CN112549381B - 一种复合材料模具可拆卸衬套组件及安装、更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于复合材料组合模衬套预埋技术领域，公开了一种复合材料模具可拆卸衬套组件及安装、更换方法。通过对螺纹衬套和螺纹通孔衬套的改进，进而替代复合材料组合模中盲孔及通孔螺纹套，改变预埋螺纹衬套无法维修更换的难题。避免了因为螺纹衬套内螺纹磨损，衬套凸起变形导致复合工装无法使用的弊端。简单的更换方式，满足螺栓连接要求，进而大大提高复合材料工装使用寿命，实现高效、准确、低成本复合材料零件成型。

Description

一种复合材料模具可拆卸衬套组件及安装、更换方法

技术领域

本发明属于复合材料组合模衬套预埋技术领域，特别涉及一种复合材料模具可拆卸衬套组件及安装、更换方法。

背景技术

复合材料模具对复合材料零件成型起到至关重要的作用，复合材料工装因为其重量轻、热膨胀系数与产品非常接近、非常适合于形状复杂的产品、制造难度系数最低的特点而得到广泛应用。

但复合材料工装也存在一定弊端，对于主模体为复合材料的组合模来讲，模具中势必会存在螺纹衬套用于模具间螺接，而螺纹衬套与模体间主要有两种连接方式大多采用简单的螺接形式，一种是螺纹衬套的外螺纹部与工装模体直接螺接，依靠胶液和纤维填补工装与衬套间隙，此种方法螺纹衬套与模体间粘结力小，强度不够，内螺纹失效后只能依靠拉脱的方式取出失效螺纹衬套，并且拉脱后在工装模体上无法复制螺纹，无法进行二次更换。另一种为预埋方式，此方式的优点在于增大了工装模体对螺纹套的紧固力，但当螺纹失效时维修难度较大，去除螺纹套时会对工装造成更大的损伤。以上两种方法，最大的弊端在于连接螺纹失效后，维修难度大，对工装损伤大且无法保证维修后工装的使用寿命的。因此，如何能快速更换复合材料模具中失效螺纹衬套是我们急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种复合材料模具可拆卸衬套组件及安装、更换方法，通过对螺纹衬套和螺纹通孔衬套的改进，进而替代复合材料组合模中盲孔及通孔螺纹套，改变预埋螺纹衬套无法维修更换的难题。避免了因为螺纹衬套内螺纹磨损，衬套凸起变形导致复合工装无法使用的弊端。简单的更换方式，满足螺栓连接要求，进而大大提高复合材料工装使用寿命，实现高效、准确、低成本复合材料零件成型。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种复合材料模具可拆卸衬套组件，包括：内衬套、外衬套；

所述内衬套为圆柱状；内衬套一端设有环形台；所述环形台直径小于内衬套外径；所述内衬套设有环形台一端中心沿轴向设有盲孔；所述盲孔为螺纹孔；所述内衬套外侧壁沿径向对称设有两个弧形凸块；

所述外衬套为一端开口的圆筒状；外衬套内侧壁沿轴向对称设有两个与弧形凸块相配合的第一弧形槽；所述外衬套内侧壁沿周向设有与弧形凸块相配合的第二弧形槽；所述第二弧形槽与第一弧形槽连通；

所述外衬套内径与内衬套外径为过渡配合；所述第二弧槽外径与所述弧形凸块外径间隙配合；

所述内衬套的弧形凸块与外衬套第一弧形槽配合用于内衬套轴向限位。

进一步，所述第一弧形槽沿轴向贯穿外衬套；所述第二弧形槽下端面与外衬套下端面的轴向距离等于弧形凸块下端面与内衬套下端面的轴向距离。

进一步，所述可拆卸衬套组件还包括：两个止动销钉；所述止动销钉设置在外衬套内壁的第一弧形槽内用于限制内衬套旋转。

进一步，所述可拆卸衬套组件还包括：挡片；所述挡片为圆片状；挡片直径大于外衬套内径；所述挡片胶接在外衬套上端面。

进一步，所述可拆卸衬套组件还包括：端盖：所述端盖为圆环状；端盖内径与内衬套环形台直径过渡配合；端盖外径大于外衬套内壁的第一弧形槽外径且小于外衬套外径；所述端盖套设在内衬套环形台上并贴紧内衬套下端面。

