CN113263664B - 一种窗框固化成型模具及方法 - Google Patents

一种窗框固化成型模具及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及复合材料成型技术领域，尤其涉及一种窗框固化成型模具及方法，该模具包括下模具、芯模、镶块和上模具，其中，芯模包括拼接成型的第一半模和第二半模，第一半模和第二半模的拼合面与竖直方向形成的锐角为第一夹角，窗框的长度方向两端的窗边在竖直放置时与竖直方向形成的锐角为第二夹角，第一夹角的角度大于第二夹角；镶块与开口腔室侧壁长度方向的贴合面与竖直方向形成的锐角为第三夹角，第三夹角大于第二夹角。本发明通过芯模的分体式设置，在窗框的内扣方向上设置具有倾斜拼合面的第一半模和第二半模，通过将第一半模和第二半模倾斜面的角度大于窗框内扣角度的设置，可以方便的将内扣的窗框从芯模中取下。

Description

一种窗框固化成型模具及方法
技术领域
本发明涉及复合材料成型技术领域，尤其涉及一种窗框固化成型模具及方法。
背景技术
复合材料具有优异的力学性能和轻量化的明显优势，在航空航天上具有明显的优势，多用于制造飞机的机身、尾翼、机门、窗框等。
相关技术中，如图1中所示的窗框，其制作工艺一般为先在预成型模具内铺设纤维织物，然后通过加热加压形成预成型体，再将预成型体放置在成型模具中，注入树脂进行固化；由于织物的纤维之间互相交叠，在注入了树脂固化之后可以保证织物层间的贴合性以及纤维之间的密实性，从而提高了窗框的性能；
然而如图1中所示的窗框，包括窗体01和窗边02，由于窗边02在窗框长度方向的两端内扣，在固化成型之后，窗边02的内壁会卡设在内部的模具上，很难将窗框从模具上取下；为了解决上述问题，相关技术中采用未完全固化成型体还具有一定可变形性时，将成型体取下；然而这种方式会造成最终成型的窗框一致性差的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种窗框固化成型模具及方法，以提高内扣型窗框成型的一致性。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一方面提高了一种窗框固化成型模具，包括：
下模具，所述下模具上具有容纳窗框的开口腔室；
芯模，所述芯模的体积小于所述开口腔室的容积，所述芯模的顶部及四周侧壁与窗框的仿形设置；
至少一个镶块，所述镶块卡设在所述芯模与开口腔室侧壁之间，用于窗框外壁的定型；
上模具，所述上模具的底面与所述下模具的顶面贴合设置，且所述上模具上具有通向所述芯模的表面的注胶通道；
其中，所述芯模包括拼接成型的第一半模和第二半模，所述第一半模和第二半模的拼合面与竖直方向形成的锐角为第一夹角，窗框的长度方向两端的窗边在竖直放置时与竖直方向形成的锐角为第二夹角，所述第一夹角的角度大于第二夹角；所述镶块与所述开口腔室侧壁长度方向的贴合面与竖直方向形成的锐角为第三夹角，所述第三夹角大于第二夹角。
进一步地，所述第一半模和第二半模的拼合面呈阶梯状设置，包括中间的水平面以及与所述水平面相接的倾斜面，所述水平面上具有固定孔，所述第一半模和第二半模通过紧固件穿过所述固定孔连接。
进一步地，所述第一半模或第二半模在所述水平面所在的面上具有沿芯模宽度方向延伸设置的密封槽，所述密封槽内具有密封条。
进一步地，所述芯模的顶面上具有从中心向四周延伸设置的多条流道，所述注胶通道与所述芯模的顶面中心连通。
进一步地，所述镶块沿所述开口腔室内壁设置有多个，且多个所述镶块拼合围成一周结构，且所述开口腔室侧壁呈朝外开口设置。
进一步地，所述镶块设置有四个，且在芯模长度和宽度方向两两对称设置。
进一步地，所述镶块设置有一个，且嵌设在所述开口腔室长度方向上的一端位置处，所述镶块内壁与所述开口腔室围成的空间呈缩口状设置。
进一步地，所述芯模倒装在所述开口腔室内，所述芯模沿厚度方向开设有与所述注胶通道连通的注胶孔，所述注胶孔连通所述多条流道的中心位置。
另一方面本发明还提供了一种窗框固化成型方法，应用上述多个镶块的窗框固化成型模具，包括以下步骤：
固定芯模于窗框上；
放置窗框和芯模于下模具的开口腔室内；
嵌设镶块于开口腔室的边缘内；
覆盖上模具于下模具上；
注入树脂于窗框内，固化成型；
固化成型后，打开上模具；
取下镶块；
取出芯模和窗框制件；
将芯模从窗框制件中分体脱离。
又一方面本发明还提供了一种窗框固化成型方法，应用上述一个镶块的窗框固化成型模具，包括以下步骤：
放置镶块于下模具中；
放置窗框于镶块和开口腔室构成的空间内；
分体放入芯模并固定；
覆盖上模具于下模具上；
注入树脂于窗框内，固化成型；
固化成型后，打开上模具；
取出镶块；
取出芯模和窗框制件；
将芯模从窗框制件中分体脱离。
