CN113619157B - 一种环形复合材料结构件的组合成型模 - Google Patents

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Abstract

本发明总体上属于复合材料加工领域，具体涉及一种环形复合材料结构件的组合成型模。传统的袋压成型法脱模较大，且成型压力较难调节；通过设计阴阳匹配模造成资源的浪费。本发明组合成型模包括内环的阴模和外环的阳模，阳模成型部分包括左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模，阳模张紧部分包括上阳模、右阳模、下阳模和左阳模；左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模均在转角两侧具有一对相互垂直的阳模耳片，阳模耳片上具有橡胶垫片；阴模包括对称安装在阳模两侧的上阴模、右阴模、下阴模和左阴模，均包括相互垂直的阴模底板和阴模竖板，在对接边缘上具有橡胶条。可根据工艺需求调整，阳模合理的分块结构形式配合脱模块使产品较容易脱模。

Description

一种环形复合材料结构件的组合成型模
技术领域
本发明总体上属于复合材料加工领域，具体涉及一种环形复合材料结构件的组合成型模。
背景技术
大型复合材料结构内部具有较多加强结构，其尺寸不同，形式各异，且数量较多。某型号天线罩的加强框环为复材件，起到支撑主体结构的作用，为封闭的环形薄壁结构，型面相互垂直，无拔模角，厚度各异且数量较多。其成型工艺不同，所需成型压力各异。
传统的袋压成型法是将手糊成型的未固化制品通过橡胶袋向其施加气体压力，对于具有上述结构特点的复合材料结构件的脱模较大，且成型压力较难调节；通过阴阳匹配模可调节若针对不同厚度复材件设计阴阳匹配模，则造成资源的浪费。
发明内容
本发明旨在解决不同尺寸薄壁复材件成型、脱模难度大的问题，同时提高阴阳匹配模的柔性，提高其利用率。
本发明在一个方面，提供了一种环形复合材料结构件的组合成型模，包括内环的阴模和外环的阳模，在阴模和阳模之间的环形间隙是环形复合材料结构件的成型空间，其中
所述阳模包括成型部分和张紧部分，成型部分按照在环形上的分区包括左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模，张紧部分包括上阳模、右阳模、下阳模和左阳模，分别安装在成型部分的相邻结构之间；左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模均在转角两侧具有一对相互垂直的阳模耳片，阳模耳片上具有橡胶垫片；
所述阴模包括对称安装在阳模两侧的分体结构，按照在环形上的分区每侧的分体结构包括上阴模、右阴模、下阴模和左阴模，均包括相互垂直的阴模底板和阴模竖板，阴模底板为矩形，阴模竖板为梯形，在阴模竖板上具有与阳模耳片对应的阴模耳片，在阴模底板和阴模竖板的对接边缘上具有橡胶条。
有利地，在阳模耳片和阴模耳片上具有耳片长槽孔，通过螺栓将阳模耳片、橡胶垫片和阴模耳片连接并可调节压紧程度。
有利地，在阴模竖板上还具有竖板长槽孔，在左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模上相应位置也具有长槽孔，通过螺栓将上阴模、右阴模、下阴模和左阴模安装在左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模上并可调节压紧程度。
有利地，所述左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模在相邻的区域构成楔形口，上阳模、右阳模、下阳模和左阳模均具有与楔形口对应的楔形块，通过螺栓将上阳模、右阳模、下阳模和左阳模分别安装在左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模的相邻位置，并可调节压紧程度。
有利地，所述左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模均包括转角部分和转角两侧的部分，在转角两侧的部分上具有阳模耳片。
有利地，在阳模耳片和阴模耳片之间的橡胶垫片厚度可调。
有利地，前后两侧的阴模底板在周向上构成封闭的底部结构，前后两侧的阴模竖板在周向上构成封闭的侧面结构。
有利地，由左上阳模、右上阳模、右下阳模和左下阳模在周向上构成封闭的顶部结构,通过调整上阳模、右阳模、下阳模和左阳模的插入深度调整张紧程度。
