CN113232323B - 一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具及方法 - Google Patents

一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具及方法，其包括顶板、底板、限位板、脱模棒和垫片组成的缠绕组件，与缠绕机床套设的连接杆、顶针连接杆，以及用于尺寸限位的盖板。限位板为厚度1mm的金属长片，针对不同类型的试样自行定义其数量。采用本技术方案，缠绕单向板的层厚可自行定义，以满足不同测试类型的试样尺寸需求，试样尺寸及性能稳定，同时模具组件的装配、拆卸及试样脱模简单便捷，提高制样效率。

Description

一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具及方法
技术领域
本发明涉及复合材料缠绕设备技术领域，具体是一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具组件。
背景技术
纤维增强树脂基复合材料由于性能协同效应带来的比重小、比强度和比模量大等特点，同时兼具性能的方向可设计性，在航天航空领域应用广泛。在其众多成型方法中，湿法缠绕工艺技术成熟，常见于火箭发动机领域。该工艺方法核心技术路径是将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照预先设定的规律缠绕到芯模上，固化脱模后得到复合材料制品。
针对树脂基复合材料缠绕成型构件的性能水平，对其机械强度进行测试时需要制备标准试样，最为常见的是缠绕单向板试样，其性能水平直接反应层合结构的强弱程度，具有重要参考价值。对于不同类型机械性能，各类测试标准规定的单向试样厚度大小不一，单一模具只能针对特定试样类型，且通常会存在脱模困难的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有技术问题中存在的问题进行改进，提供一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具组件，以解决现有技术中模具单一、试样尺寸性能不稳定及脱模困难等问题。
本发明解决技术的方案是：一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具，在于包括缠绕组件、连接杆、顶针连接杆以及盖板；
所述的缠绕组件为组合式结构，包括顶板、底板、限位板、脱模棒和垫片；所述底板两端设置同方向的凸起台阶，顶板放置在所述凸起台阶面上，限位板包含四组，分别置于顶板与底板的两侧且与所述凸起台阶同长度方向放置，所述顶板、底板、限位板上同位置处均设有通孔，利用所述通孔使用六角头螺栓和六角螺母进行定位及装配；所述脱模棒、垫片通过圆柱头螺栓与底板台阶处端面连接形成脱模位置；所述底板与脱模棒相邻的端面安装用于与缠绕机床套设的连接杆和顶针连接杆；所述的盖板用于缠绕工序完成后与所述顶板、底板进行连接进行尺寸限位。
进一步的，所述的限位板为固定厚度的金属长片，根据需要制备的复合材料单向试样的标准厚度确定每组限位板的数量。
进一步的，限位板为厚度1mm的金属长片。
进一步的，所述脱模棒有两根，均为半圆形长条状且带有一定长度平端面，每根脱模棒的平端面分别在底板的两个凸起台阶端面处实现与底板的连接，每个凸起台阶端面与所述的平端面之间安装垫片。
进一步的，所述的连接杆包括连接杆和顶针连接杆；所述连接杆上设置拔销，通过拔销与底板上对应的销孔实现连接，所述顶针连接杆设有顶针孔，缠绕机床自带顶针抵住所述顶针孔。
进一步的，所述的销孔与拔销均为鸭嘴型。
依据所述的模具实施的缠绕方法，包括如下步骤：
(1)通过六角头螺栓配合六角螺母将顶板、底板与限位板定位并连接，限位板个数根据试样厚度需求设置，再通过圆柱头螺栓将脱模棒、垫片与底板定位并连接，形成缠绕组件；
