CN111267327A - 蒙皮拉伸成形模具及其制作方法 - Google Patents

蒙皮拉伸成形模具及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于工艺装备设计及制造的技术领域，具体涉及一种蒙皮拉伸成形模具及其制作方法。其中，蒙皮拉伸成形模具包括木质结构框架、环氧树脂‑滑石粉表面和环氧树脂‑玻璃微珠填充体；其中，木质结构框架设置于蒙皮拉伸成形模具的四周及底面，环氧树脂‑滑石粉表面设置于蒙皮拉伸成形模具的顶面，木质结构框架和环氧树脂‑滑石粉表面形成中空空间，该中空空间由环氧树脂‑玻璃微珠填充体填充。本发明提供的蒙皮拉伸成形模具及其制作方法，其工艺操作流程简单，填料来源广泛，相对成本较低、相对重量较轻，方便蒙皮零件拉伸成形过程中加工使用。

Description

蒙皮拉伸成形模具及其制作方法
技术领域
本发明属于工艺装备设计及制造的技术领域，具体涉及一种蒙皮拉伸成形模具及其制作方法。
背景技术
蒙皮拉伸成形模具的设计与制造是航空工艺装备中的关键技术之一。当前，制造飞机蒙皮拉伸成形模具通常采用环氧胶砂(环氧树脂+石英砂)作为胎体材料，其填充成后的拉形模具重量过大，生产成本上升，给加工、使用、运输、保管、存放带来一系列的困难。因此，研制一种具有较好强度和刚度、成本低、质量轻的新材料制蒙皮拉伸成形模具具有重要的理论意义和实际价值。
发明内容
本发明的目的是针对飞机蒙皮零件拉伸成形过程中所使用的坯料模具工艺特点，提供一种具有较好强度和刚度、成本低、质量轻新材料制蒙皮拉伸成形模具及其制作方法。
为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
一种蒙皮拉伸成形模具，所述的蒙皮拉伸成形模具包括木质结构框架1、环氧树脂-滑石粉表面2和环氧树脂-玻璃微珠填充体3；其中，所述的木质结构框架1设置于蒙皮拉伸成形模具的四周及底面，环氧树脂-滑石粉表面2设置于蒙皮拉伸成形模具的顶面，木质结构框架1和环氧树脂-滑石粉表面2形成中空空间，该中空空间由环氧树脂-玻璃微珠填充体3填充；
其中，所述的环氧树脂-滑石粉表面2由滑石粉、E44环氧树脂、593固化剂按质量比为50：33：17比例混合配制获得；所述的环氧树脂-玻璃微珠填充体3由质量份数E44环氧树脂100份、650固化剂10份、593固化剂15份和H46型空心玻璃微珠108份混合配制获得。
另一方面，本发明提供了一种上述的蒙皮拉伸成形模具的制备方法，所述的方法包括以下步骤：
1)根据所选蒙皮零件拉伸成形模具数模刻制模具的木质结构框架1，木质结构框架1的外形与蒙皮零件型面一致；
2)制作环氧树脂-玻璃微珠填充体3：
2.1)按照配方称取各原料，各原料质量份数为：E44环氧树脂100份，650固化剂10份，593固化剂15份，H46型空心玻璃微珠108份；
2.2)将650固化剂和593固化剂混合均匀后加入到E44环氧树脂中，进行充分搅拌配制成均一的树脂胶液；
2.3)将步骤2.2)中获得的树脂胶液分批逐渐加入到H46型空心玻璃微珠中，期间不断翻转搅拌以使树脂胶液和H46型空心玻璃微珠充分混合，获得环氧树脂-玻璃微珠填充体3；
3)将步骤2)获得的环氧树脂-玻璃微珠填充体3填入到木质结构框架1中，充分压实，在室温条件下进行固化得到蒙皮拉伸成形模具的基体；