进一步，所述外衬套外侧壁上设有环形法兰。

一种复合材料模具可拆卸衬套组件安装方法，用于安装上述的可拆卸衬套组件，所述方法包括以下步骤：

第一步：在过渡模上安装定位销；所述定位销设有与内衬套螺纹孔相配合的外螺纹；

第二步：将端盖套设在内衬套环形台上；并将内衬套与定位销螺接直至内衬套环形台端面与过渡模上表面贴合；在过渡模上糊制复合材料工装布直至与内衬套下端面平齐；

第三步：将外衬套与内衬套旋合；内衬套的弧形凸块通过外衬套的第一弧形槽进入第二弧形槽内；并插入止动销钉限制内衬套相对于外衬套旋转；

第四步：将挡片粘贴在外衬套上端面；

第五步：继续糊制复合材料工装布至挡片被完全覆盖；完成可拆卸衬套组件安装。

一种复合材料模具可拆卸衬套组件更换方法，用于更换上述的可拆卸衬套组件，所述方法包括以下步骤：

第一步：以内衬套螺纹孔为导孔使用划孔钻去除内衬套周围复合材料工装布至端盖裸露；

第二步：依次取出端盖和止动销钉留存备用；旋转内衬套至弧形凸块与第一弧形槽重合；取出内衬套；

第三步：将新的内衬套装入外衬套，旋转新的内衬套至新的内衬套轴向限位；依次装入止动销钉和端盖；

第四步：用环氧树脂胶和碳纤维碎屑填充去除复合材料工装布区域；固化后打磨平齐。

有益效果

1.定位准确，避免后期螺纹套安装时位置出现偏差导致的组合模体间孔位不同心问题，同时也避免了后期内螺纹失效更换时因过渡模长期放置模体变形导致的定位孔偏差。

2.结构简单，便于维护，内衬套与工装间可拆卸，可反复拆装，除磨损部件需更换外其余零件均可重复使用。

3.修理成本低、周期短，对模具损伤小。

4.广泛适用于复合材料成型模具中需要增加螺纹孔进行螺栓连接的组合模工装。

附图说明

图1为可拆卸衬套组件结构示意图；

图2为定位销确定内衬套位置、工装布铺放示意图；

图3为将外衬套与内衬套固定，插入止动销钉并铺放工装布与外衬套平齐示意图；

图4为在外衬套端头处粘贴挡片示意图；

图5为成型模糊制完成示意图；

图6为螺纹失效后去除故障区域工装布示意图；

图7为取出端盖示意图；

图8为取下止动销钉02拆解更换内衬套03示意图；

图9为重新安装内衬套示意图；

其中，01-外衬套，02-止动销钉，03-内衬套，04-端盖，05-工装布，06- 过渡模，07-螺纹或通孔定位销，08-阻胶挡片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

一种复合材料模具可拆卸衬套组件，如图1所示，包括：内衬套、外衬套、两个止动销钉、挡片和端盖；

所述内衬套为圆柱状；内衬套一端设有环形台；所述环形台直径小于内衬套外径；所述内衬套设有环形台一端中心沿轴向设有盲孔；所述盲孔为螺纹孔；所述内衬套外侧壁沿径向对称设有两个弧形凸块；

所述外衬套为一端开口的圆筒状；外衬套外侧壁上设有环形法兰，外衬套内侧壁沿轴向对称设有两个与弧形凸块相配合的第一弧形槽；所述外衬套内侧壁沿周向设有与弧形凸块相配合的第二弧形槽；所述第二弧形槽与第一弧形槽连通；

所述外衬套内径与内衬套外径为过渡配合；所述第二弧槽外径与所述弧形凸块外径间隙配合；所述第一弧形槽沿轴向贯穿外衬套；所述第二弧形槽下端面与外衬套下端面的轴向距离等于弧形凸块下端面与内衬套下端面的轴向距离。

所述内衬套的弧形凸块与外衬套第一弧形槽配合用于内衬套轴向限位。

止动销钉设置在外衬套内壁的第一弧形槽内用于限制内衬套旋转。

挡片为圆片状；挡片直径大于外衬套内径；所述挡片胶接在外衬套上端面。

端盖为圆环状；端盖内径与内衬套环形台直径过渡配合；端盖外径大于外衬套内壁的第一弧形槽外径且小于外衬套外径；所述端盖套设在内衬套环形台上并贴紧内衬套下端面。

一种复合材料模具可拆卸衬套组件安装方法，用于安装上述的可拆卸衬套组件，所述方法包括以下步骤：

第1步：在过渡模上确定复材成型模具螺栓孔位及螺栓规格，在过渡模上钻制定位销孔，保证定位销孔与定位销07过渡配合，即定位销07无窜动。定位销07直径与螺栓直径一致。

第2步：将端盖04与内衬套03配合后，将内衬套03套入定位销07上，保证内衬套03端面完全贴合过渡模06，在过渡模06上糊制工装布05直至与端盖04平齐。如图2所示

第3步：将外衬套01与内衬套03旋合，内衬套03上导柱通过外衬套01 导槽后沿径向旋转，使内衬套03与外衬套01在轴向无相对位移。插入止动销钉02，使内衬套03与外衬套01在径向上无相对移动，继续糊制工装布05至与外衬套01末端平齐，如图3所示。