(2)将连接杆、顶针连接杆与缠绕组件安装到位，再整体安装到纤维缠绕设备，按既定缠绕工艺将纤维缠绕在顶板与限位板形成凹槽内，缠绕完成后将盖板通过六角头螺栓和六角螺母安装到位，送入烘箱内按照既定固化工艺进行固化成型；
(3)固化完成后，先将连接杆、顶针连接杆、盖板及限位板拆卸，移除垫片后抽出脱模棒，然后将试样沿着连接杆方向整体推出，完成脱模处理。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明所制备单向板试样厚度可根据限位板数量进行自定义，以满足不同测试标准、不同试验类型对试样厚度的精确要求，降低多规格试样制造的模具成本，实现降本增效；
(2)本发明采用盖板进行对试样厚度进行精确约束，消除试样固化变形超差，保证试样有效降低试样厚度尺寸冗余度，且保证试样表面平整度，避免试样二次加工及修整，提高试样尺寸精确度；
(3)本发明采用盖板对缠绕后单向板进行约束，相较于传统模具形式有效降低冗余树脂含量，稳定试样重要工艺参数含胶量，极大降低试样性能离散性；
(4)本发明中采用脱模棒与垫片组合形式，有效降低了试样的脱模难度，进而降低脱模带来的试样破损风险，提高试样制备成功率。
(5)本发明中采用组合式芯模，保证模具使用时刚度强度要求的同时，相较于传统模具形式有效降低整体质量，方便装配及拆卸，提高试样制备效率。
附图说明
图1是本发明一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具组件的结构示意图。
其中，1-顶板，2-底板，3-限位板，4-盖板，5-脱模棒，6-连接杆，7-垫片，8-顶针连接杆，9-六角头螺栓，10-六角螺母，11-圆柱头螺栓。
图2是本发明一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具组件的分解示意图。
图3是本发明一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具组件的结构示意图(缠绕时无盖板)。
图4是本发明一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具组件的分解示意图(缠绕时无盖板)。
具体实施方式
下面结合附图1-4及实施例对本发明作进一步阐述。
一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具，其包括缠绕组件，与缠绕机床套设的连接杆6、顶针连接杆8，以及用于尺寸限位的盖板4。特别的，所述限位板3为厚度1mm的金属长片，特定数量的限位板3与顶板1、底板2、脱模棒5和垫片7组成缠绕组件，满足不同测试类型的试样尺寸需求，保证试样尺寸及性能稳定，同时模具组件的装配、拆卸及试样脱模简单便捷，提高制样成功率及效率。
可以理解的是，在本发明中，所述限位板3的数量可根据需要制备的复合材料单向试样类型自行定义，例如，根据GB/T3354-2014拉伸测试标准，0°单向试样的标准厚度1mm，所以单边个选用1个限位板3；根据GB/T3356-2014弯曲测试标准，单向试样的标准厚度3mm，所以单边个选用3个限位板3。所述限位板3默认数量为单边各3个。
进一步地，所述缠绕组件由顶板1、底板2、限位板3、脱模棒5和垫片7组成，所述顶板1、底板2、限位板3上同位置处均设有通孔，使用螺母10和螺栓9进行定位及装配。所述底板2端面设有螺纹孔，使用螺钉11与所述脱模棒5和垫片7进行定位装配，所述垫片7置于底板2和脱模棒5的中间位置。所述底板2左侧端面设有鸭嘴形销孔，右侧端面设有螺纹通孔，分别与所述连接杆6和顶针连接杆8进行定位与装配。所述顶针连接杆8设有顶针孔，缠绕机床自带顶针抵住所述顶针孔，所述连接杆6上设置拔销，通过拔销与底板2上对应的销孔实现连接。
纤维按既定规律均匀缠绕，并铺满所述缠绕组件的特定深度凹槽。所述盖板4上与顶板1和底板2同位置处设有通孔，缠绕工序完成后使用六角螺母10和六角头螺栓9进行定位及装配。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (6)