4)经步骤3)填充完成后，在室温下固化18-30小时，待环氧树脂-玻璃微珠填充体3固化完全以后，将滑石粉、E44环氧树脂、593固化剂按质量比50：33：17比例配合制备成环氧腻子，涂覆在步骤3)中环氧树脂-玻璃微珠填充体3的上层，制备模具型面，即环氧树脂-滑石粉表面2，环氧树脂-滑石粉表面2厚度为40-60mm；
5)按照蒙皮拉伸成形模的制备标准和数模型面要求，采用5坐标数控铣床对填充好的蒙皮拉伸成形模具的型面进行精铣，使蒙皮拉伸成形模具的型面达到要求，并制备各种工艺孔，完成蒙皮拉伸成形模具的制备。
在一个具体的实施方案中，在步骤3)中，为保证固化过程中热量的充分释放，减少蒙皮拉伸成形模具热应力的产生，将步骤2)获得的环氧树脂-玻璃微珠填充体3分3-4次加入到木质结构框架中1，每次间隔不少于30min。
本发明的效果和益处是：
本发明提供的蒙皮拉伸成形模具所采用的H46型玻璃微珠是一种性能优异的新型轻质材料，具有质量轻、体积大、耐磨、耐腐蚀、抗压强度高、分散性和流动性强、化学稳定性好等特点，可直接填充于绝大部分类型的热固性、热塑性树脂产品中，起到减轻产品重量，降低成本，消除产品内应力确保尺寸稳定性，提高抗压、抗冲击性、耐火度、隔音隔热性、绝缘性等作用。本发明提供的蒙皮拉伸成形模具的制作方法，其工艺操作流程简单，填料来源广泛，相对成本较低、相对重量较轻，方便蒙皮零件拉伸成形过程中加工使用。
附图说明
图1为蒙皮拉伸成形模具立体图；
图2为蒙皮拉伸成形模具主视图；
图3为模具木质结构外框示意图。
图中：1木质结构框架；2环氧树脂-滑石粉表面；3环氧树脂-玻璃微珠填充体。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。
图1为蒙皮拉伸成形模具立体图；图2为蒙皮拉伸成形模具主视图；图3为模具木质结构外框示意图。参见图1至图3，在本实施例中，蒙皮拉伸成形模具包括木质结构框架1、环氧树脂-滑石粉表面2和环氧树脂-玻璃微珠填充体3。其中，木质结构框架1设置于蒙皮拉伸成形模具的四周及底面，环氧树脂-滑石粉表面2设置于蒙皮拉伸成形模具的顶面，木质结构框架1和环氧树脂-滑石粉表面2形成中空空间，该中空空间由环氧树脂-玻璃微珠填充体3填充。
蒙皮拉伸成形模具的制备方法，其包括以下步骤：
1)根据所选蒙皮零件拉伸成形模具数模刻制模具的木质结构框架1，木质结构框架1的外形与蒙皮零件型面一致。
2)制作环氧树脂-玻璃微珠填充体3：
2.1)按照工艺配方称取各种原料，具体配方为：E44环氧树脂100份，650固化剂10份，593固化剂15份，H46型空心玻璃微珠108份(以上均为质量份数)；
2.2)首先将650固化剂和593固化剂混合均匀后加入到E44环氧树脂中，进行充分搅拌配制成均一的树脂胶液；
2.3)将步骤2.2)中获得的树脂胶液分批逐渐加入到H46型空心玻璃微珠中，期间不断翻转搅拌以使树脂胶液和H46型空心玻璃微珠充分混合，成为密实的可塑性固态物质，即环氧树脂-玻璃微珠填充体3。
3)将步骤2)获得的环氧树脂-玻璃微珠填充体3填入到木质结构框架1当中，充分压实，在室温条件下进行固化得到蒙皮拉伸成形模具的基体；具体地，为了保证固化过程中热量的充分释放，减少蒙皮拉伸成形模具热应力的产生，步骤2)获得的环氧树脂-玻璃微珠填充体3分3-4次加入到木质结构框架中1，每次间隔不少于30min。