本发明为分块结构的阴阳模，用于复合材料环形凹槽结构件以下简称复材件的成型，在阴模上设置各个方向的压紧螺栓，在成型过程中对复合件施加各方向的压力，橡胶垫可以用于调整阴阳模之间的间隙的大小，通过对压紧螺栓预紧力的调节而调节复材件成型所需压力；阳模为分块结构，阳模各部分的合理拆分减小了复材件脱模的难度。该结构主要用于复合材料雷达天线罩成型工艺。
有益效果：本发明成型压力可根据工艺需求调整，阳模合理的分块结构形式配合脱模块使产品较容易脱模。
已经讨论的特征、功能和优点可在各种示例中独立实现，或者可以在其他示例中进行组合。可参照以下描述和附图看出示例的其他细节。
附图说明
当结合附图阅读时，通过参考以下对本发明示例的详细描述，将最好地理解例示性示例以及优选的使用模式、其他目的及其描述，其中：
图1为采用本发明组合成型模的整体结构示意图；
图2为阴模位置示意图；
图3为阳模的组成示意图；
图4为横向剖面示意图；
图5为阴模的组成示意图；
图6为上、下阴模的结构示意图；
图7为左、右阴模的结构示意图；
图8为阳模的分体结构示意图。
1-上阴模、2-右阴模、3-下阴模、4-左阴模、5-左上阳模、6-右上阳模、7-右下阳模、8-左下阳模、9-上阳模、10-右阳模、11-下阳模、12-左阳模、13-阳模耳片、14-橡胶垫片、15-阴模耳片、16-阴模底板、17-耳片长槽孔、18-橡胶条、19-竖板长槽孔、20-阴模、21-阳模、22-阴模竖板、23-复合材料结构件
具体实施方式
将参照附图更充分地描述所公开的示例，在附图中示出了所公开示例中的一些但并非全部。事实上，可描述许多不同的示例并且这些示例不应该被解释为限于本文中阐述的示例。相反，描述这些示例，使得本公开将是彻底和完全的，并且将把本公开的范围充分传达给本领域的技术人员。
现在参照附图，阴模20与阳模21均为分块结构，其中阴模共分为8块，包括成对的上阴模1、右阴模2、下阴模3和左阴模4，阳模共分为8块，包括左上阳模5、右上阳模6、右下阳模7、左下阳模8、上阳模9、右阳模10、下阳模11和左阳模12。
阳模21中的左上阳模5、右上阳模6、右下阳模7、左下阳模8结构相似，都设置有耳片13，在耳片13上具有橡胶垫片14，且在前后两侧的表面上具有若干螺纹孔。上阳模9、右阳模10、下阳模11和左阳模12作用为脱模块。
阴模20中的上阴模1、右阴模2、下阴模3和左阴模4结构相似，且都设置有阴模耳片15和竖板长槽孔19。上阴模1、右阴模2、下阴模3和左阴模4的对接边缘上设置有橡胶条15。
将阳模21的各个分块结构组合成整体后，在图4所示区域铺放预浸料，预浸料铺成封闭形状后，安装阴模，依次与阳模的组件进行组合。通过螺栓将阴模各组件沿X方向进行挤压，使橡胶条15产生变形，最终实现X方向的压紧；通过螺栓将阴模耳片15和阳模耳片13连接并沿Y方向进行挤压，使阳模上的橡胶垫片14产生变形，最终实现Y方向的压紧。而阴阳模在使用过程中X、Y方向的挤压是交替进行的，通过对两个方向的螺栓交互拧动，最终达到X、Y方向同时将预浸料压紧。在Z方向的压紧也是相同原理。
因橡胶垫片14的厚度是变化的，所以在阴、阳模之间可以铺放不同厚度的预浸料，从而可以通过一套成型模实现多厚度封闭式复合材料结构件的制作。产品成型后，可以较容易的将阴模取下，而封闭式复合材料结构件若从阳模上脱模，需首先对阳模21进行拆解，首先将阳模的右阳模10和左阳模12拆下，再将上阳模9和下阳模11拆下。之后通过撬起工具将左上阳模5、右上阳模6、右下阳模7、左下阳模8逐一撬开，因将上阳模9、右阳模10、下阳模11和左阳模12拆下后阳模21不再为整体结构，通过撬起工具将左上阳模5、右上阳模6、右下阳模7、左下阳模8与封闭式复合材料结构件分开的难度大为降低。
本发明通过阴阳匹配模的方式首次实现了对封闭式“C”型结构的复合材料进行加压，同时通过分块的阳模结构实现了产品的脱模，同时可通过调整橡胶垫片14的厚度及螺栓的预紧力实现不同厚度复合材料结构件的成型，提高了阴阳匹配模的通用性和柔性。
已出于例示和描述的目的展示了对不同有利布置的描述，但是该描述并不旨在是排他性的或限于所公开形式的示例。许多修改形式和变化形式对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外，不同的有利示例可描述与其他有利示例相比不同的优点。选择和描述所选择的一个示例或多个示例，以便最佳地说明示例的原理、实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开有进行了适于所料想特定使用的各种修改的各种示例。