1.一种用于制造树脂基纤维复合材料缠绕单向板的模具，其特征在于包括缠绕组件、连接件以及盖板(4)；
所述的缠绕组件为组合式结构，包括顶板(1)、底板(2)、限位板(3)、脱模棒(5)和垫片(7)；所述底板(2)两端设置同方向的凸起台阶，顶板(1)放置在所述凸起台阶面上，限位板(3)包含四组，分别置于顶板(1)与底板(2)的两侧且与所述凸起台阶同长度方向放置，所述顶板(1)、底板(2)、限位板(3)上同位置处均设有通孔，利用所述通孔使用六角头螺栓(9)和六角螺母(10)进行定位及装配；所述脱模棒(5)、垫片(7)通过圆柱头螺栓(11)与底板(2)台阶处端面连接形成脱模位置；所述底板(2)与脱模棒(5)相邻的端面安装用于与缠绕机床套设的连接件；所述的盖板(4)用于缠绕工序完成后与所述顶板(1)、底板(2)进行连接进行尺寸限位；所述的限位板(3)为固定厚度的金属长片，根据需要制备的复合材料单向试样的标准厚度确定每组限位板(3)的数量。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：限位板(3)为厚度1mm的金属长片。
3.依据权利要求1项所述的缠绕模具，其特征在于，所述脱模棒(5)有两根，均为半圆形长条状且带有一定长度平端面，每根脱模棒(5)的平端面分别在底板(2)的两个凸起台阶端面处实现与底板(2)的连接，每个凸起台阶端面与所述的平端面之间安装垫片(7)。
4.依据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述的连接件包括连接杆(6)和顶针连接杆(8)；所述连接杆(6)上设置拔销，通过拔销与底板(2)上对应的销孔实现连接，所述顶针连接杆(8)设有顶针孔，缠绕机床自带顶针抵住所述顶针孔。
5.依据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述的销孔与拔销均为鸭嘴型。
6.依据权利要求1-5任一项所述的模具实施的缠绕方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)通过六角头螺栓(9)配合六角螺母(10)将顶板(1)、底板(2)与限位板(3)定位并连接，限位板(3)个数根据试样厚度需求设置，再通过圆柱头螺栓(11)将脱模棒(5)、垫片(7)与底板(2)定位并连接，形成缠绕组件；
(2)将连接杆(6)、顶针连接杆(8)与缠绕组件安装到位，再整体安装到纤维缠绕设备，按既定缠绕工艺将纤维缠绕在顶板(1)与限位板(3)形成凹槽内，缠绕完成后将盖板(4)通过六角头螺栓(9)和六角螺母(10)安装到位，送入烘箱内按照既定固化工艺进行固化成型；
(3)固化完成后，先将连接杆(6)、顶针连接杆(8)、盖板(4)及限位板(3)拆卸，移除垫片(7)后抽出脱模棒(5)，然后将试样沿着连接杆(6)方向整体推出，完成脱模处理。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114889171A (zh) * 2022-05-19 2022-08-12 南京理工大学 一种芯模以及单向缠绕板的制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62202728A (ja) * 1986-03-03 1987-09-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 繊維強化プラスチツクス製角パイプの製造方法
CN102285124A (zh) * 2011-04-30 2011-12-21 南京玻璃纤维研究设计院 单向纤维增强塑料平板制作方法
CN203019690U (zh) * 2012-12-12 2013-06-26 沈阳欧施盾新材料科技有限公司 一种方便脱模的试样缠绕工装
CN203611459U (zh) * 2013-10-22 2014-05-28 巨石集团有限公司 一种玻璃纤维单向板材缠绕成型装置
CN105109066B (zh) * 2015-08-13 2017-08-11 江苏恒神股份有限公司 单圈封闭式纤维增强树脂基复合材料箍筋成型工艺
CN211518553U (zh) * 2019-12-25 2020-09-18 中蓝晨光化工研究设计院有限公司 一种单向纤维增强复合材料的成型装置
CN112497784B (zh) * 2020-10-13 2024-04-12 北京玻钢院复合材料有限公司 一种碳纤维复合材料拉伸试样的制备装置及制备方法
CN112549378B (zh) * 2020-11-13 2021-11-16 北京理工大学 一种复合材料波纹夹层筒体的一体化成型模具及其方法

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