CN114311740A - 一种碳纤维壳成型装置 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种碳纤维壳成型装置。该碳纤维壳成型装置包括热压机构和冲压机构，热压机构中具有热压腔，热压机构被构造为用于在热压腔中成型碳纤维壳，热压机构上设有第一开口，第一开口连通至热压腔；冲压机构具有冲头，冲头设置在第一开口中，冲头被构造为能从第一开口伸入热压腔，以在位于热压腔中的碳纤维壳上开设定位孔。本公开实施例通过创造性地将热压机构和冲压机构集中设置到一套成型装置中，提高了后续CNC加工工艺的加工精度和加工出的零件的一致性。

Description

一种碳纤维壳成型装置

技术领域

本发明涉及电子产品领域，更具体地，本发明涉及一种碳纤维壳成型装置。

背景技术

近年来消费类电子产品发展迅速，可穿戴式的电子产品逐渐成为消费者青睐的一种电子产品类型。可穿戴式电子产品对质量和壳体强度有较高要求，选用质量轻、强度高的碳纤维是一个比较有优势的选择。现有技术中的可穿戴式电子产品外壳，先后经过碳纤维预浸料热压成型，CNC数控加工和嵌件注塑三个流程。受限于碳纤维预浸料热压成型工艺，很难成型出精准的CNC定位结构，导致无法精确定位加工，进而加工出的零件精度不高，一致性差。

因此，有必要对碳纤维壳成型装置进行改进，以成型出精准的CNC定位结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳纤维壳成型装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种碳纤维壳成型装置。该碳纤维壳成型装置包括：

热压机构，所述热压机构中具有热压腔，所述热压机构被构造为用于在所述热压腔中成型碳纤维壳，所述热压机构上设有第一开口，所述第一开口连通至所述热压腔；

冲压机构，所述冲压机构具有冲头，所述冲头设置在所述第一开口中，所述冲头被构造为能从所述第一开口伸入所述热压腔，以在位于所述热压腔中的所述碳纤维壳上开设定位孔。

可选地，所述热压机构包括能够相互扣合的第一热压板和第二热压板，所述第一热压板与所述第二热压板之间形成所述热压腔。

可选地，所述冲压机构包括冲座，所述第一开口设置在所述第一热压板上，所述第二热压板上设置有第二开口，所述冲座设置在所述第二开口内，所述冲座连通至所述热压腔，所述冲座与所述冲头位于所述热压腔的两侧相对的位置处。

可选地，所述冲压机构的冲座和冲头成对设置，所述冲压机构包括至少两对冲座和冲头。

可选地，所述冲压机构包括冲压模板，所述冲压模板设置在所述热压机构上，所述冲压模板上具有压头，所述压头与所述第一开口位置对应，所述冲压模板被构造为能通过所述压头推动位于所述第一开口中的冲头。

可选地，所述冲压机构包括环形固定盖，所述环形固定盖设置在所述第一开口的远离所述热压腔的一端，所述环形固定盖与所述第一开口的内壁螺纹连接，所述环形固定盖压住所述冲头。

可选地，所述冲压机构还包括第一弹性件，所述第一弹性件被设置于所述第一开口内，所述第一弹性件被配置为将所述冲头顶在所述固定盖上。

可选地，所述冲压机构包括冲座固定盖，所述冲座固定盖设置于所述第二开口的远离所述热压腔的一端，所述冲座固定盖与所述第二开口的内壁螺纹连接。

可选地，所述冲压机构还包括第二弹性件，所述第二弹性件设置于所述第二开口内，所述冲座位于所述第二弹性件和所述冲座固定盖之间，所述第二弹性件被配置为将所述冲座推向所述热压腔。

可选地，所述第一热压板上形成有热压凸块，所述第二热压板上形成有热压槽，所述第一热压板与第二热压板上分别形成有相对的热压平面；

在所述第一热压板与第二热压板压合的状态下，所述热压凸块伸入所述热压槽，所述热压平面之间的空间以及所述热压凸块与所述热压槽之间的空间构成所述热压腔；

所述第一开口与所述热压平面的位置相对应。

本公开实施例的一个技术效果在于，通过创造性地将热压机构和冲压机构集中设置到一套成型装置中，使得碳纤维壳可以通过一套成型装置完成热压成型和冲压定位。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本公开实施例的碳纤维壳成型装置的结构示意图；

