CN112207526A - 一种复合材料热压罐成型模具及其制造方法 - Google Patents

一种复合材料热压罐成型模具及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，包括模具主体开粗，模具主体和焊接框架焊接以及模具整体去应力的工序，所述模具主体和焊接框架在焊接前先进行预热。通过上述方式，本发明能够降低在焊接时热影响区的温度差别，减小焊接热应力，从而减小了焊接后模具结构的变形量，提高了焊接后的模具尺寸的精确度，无需进行二次开粗和二次去应力，有效缩短了模具的制造周期和制造成本。

Description

一种复合材料热压罐成型模具及其制造方法
技术领域
本发明涉及模具制备技术领域，特别是涉及一种复合材料热压罐成型模具及其制造方法。
背景技术
近年来，随着汽车行业节能减排需求的提高，碳纤维因具有增强、减重的高性能而被用于与钢板共同制作汽车零部件。由于热压罐成型工艺产品的质量较高，现有碳纤维复合材料大都采用热压罐成型工艺制备，而模具是影响制品成型性能优劣的关键因素之一。
现有的复合材料热压罐成型模具，为满足热压罐成型过程中的温度均匀性的要求，通常将模具做成薄壁型式，底部支撑焊接框架，如图1所示。这种复合材料热压罐成型模具主要分为两部分：模具主体和焊接框架。其中，模具主体与焊接框架通过焊接的方式结合在一起。
现有的上述薄壁型热压罐成型模具的制造方法包括：1.模具主体开粗，2.常温条件下模具主体与焊接框架进行焊接，3.模具整体去应力，4.模具二次开粗，5.模具二次去应力，及后续精加工处理。上述模具制造方法存在如下缺点：模具主体和焊接框架在常温下焊接，焊接应力大，导致模具结构变形量大，焊接后需要进行二次开粗和二次去应力，整个操作工序较多，加工周期较长，加工费用高，不利于模具的开发及结构改进。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，能够解决现有复合材料热压罐成型模具的开发周期长的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，包括模具主体开粗，模具主体和焊接框架焊接以及焊接后的模具整体去应力的工序，所述模具主体和焊接框架在焊接前先进行预热。
在本发明一个较佳实施例中，所述预热的温度为100～200℃。
在本发明一个较佳实施例中，所述制造方法还包括模具半精加工和模具精加工的工序。
在本发明一个较佳实施例中，所述制造方法还包括模具配模的工序。
在本发明一个较佳实施例中，所述制造方法还包括模具检验的工序。
在本发明一个较佳实施例中，采用所述的制造方法加工而成。
本发明的有益效果是：本发明一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，通过模具主体和焊接框架在焊接前先进行预热的工序设计，降低了在焊接时热影响区的温度差别，减小焊接热应力，从而减小了焊接后模具结构的变形量，提高了焊接后的模具尺寸的精确度，无需进行二次开粗和二次去应力，有效缩短了模具的制造周期和制造成本。
附图说明
图1是复合材料热压罐成型模具的剖视结构示意图；
图2是本发明的工艺流程示意图；
附图中各部件的标记如下：1.模具主体，2.焊接框架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1和图2，本发明实施例包括：
本发明揭示了一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，所述成型模具适用于成型碳纤维复合材料汽车零部件，所述制造方法包括如下工序：
（1）模具主体开粗；
（2）将模具主体1和焊接框架2放置于加热炉内，预热至150℃，预热结束后，从加热炉中取出并立即进行焊接，使模具主体焊接在所述焊接框架上，形成一个整体；
在焊接前先预热具有如下优点：1、减少了模具主体和焊接框架的淬硬倾向，从而防止在焊接过程中产生裂纹；2、减少焊接时热影响区的温度差别，有利于减少焊接应力；3、降低焊接后的冷却速度。
（3）对焊接后的模具整体去应力，具体去应力方法同本领域现有的去应力方法；
去应力的作用为：1、去除由于机械加工及焊接后产生的残余应力；2、改善焊缝和热影响区的组织结构及性能；3、稳定模具的整体结构。
（4）模具半精加工和模具精加工，得到精确尺寸的热压罐成型模具；
（5）模具抛光、模具配模和模具检验。
通过将模具主体1与焊接框架2在常温下焊接改进为先预热后再焊接，利用预热降低热影响区的温度差别，减小焊接热应力，从而减小了焊接后模具结构的变形量，提高了焊接后的模具尺寸的精确度，无需进行二次开粗和二次去应力，有效缩短了模具的制造周期和制造成本。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，包括模具主体开粗，模具主体和焊接框架焊接以及模具整体去应力的工序，其特征在于，所述模具主体和焊接框架在焊接前先进行预热。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，其特征在于，所述预热的温度为100～200℃。
3.根据权利要求2所述的一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括模具半精加工和模具精加工的工序。
4.根据权利要求3所述的一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括模具配模的工序。
5.根据权利要求4所述的一种复合材料热压罐成型模具的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括模具检验的工序。
6.一种复合材料热压罐成型模具，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的制造方法加工而成。
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