本发明的有益效果为：本发明通过芯模的分体式设置，在窗框的内扣方向上设置具有倾斜拼合面的第一半模和第二半模，通过将第一半模和第二半模倾斜面的角度大于窗框内扣角度的设置，可以方便的将内扣的窗框从芯模中取下；同时通过镶块与开口腔室接触的侧壁倾斜设置，既能够实现对窗框外壁的压合，又方便窗框制件的取下，与现有技术相比，由于不需要在固化半程将制件取出，从而提高了产品最终的一致性。
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为本发明实施例中窗框的结构示意图；
图2为本发明实施例一中窗框固化成型模具的结构示意图；
图3为本发明实施例一中窗框固化成型模具的剖视图（省略上模具）；
图4为本发明实施例一中芯模与部分镶块的结构示意图；
图5为本发明实施例一中芯模的结构示意图；
图6为本发明实施例一中镶块的结构示意图；
图7为本发明实施例一中窗框固化成型模具的剖视图；
图8为本发明实施例一中窗框固化成型的步骤流程图；
图9为本发明实施例二中窗框固化成型模具的剖视图；
图10为本发明实施例二中窗框固化成型的步骤流程图。
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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
如图2至图7所示的窗框固化成型模具，包括下模具10、芯模20、镶块30和上模具40，其中：
下模具10上具有容纳窗框的开口腔室11；开口腔室11用于放置芯模20，窗框预成型体和上模具40，为了方便描述，下文中窗框表示窗框预成型体，而窗框成型体表示固化完成后的产品；
芯模20的体积小于开口腔室11的容积，芯模20的顶部及四周侧壁与窗框的仿形设置；芯模20的外壁与窗框的内表面贴合，保证在固化成型时树脂胶全部注入至窗框内；在本发明实施例中窗框由织物铺设模压预成型。
镶块30卡设在芯模20与开口腔室11侧壁之间，用于窗框外壁的定型；在本发明实施例中，镶块30的内壁与窗框的外壁贴合，而镶块30的外壁与开口腔室11的内壁贴合。
上模具40的底面与下模具10的顶面贴合设置，且上模具40上具有通向芯模20表面的注胶通道41；上模具40与下模具10构成固化腔室。
其中，芯模20包括拼接成型的第一半模21和第二半模22，第一半模21和第二半模22的拼合面与竖直方向形成的锐角为第一夹角，窗框的长度方向两端的窗边在竖直放置时与竖直方向形成的锐角为第二夹角，第一夹角的角度大于第二夹角；镶块30与开口腔室11侧壁长度方向的贴合面与竖直方向形成的锐角为第三夹角，第三夹角大于第二夹角。
在具体固化成型时，由于芯模20的分体设置，可以将窗框方便的固定在芯模20上，再通过镶块30的设置，可以将整个窗框与芯模20固定在上模具40和下模具10构成的腔室内，这里需要指出的是，在上模具40和下模具10的接触面上设置有密封结构，密封结构为现有技术，这里不再详细介绍。
在上述实施例中，通过芯模20的分体式设置，在窗框的内扣方向上设置具有倾斜拼合面的第一半模21和第二半模22，通过将第一半模21与第二半模22之间倾斜面的角度大于窗框内扣角度的设置，可以方便的将内扣的窗框从芯模20中取下；同时通过镶块30与开口腔室11接触的侧壁倾斜设置，既能够实现对窗框外壁的压合，又方便窗框制件的取下，与现有技术相比，由于不需要在固化半程将制件取出，从而提高了产品最终的一致性。
如图3和图4所示，在本发明实施例中，为了便于第一半模21和第二半模22的固定，第一半模21和第二半模22的拼合面呈阶梯状设置，包括中间的水平面23a以及与水平面23a相接的倾斜面23b，水平面23a上具有固定孔23c，第一半模21和第二半模22通过紧固件穿过固定孔23c连接。这里需要指出的是，第一半模21和第二半模22的拼合面呈倾斜设置在这里指的是倾斜面23b。当然本领域技术人员也可以不设置水平面23a将二者直接在倾斜面23b上固定，但上述方式均落入本发明的保护范围内。
进一步，为了保证第一半模21和第二半模22连接的密封性，请继续参照图3，第一半模21或第二半模22在水平面23a所在的面上具有沿芯模20宽度方向延伸设置的密封槽23d，密封槽23d内具有密封条。
为了提高注胶的均匀性，在本发明实施例中，如图5中所示，芯模20的顶面上具有从中心向四周延伸设置的多条流道24，注胶通道41与芯模20顶面中心连通。这里需要指出的是，注胶通道41的边沿处与窗框的内侧壁接触齐平，从而使得树脂胶可以顺利浸入至窗框内。
在本发明的第一实施例中，窗框在开口腔室11内采用正向安装的方式，即如图7中所示，将窗框的开口朝下设置，而镶块30沿开口腔室11内壁设置有多个，且多个镶块30拼合围成一周结构，且开口腔室11侧壁呈朝外开口设置。在本发明的优选实施例中，如图6中所示，镶块30设置有四个，且在芯模20长度和宽度方向两两对称设置。