图2是本公开实施例的碳纤维壳成型装置的爆炸图；

图3是本公开实施例的碳纤维壳的定位面示意图；

图4是本公开实施例的碳纤维壳的一种结构示意图。

附图标记说明：

1-冲压模板；2-第一热压板；3-第二热压板；4-第一弹性件；5-第二弹性件；6-环形固定盖；7-冲座固定盖；8-冲头；9-冲座；10-第一开口；11-压头；12-热压机构；13-冲压机构；14-热压腔；15-碳纤维壳；16-定位面；17-定位孔。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图4所示，根据本公开的一个实施例，提供了一种碳纤维壳成型装置。该碳纤维壳成型装置用于成型碳纤维壳15，碳纤维壳15多用于电子产品中。本发明中的电子产品，尤其指可穿戴设备。可穿戴设备即直接穿在用户身上，或是整合到用户的衣服或配件上的一种便携式设备。可穿戴设备多以具备部分计算功能、可连接手机及各类终端的便携式配件形式存在，例如以手腕为支撑的Watch类(包括手表和腕带等产品)、以脚为支撑的Shoes类(包括鞋、袜子或者将来的其他腿上佩戴产品)、以头部为支撑的Glass类(包括眼镜、头盔、头带等)、以及智能服装、书包、拐杖、配饰等等。

如图1所示，本公开提供的碳纤维壳成型装置，包括热压机构12和冲压机构13。热压机构12中具有热压腔14，热压机构12被构造为用于在热压腔14中成型碳纤维壳15。热压机构12上设有第一开口10，第一开口10连通至热压腔14。冲压机构13具有冲头8，冲头8设置在第一开口10中，冲头8被构造为能从第一开口10伸入热压腔14，以在位于热压腔14中的碳纤维壳15上开设定位孔17。

在本实施例中，通过创造性地将热压机构12和冲压机构13集中设置到一套成型装置中，使得碳纤维壳15可以通过一套成型装置完成热压成型和冲压定位。利用该碳纤维壳15成型装置对热压成型后的碳纤维壳15进行冲压并在其表面形成定位孔17，给予后续的CNC加工(计算机数字化控制精密机械加工)以比较准确的定位结构，提高了后续CNC加工工艺的加工精度和加工出的零件的一致性。

如图2所示，本公开的热压机构12中具有热压腔14，在该热压腔14中进行碳纤维壳15热压成型。热压成型时，在热压腔14中放入预浸有树脂层浆料的碳纤维层叠料，以压力将碳纤维层叠料压合固定，控制熔融温度及时间，融化后硬化、冷却，再予以取出碳纤维壳15。这种成型方式可以快捷、有效的形成可靠的碳纤维壳15。其后，在热压机构12不打开模具的情况下，可以使用冲压机构13在位于热压腔14内的物料上冲裁形成定位孔17。该种方式形成的定位孔17定位精度高。

冲压机构13包括冲头8和冲座9。冲头8设置在热压机构12上的第一开口10中。由于第一开口10连通至热压腔14，因此冲头8也能够从第一开口10伸入热压腔14，以在位于热压腔14中的碳纤维壳15上冲出定位孔17。通过设置冲头8等其他冲压机构13，利用一套成型装置对热压成型后的碳纤维壳15进行冲压并在其表面形成定位孔17，给予后续的CNC加工以比较准确的定位结构，提高了后续CNC加工工艺的加工精度和加工出的零件的一致性。

如图3所示，现有的用于电子产品的碳纤维壳15，大多都在热压成型前加工出定位孔17，受到热压成型过程中的压力或者热量影响，原有的定位孔17或者定位面16位置或者结构会产生变化，从而影响后续CNC加工的加工精度。本公开将热压机构12和冲压机构13集中设置到一套成型装置中，创造性地利用一套成型装置完成碳纤维壳15的热压成型和冲压定位。在热压成型后，冲头8从设置在热压机构12上的第一开口10伸入热压腔14，以在位于热压腔14中的碳纤维壳15上冲裁定位孔17。本公开的这种设置，避免了热压成型过程中的压力或者热量对定位孔17的影响，保证了后续CNC加工工艺的加工精度和加工出的零件的一致性。

根据冲头8的不同设计，定位孔17的形状也各不相同，可以是圆形、方形、椭圆形或者其他形状。形成定位孔17的碳纤维壳15表面即为定位面16，后续的CNC加工以此定位面16作为定位结构，保证了CNC加工工艺的加工精度。根据电子产品的具体设计，碳纤维壳15的形状也不尽相同，因而定位面16的形状也不相同，可以是平面的，也可以是曲面的。