4)经步骤3)填充完成后，在室温下固化一天左右的时间，待环氧树脂-玻璃微珠填充体3固化完全以后，将滑石粉、E44环氧树脂、593固化剂按质量比50：33：17比例配合制备成环氧腻子，涂覆在步骤3)中环氧树脂-玻璃微珠填充体3的上层，制备模具型面，即环氧树脂-滑石粉表面2，此层材料厚度大约为50mm。
5)按照蒙皮拉伸成形模的制备标准和数模型面要求，采用5坐标数控铣床对填充好的蒙皮拉伸成形模具型面进行精铣，使蒙皮拉伸成形模具的型面达到要求，并制备各种工艺孔，完成蒙皮拉伸成形模具的制备。
以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (3)

1.一种蒙皮拉伸成形模具，其特征在于，所述的蒙皮拉伸成形模具包括木质结构框架(1)、环氧树脂-滑石粉表面(2)和环氧树脂-玻璃微珠填充体(3)；其中，所述的木质结构框架(1)设置于蒙皮拉伸成形模具的四周及底面，环氧树脂-滑石粉表面(2)设置于蒙皮拉伸成形模具的顶面，木质结构框架(1)和环氧树脂-滑石粉表面(2)形成中空空间，该中空空间由环氧树脂-玻璃微珠填充体(3)填充；
其中，所述的环氧树脂-滑石粉表面(2)由滑石粉、E44环氧树脂、593固化剂按质量比50：33：17比例混合配制获得；所述的环氧树脂-玻璃微珠填充体(3)由质量份数为E44环氧树脂100份、650固化剂10份、593固化剂15份和H46型空心玻璃微珠108份混合配制获得。
2.一种如权利要求1所述的蒙皮拉伸成形模具的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
1)根据所选蒙皮零件拉伸成形模具数模刻制模具的木质结构框架(1)，木质结构框架(1)的外形与蒙皮零件型面一致；
2)制作环氧树脂-玻璃微珠填充体(3)：
2.1)按照配方称取各原料，各原料质量份数为：E44环氧树脂100份，650固化剂10份，593固化剂15份，H46型空心玻璃微珠108份；
2.2)将650固化剂和593固化剂混合均匀后加入到E44环氧树脂中，进行充分搅拌配制成均一的树脂胶液；
2.3)将步骤2.2)中获得的树脂胶液分批逐渐加入到H46型空心玻璃微珠中，期间不断翻转搅拌以使树脂胶液和H46型空心玻璃微珠充分混合，获得环氧树脂-玻璃微珠填充体(3)；
3)将步骤2)获得的环氧树脂-玻璃微珠填充体(3)填入到木质结构框架(1)中，充分压实，在室温条件下进行固化得到蒙皮拉伸成形模具的基体；
4)经步骤3)填充完成后，在室温下固化18-30小时，待环氧树脂-玻璃微珠填充体(3)固化完全以后，将滑石粉、E44环氧树脂、593固化剂按质量比50：33：17比例配合制备成环氧腻子，涂覆在步骤3)中环氧树脂-玻璃微珠填充体(3)的上层，制备模具型面，即环氧树脂-滑石粉表面(2)，环氧树脂-滑石粉表面(2)厚度为40-60mm；
5)按照蒙皮拉伸成形模的制备标准和数模型面要求，采用5坐标数控铣床对填充好的蒙皮拉伸成形模具的型面进行精铣，使蒙皮拉伸成形模具的型面达到要求，并制备各种工艺孔，完成蒙皮拉伸成形模具的制备。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，在步骤3)中，为保证固化过程中热量的充分释放，减少蒙皮拉伸成形模具热应力的产生，将步骤2)获得的环氧树脂-玻璃微珠填充体(3)分3-4次加入到木质结构框架中(1)，每次间隔不少于30min。
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