Claims (5)

1.一种环形复合材料结构件的组合成型模，其特征在于：包括内环的阴模(20)和外环的阳模(21)，在阴模(20)和阳模(21)之间的环形间隙是环形复合材料结构件(23)的成型空间，其中
所述阳模(21)包括成型部分和张紧部分，成型部分按照在环形上的分区包括左上阳模(5)、右上阳模(6)、右下阳模(7)和左下阳模(8)，张紧部分包括上阳模(9)、右阳模(10)、下阳模(11)和左阳模(12)，分别安装在成型部分的相邻结构之间；左上阳模(5)、右上阳模(6)、右下阳模(7)和左下阳模(8)均在转角两侧具有一对相互垂直的阳模耳片(13)，阳模耳片(13)上具有橡胶垫片(14)；由左上阳模(5)、右上阳模(6)、右下阳模(7)和左下阳模(8)在周向上构成封闭的顶部结构,通过调整上阳模(9)、右阳模(10)、下阳模(11)和左阳模(12)的插入深度调整张紧程度；
所述阴模(20)包括对称安装在阳模(21)两侧的分体结构，按照在环形上的分区每侧的分体结构包括上阴模(1)、右阴模(2)、下阴模(3)和左阴模(4)，均包括相互垂直的阴模底板(16)和阴模竖板(22)，阴模底板(16)为矩形，阴模竖板(22)为梯形，在阴模竖板(22)上具有与阳模耳片(13)对应的阴模耳片(15)，在阴模底板(16)和阴模竖板(22)的对接边缘上具有橡胶条(18)；前后两侧的阴模底板(16)在周向上构成封闭的底部结构，前后两侧的阴模竖板(22)在周向上构成封闭的侧面结构；
所述左上阳模(5)、右上阳模(6)、右下阳模(7)和左下阳模(8)在相邻的区域构成楔形口，上阳模(9)、右阳模(10)、下阳模(11)和左阳模(12)均具有与楔形口对应的楔形块，通过螺栓将上阳模(9)、右阳模(10)、下阳模(11)和左阳模(12)分别安装在左上阳模(5)、右上阳模(6)、右下阳模(7)和左下阳模(8)的相邻位置，并可调节压紧程度。
2.根据权利要求1所述的组合成型模，其特征在于：在阳模耳片(13)和阴模耳片(15)上具有耳片长槽孔(17)，通过螺栓将阳模耳片(13)、橡胶垫片(14)和阴模耳片(15)连接并可调节压紧程度。
3.根据权利要求2所述的组合成型模，其特征在于：在阴模竖板(22)上还具有竖板长槽孔(19)，在左上阳模(5)、右上阳模(6)、右下阳模(7)和左下阳模(8)上相应位置也具有长槽孔，通过螺栓将上阴模(1)、右阴模(2)、下阴模(3)和左阴模(4)安装在左上阳模(5)、右上阳模(6)、右下阳模(7)和左下阳模(8)上并可调节压紧程度。
4.根据权利要求1所述的组合成型模，其特征在于：所述左上阳模(5)、右上阳模(6)、右下阳模(7)和左下阳模(8)均包括转角部分和转角两侧的部分，在转角两侧的部分上具有阳模耳片(13)。
5.根据权利要求4所述的组合成型模，其特征在于：在阳模耳片(13)和阴模耳片(15)之间的橡胶垫片(14)厚度可调。
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