在上述实施例的基础上，本发明实施例中的窗框固化成型方法，如图8所示，包括以下步骤：
S10：固定芯模20于窗框上；
S20：放置窗框和芯模20于下模具10的开口腔室11内；
S30：嵌设镶块30于开口腔室11的边缘内；
S40：覆盖上模具40于下模具10上；
S50：注入树脂于窗框内，固化成型；
S60：固化成型后，打开上模具40；
S70：取下镶块30；
S80：取出芯模20和窗框制件；
S90：将芯模20从窗框制件中分体脱离。
实施例二
为了提高安装的便捷性，以及减少模具的零部件，本发明还提供了第二实施例，其中芯模20的主要结构以及上模具40与第一实施例相同，不在赘述，下面详细描述其余部分；
本发明的第二实施例采用反向安装的方式，如图9所示，在本发明第二实施例中，窗框的开口朝上设置，而镶块30仅设置有一个，且嵌设在开口腔室11长度方向上的一端位置处，镶块30内壁与开口腔室11围成的空间呈缩口状设置。这里需要指出的是，在本发明的第二实施例中，开口腔室11的结构与第一实施例相比发生了变化，其呈缩口设置，但开口总长度大于窗框的总长度，以便于窗框的放入，只不过长度较大的一侧由镶块30嵌设进入。这样，在具体成型时，仅需安装和拆卸一个镶块30即可实现窗框的成型，与第一实施例相比，提高了加工效率降低了加工成本。
此外，由于窗框反向放置，其注胶的面设置在底部，故需要将注胶管路也进行改造，如图9中所示，芯模20倒装在开口腔室11内，芯模20沿厚度方向开设有与注胶通道41连通的注胶孔25，注胶孔25连通多条流道24的中心位置。通过这种设置，依然可以保证注胶效果。
如图10中所示本发明第二实施例中的窗框固化成型方法，包括以下步骤：
S10：放置镶块30于下模具10中；
S20：放置窗框于镶块30和开口腔室11构成的空间内；
S30：分体放入芯模20并固定；这里需要指出的是，在放置芯模20时，需要与镶块30一同放置，以保证芯模20与窗框一同放置入缩口的开口腔室11内；
S40：覆盖上模具40于下模具10上；
S50：注入树脂于窗框内，固化成型；
S60：固化成型后，打开上模具40；
S70：取出镶块30；
S80：取出芯模20和窗框制件；
S90：将芯模20从窗框制件中分体脱离。
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 (3)

1.一种窗框固化成型方法，其特征在于，应用窗框固化成型模具，该窗框固化成型模具包括：
下模具，所述下模具上具有容纳窗框的开口腔室，所述开口腔室的总长度大于窗框的总长度；
芯模，所述芯模的体积小于所述开口腔室的容积，所述芯模的顶部及四周侧壁与窗框的仿形设置；
镶块，所述镶块卡设在所述芯模与开口腔室侧壁之间，用于窗框外壁的定型，所述镶块设置有一个，且嵌设在所述开口腔室长度方向上的一端位置处，所述镶块内壁与所述开口腔室围成的空间呈缩口状设置；
上模具，所述上模具的底面与所述下模具的顶面贴合设置，且所述上模具上具有通向所述芯模表面的注胶通道；
其中，所述芯模包括拼接成型的第一半模和第二半模，所述第一半模和第二半模的拼合面与竖直方向形成的锐角为第一夹角，窗框的长度方向两端的窗边在竖直放置时与竖直方向形成的锐角为第二夹角，所述第一夹角的角度大于第二夹角；所述镶块与所述开口腔室侧壁长度方向的贴合面与竖直方向形成的锐角为第三夹角，所述第三夹角大于第二夹角；
在所述窗框固化成型模具中，所述芯模顶面上具有从中心向四周延伸设置的多条流道，所述注胶通道与所述芯模顶面中心连通；
在所述窗框固化成型模具中，所述芯模倒装在所述开口腔室内，所述芯模沿厚度方向开设有与所述注胶通道连通的注胶孔，所述注胶孔连通所述多条流道的中心位置；
该窗框固化成型方法包括以下步骤：
放置镶块于下模具中；
放置窗框于镶块和开口腔室构成的空间内；
分体放入芯模并固定；
覆盖上模具于下模具上；
注入树脂于窗框内，固化成型；
固化成型后，打开上模具；
取出镶块；
取出芯模和窗框制件；
将芯模从窗框制件中分体脱离。
2.根据权利要求1所述的窗框固化成型方法，其特征在于，在所述窗框固化成型模具中，所述第一半模和第二半模的拼合面呈阶梯状设置，包括中间的水平面以及与所述水平面相接的倾斜面，所述水平面上具有固定孔，所述第一半模和第二半模通过紧固件穿过所述固定孔连接。
3.根据权利要求2所述的窗框固化成型方法，其特征在于，在所述窗框固化成型模具中，所述第一半模或第二半模在所述水平面所在的面上具有沿芯模宽度方向延伸设置的密封槽，所述密封槽内具有密封条。
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