可选地，热压机构12包括能够相互扣合的第一热压板2和第二热压板3，第一热压板2与第二热压板3之间形成热压腔14，在该热压腔14中进行碳纤维壳15热压成型。第一热压板2上设置有第一开口10，第二热压板3上设置有第二开口，冲头8设置在第一开口10内，冲座9设置在第二开口内，冲座9连通至热压腔14，冲座9与冲头8位于热压腔14的两侧相对的位置处。

在本实施例中，冲头8设置在第一开口10内，冲座9设置在第二开口内，而第一开口10和第二开口又分别设置在能够相互扣合的第一热压板2和第二热压板3中，故而冲座9与冲头8位置相对。热压成型后，冲头8从第一开口10伸入热压腔14，以在位于热压腔14中的碳纤维壳15上冲出定位孔17。在与冲头8所在的第一开口10相对的第二开口内设置冲座9，一方面，第一开口10和第二开口连通至热压腔14，共同用于碳纤维壳15热压成型；另一方面，冲座9可以在冲头8冲压过程中起到一定的缓冲支撑作用，降低冲压对碳纤维壳15和成型装置的冲击。

本公开优选将冲压机构13的冲座9和冲头8成对设置，冲压机构13包括至少两对冲座9和冲头8。根据电子产品的实际设计需要，冲座9和冲头8的数量参考后续CNC加工的定位孔17数量需要，以满足CNC加工的定位需求为优。

可选地，冲压机构13包括冲压模板1，冲压模板1设置在热压机构12上，冲压模板1上具有压头11，压头11与第一开口10位置对应，冲压模板1被构造为能通过压头11推动位于第一开口10中的冲头8。

在本实施例的冲压过程中，施加外力于位于第一热压板2上方的冲压模板1，使冲压模板1上的压头11在外力的带动下能推动位于第一开口10中的冲头8，从而在位于热压腔14中的碳纤维壳15上冲出定位孔17，以完成冲压定位的目的。本实施例在热压机构12不打开模具的情况下，可以使用冲压机构13在位于热压腔14内的物料上冲裁形成定位孔17，给予后续的CNC加工以比较准确的定位结构，提高了后续CNC加工工艺的加工精度和加工出的零件的一致性。

可选地，冲压机构13包括环形固定盖6，环形固定盖6设置在第一开口10的远离热压腔14的一端，环形固定盖6与第一开口10的内壁螺纹连接，环形固定盖6压住冲头8。

可选地，冲压机构13包括冲座固定盖7，冲座固定盖7设置于第二开口的远离热压腔14的一端，冲座固定盖7与第二开口的内壁螺纹连接。

本实施例中，环形固定盖6设置在第一开口10的远离热压腔14的一端，即环形固定盖6位于冲头8上方，用于压住冲头8。冲座固定盖7设置于第二开口的远离热压腔14的一端，即冲座固定盖7位于冲座9下方，用于盖住冲座9。设置环形固定盖6和冲座固定盖7，一方面，起到一定的密封防尘作用，阻挡外部灰尘或者污物进入成型装置，确保碳纤维壳15成型过程的可靠性；另一方面，用于固定冲头8和冲座9在第一热压板2和第二热压板3中的位置，避免其发生窜动。其中，环形固定盖6和冲座固定盖7分别与第一开口10和第二开口的内壁螺纹连接，以保证整个成型装置的可靠性。

可选地，冲压机构13还包括第一弹性件4，第一弹性件4被设置于第一开口10内，第一弹性件4被配置为将冲头8顶在环形固定盖6上。环形固定盖6和第一弹性件4分别设置在冲头8的上方和下方，共同用于固定冲头8在第一热压板2中的位置。其中，环形固定盖6为中空结构，在冲压过程中，位于第一热压板2上方的冲压模板1上的压头11能穿过环形固定盖6推动位于第一开口10中的冲头8，从而在位于热压腔14中的碳纤维壳15上冲出定位孔17，以达到利用一套成型装置完成热压成型和冲压定位的目的。

可选地，冲压机构13还包括第二弹性件5，第二弹性件5设置于第二开口内，第二弹性件5位于冲座9和冲座固定盖7之间，第二弹性件5被配置为将冲座9推向热压腔14。冲头8和冲座9在热压机构12两端相对设置，本公开在冲座9和冲座固定盖7之间设置第二弹性件5，起到一定的缓冲支撑作用，在支撑冲座9的同时，还降低了冲压过程对成型装置的冲击。

