定块231和滑移组件232，固定块231固定在下模具23的中间位置处，滑移组件232设置有至少两组，且沿下模具23的长度方向固定在固定块231的两侧，滑移组件232包括滑动块和滑动轨道，滑动块滑动设置在滑动轨道上。滑动块固定在下基座框架11上，而滑动轨道固定在下模具上，通过这种结构设置，使得下模具23自身能够自由的进行热胀冷缩而不会在水平方向上产生鼓起。

请参照图9至图11，下模具23进一步包括下模板233和加热板234，下模板233与加热板234通过导向销块组件235连接，导向销块组件235包括导正销2351、纵向导向块2352和横向导向块2353，导正销2351固定在下模板233或加热板234其中一之一的面上，纵向导向块2352和横向导向块2353对应固定在下模板233或加热板234的另一面上，纵向导向块2352内设置有沿下模板233宽度方向延伸的一字孔，且固定在下模板233或者加热板234的中间位置处，横向导向块2353上设置有沿下模板233长度方向延伸的一字孔，且故在纵向导向块2352的两侧。通过固定在中间的纵向导向块2352限定，下模板233在长度方向上被固定，而两侧横向导向块2353的设置，将下模板233在宽度方向上被限制，这种设置使得下模板233只能在长度方向上横向导向块233的一字孔内移动，使得加热板234与下模板233之间可以产生相对位移，不会由于加热板234与下模板233之间由于热胀冷缩变化量不同导致的相对变形，相比现有技术中的螺栓固定，避免了加热板234与下模板233之间由于各自伸缩量不同导致的弯曲，提高了产品成型的质量。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种预浸料热模压成型装置，其特征在于，包括支架（10）和模具（20），所述支架（10）包括下基座框架（11）、侧框架（12）和上框架（13）；所述侧框架（12）固定在所述下基座框架（11）的两端，所述上框架（13）与两所述侧框架（12）连接，且所述上框架（13）的一端与所述侧框架（12）滑动连接；

所述模具（20）固定在所述支架（10）上，所述模具包括横梁（21）、上模具（22）和下模具（23）；所述上框架（13）上固定有与所述横梁（21）连接的升降驱动装置（30），所述上模具（22）固定在所述横梁（21）上，且朝向所述下模具（23）相对设置，所述下模具（23）固定在所述下基座框架（11）上，所述下模具（23）与所述上模具（22）均分段设置，段与段之间的距离满足每段模具热胀冷缩的尺寸精度要求；

所述横梁（21）两端设置有限位滚轮组件（210），所述侧框架（12）朝向所述横梁（21）的内侧设置有竖直导向件（121），所述限位滚轮组件（210）滑动设置在所述竖直导向件（121）上，且所述滚轮组件（210）伸入所述竖直导向件（121）的不小于所述横梁（21）发生热胀冷缩的距离。

2.根据权利要求1所述的预浸料热模压成型装置，其特征在于，所述限位滚轮组件（210）包括固定板（211）和滚轮（212），所述固定板（211）固定在所述横梁（21）的两端，所述滚轮（212）转动固定在所述固定板（211）上，所述滚轮（212）设置有多组，所述竖直导向件（121）设置在多组所述滚轮（212）之间。

3.根据权利要求1所述的预浸料热模压成型装置， 其特征在于，所述上框架（13）的一端固定有滑动件（131），所述侧框架（12）的顶部固定有支撑件（120），所述支撑件（120）上设置有滑移通道（122），所述滑移通道（122）的方向与所述上框架（13）的长度方向平行，所述滑动件（131）穿入所述滑移通道（122）内，在所述上框架（13）热胀冷缩时，所述滑动件（131）在所述滑移通道（122）内移动。

4.根据权利要求3所述的预浸料热模压成型装置，其特征在于，所述滑移通道（122）的内壁上转动设置有滚动轮（123），所述滚动轮（123）与所述滑动件（131）滚动接触，以减轻所述滑动件（131）移动时的阻力。

5.根据权利要求1所述的预浸料热模压成型装置，其特征在于，每段所述上模具（22）的下表面上还设置有缩缝（221），所述缩缝（221）的延伸方向与所述上模具（22）的长度方向垂直设置，且均布于所述上模具（22）的下表面。

6.根据权利要求1所述的预浸料热模压成型装置，其特征在于，每段所述下模具（23）均采用中间固定、两端滑动设置的方式固定在所述下基座框架（11）上。

7.根据权利要求6所述的预浸料热模压成型装置，其特征在于，所述下模具（23）底部设置有固定块（231）和滑移组件（232），所述固定块（231）固定在所述下模具（23）的中间位置处，所述滑移组件（232）设置有至少两组，且沿所述下模具（23）的长度方向固定在所述固定块（231）的两侧，所述滑移组件（232）包括滑动块和滑动轨道，所述滑动块滑动设置在所述滑动轨道上。

8.根据权利要求1所述的预浸料热模压成型装置，其特征在于，所述下模具（23）进一步包括下模板（233）和加热板（234），所述下模板（233）与所述加热板（234）通过导向销块组件（235）连接，所述导向销块组件（235）包括导正销（2351）、纵向导向块（2352）和横向导向块（2353），所述导正销（2351）固定在所述下模板（233）或加热板（234）其中一之一的面上，所述纵向导向块（2352）和横向导向块（2353）对应固定在所述下模板（233）或加热板（234）的另一面上，所述纵向导向块（2352）内设置有沿所述下模板（233）宽度方向延伸的一字孔，且固定在所述下模板（233）或者加热板（234）的中间位置处，所述横向导向块（2353）上设置有沿所述下模板（233）长度方向延伸的一字孔，且故在所述纵向导向块（2352）的两侧。