第4步：对止动销钉孔02进行隔离，将阻胶挡片08粘贴在外衬套01端面处，阻胶挡片08直径大于两个销钉轴向直线距离3-5mm，如图4所示。

第5步：继续糊制工装布05至成型模具要求的理论厚度，如图5所示，在过渡模06上糊制真空袋加压，入炉固化后完成成型模具制造。

一种复合材料模具可拆卸衬套组件更换方法，用于更换上述的可拆卸衬套组件，所述方法包括以下步骤：

第1步：使用划孔钻以内衬套03螺纹孔为导孔，去除故障衬套周围布层直至端盖04完全露出，如图6所示。

第2步：取出端盖04并留存备用，拆卸止动销钉02留存备用，沿径向旋转内衬套直至内衬套03上导柱与外衬套01导槽在径向上重合，沿外衬套01 轴向取出内衬套03，如图7所示。

第3步：重新安装内衬套03，将内衬套03从外衬套01轴向放入后沿径向旋转保证其轴向止动，插入拆卸后的止动销钉02保证径向止动后，安装端盖 04，如图8所示。

第4步：用环氧树脂胶+碳纤维碎屑09填充去除工装布部分，固化后打磨修理表面至工装理论型面，如图9所示。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合材料模具可拆卸衬套组件，其特征在于：所述可拆卸衬套组件包括：内衬套、外衬套、两个止动销钉；

所述内衬套为圆柱状；内衬套一端设有环形台；所述环形台直径小于内衬套外径；所述内衬套设有环形台一端中心沿轴向设有盲孔；所述盲孔为螺纹孔；所述内衬套外侧壁沿径向对称设有两个弧形凸块；

所述外衬套为一端开口的圆筒状；外衬套内侧壁沿轴向对称设有两个与弧形凸块相配合的第一弧形槽；所述外衬套内侧壁沿周向设有与两个弧形凸块相配合的第二弧形槽；所述第二弧形槽与第一弧形槽连通；所述第一弧形槽沿轴向贯穿外衬套；所述第二弧形槽下端面与外衬套下端面的轴向距离等于两个弧形凸块下端面与内衬套下端面的轴向距离；

所述外衬套内径与内衬套外径为过渡配合；所述第一弧形槽、第二弧形槽与所述两个弧形凸块均为间隙配合；

所述内衬套的两个弧形凸块与外衬套第一弧形槽、第二弧形槽配合用于内衬套轴向限位；

所述止动销钉设置在外衬套内壁的第一弧形槽内用于限制内衬套旋转。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料模具可拆卸衬套组件，其特征在于：所述可拆卸衬套组件还包括：挡片；所述挡片为圆片状；挡片直径大于外衬套内径；所述挡片胶接在外衬套上端面。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料模具可拆卸衬套组件，其特征在于：所述可拆卸衬套组件还包括：端盖：所述端盖为圆环状；端盖内径与内衬套环形台直径过渡配合；端盖外径大于外衬套内壁的第一弧形槽外径且小于外衬套外径；所述端盖套设在内衬套环形台上并贴紧内衬套下端面。

4.根据权利要求1所述的一种复合材料模具可拆卸衬套组件，其特征在于：所述外衬套外侧壁上设有环形法兰。

5.一种复合材料模具可拆卸衬套组件安装方法，用于安装权利要求1-4中任一项所述的可拆卸衬套组件，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

第一步：在过渡模上安装定位销；所述定位销设有与内衬套螺纹孔相配合的外螺纹；

第二步：将端盖套设在内衬套环形台上；并将内衬套与定位销螺接直至内衬套环形台端面与过渡模上表面贴合；在过渡模上糊制复合材料工装布直至与内衬套下端面平齐；

第三步：将外衬套与内衬套旋合；内衬套的两个弧形凸块通过外衬套的第一弧形槽进入第二弧形槽内；并插入止动销钉限制内衬套相对于外衬套旋转；

第四步：将挡片粘贴在外衬套上端面；

第五步：继续糊制复合材料工装布至挡片被完全覆盖；完成可拆卸衬套组件安装。

6.一种复合材料模具可拆卸衬套组件更换方法，用于更换权利要求1-4中任一项所述的可拆卸衬套组件，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

第一步：以内衬套螺纹孔为导孔使用划孔钻去除内衬套周围复合材料工装布至端盖裸露；

第二步：依次取出端盖和止动销钉留存备用；旋转内衬套至两个弧形凸块分别与两个第一弧形槽重合；取出内衬套；

第三步：将新的内衬套装入外衬套，旋转新的内衬套至新的内衬套轴向限位；依次装入止动销钉和端盖；

第四步：用环氧树脂胶和碳纤维碎屑填充去除复合材料工装布区域；固化后打磨平齐。

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