第一弹性件4和第二弹性件5作为缓冲支撑件，可以是弹簧、弹性件等弹性材料或者弹性结构件。弹性材料可以是但不限于橡胶、海绵、泡绵等。弹性结构为能产生弹性的结构，可以是弹簧、弹片等。一方面，弹性件可以削弱冲压过程对成型装置的冲击，保证成型工艺可靠性，延长成型装置的使用寿命；另一方面，弹性件的设置也可以保护碳纤维壳15本身，避免了突发外力对碳纤维壳15的损伤。

可选地，第一热压板2上形成有热压凸块，第二热压板3上形成有热压槽，第一热压板2与第二热压板3上分别形成有相对的热压平面；在第一热压板2与第二热压板3压合的状态下，热压凸块伸入热压槽，热压平面之间的空间以及热压凸块与热压槽之间的空间构成热压腔14；第一开口10与热压平面的位置相对应。

本实施例详细介绍了在热压腔14中进行的碳纤维壳15热压成型过程。热压成型时，在热压腔14中放入预浸有树脂层浆料的碳纤维层叠料，以压力将第一热压板2与第二热压板3压合，热压凸块和热压槽共同作用将碳纤维层叠料压合固定，控制熔融温度及时间，融化后硬化、冷却，再予以取出碳纤维壳15。设置第一开口10与热压平面的位置相对应，便于后续的冲头8冲压，进而在位于热压腔14中的碳纤维壳15上冲出定位孔17，以达到利用一套成型装置完成热压成型和冲压定位的目的。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种碳纤维壳成型装置，其特征在于，包括：

热压机构，所述热压机构中具有热压腔，所述热压机构被构造为用于在所述热压腔中成型碳纤维壳，所述热压机构上设有第一开口，所述第一开口连通至所述热压腔；

冲压机构，所述冲压机构具有冲头，所述冲头设置在所述第一开口中，所述冲头被构造为能从所述第一开口伸入所述热压腔，以在位于所述热压腔中的所述碳纤维壳上开设定位孔。

2.根据权利要求1所述的碳纤维壳成型装置，其特征在于，所述热压机构包括能够相互扣合的第一热压板和第二热压板，所述第一热压板与所述第二热压板之间形成所述热压腔。

3.根据权利要求2所述的碳纤维壳成型装置，其特征在于，所述冲压机构包括冲座，所述第一开口设置在所述第一热压板上，所述第二热压板上设置有第二开口，所述冲座设置在所述第二开口内，所述冲座连通至所述热压腔，所述冲座与所述冲头位于所述热压腔的两侧相对的位置处。

4.根据权利要求3所述的碳纤维壳成型装置，其特征在于，所述冲压机构的冲座和冲头成对设置，所述冲压机构包括至少两对冲座和冲头。

5.根据权利要求1所述的碳纤维壳成型装置，其特征在于，所述冲压机构包括冲压模板，所述冲压模板设置在所述热压机构上，所述冲压模板上具有压头，所述压头与所述第一开口位置对应，所述冲压模板被构造为能通过所述压头推动位于所述第一开口中的冲头。

6.根据权利要求3所述的一种碳纤维壳成型装置，其特征在于，所述冲压机构包括环形固定盖，所述环形固定盖设置在所述第一开口的远离所述热压腔的一端，所述环形固定盖与所述第一开口的内壁螺纹连接，所述环形固定盖压住所述冲头。

7.根据权利要求6所述的一种碳纤维壳成型装置，其特征在于，所述冲压机构还包括第一弹性件，所述第一弹性件被设置于所述第一开口内，所述第一弹性件被配置为将所述冲头顶在所述环形固定盖上。

8.根据权利要求3所述的一种碳纤维壳成型装置，其特征在于，所述冲压机构包括冲座固定盖，所述冲座固定盖设置于所述第二开口的远离所述热压腔的一端，所述冲座固定盖与所述第二开口的内壁螺纹连接，所述冲座固定盖盖住所述冲座。

9.根据权利要求8所述的一种碳纤维壳成型装置，其特征在于，所述冲压机构还包括第二弹性件，所述第二弹性件设置于所述第二开口内，所述第二弹性件位于所述冲座和所述冲座固定盖之间，所述第二弹性件被配置为将所述冲座推向所述热压腔。

10.根据权利要求2所述碳纤维壳成型装置，其特征在于，所述第一热压板上形成有热压凸块，所述第二热压板上形成有热压槽，所述第一热压板与第二热压板上分别形成有相对的热压平面；

在所述第一热压板与第二热压板压合的状态下，所述热压凸块伸入所述热压槽，所述热压平面之间的空间以及所述热压凸块与所述热压槽之间的空间构成所述热压腔；

所述第一开口与所述热压平面的位置相对应。

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