CN115008645B - 一种纤维复合材料辊筒脱模装置及其脱模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纤维复合材料辊筒脱模装置及其脱模方法，属于纤维复合材料制造领域，芯模和脱模封头连接固定后，进行湿法连续纤维缠绕成型纤维复合材料辊筒，固化后将脱模工装螺旋安装到脱模封头上，然后将脱模泵注水软管螺旋安装到脱模工装注水口上，调节压力并注水，将芯模顶出，和纤维复合材料辊筒产品进行分离，完成脱模。该脱模方法简便高效，脱模过程中纤维复合材料产品没有外力作用，脱模对产品没有损伤，适用各种直径、各种壁厚和各种长度的纤维复合材料辊筒的脱模，且节省场地，用芯模2倍长的场地就可以完成产品的脱模。脱模时使用水，不需要拉紧工装和顶出接杆，操作简便，节省了人力物力，提高了效率，适合辊筒产品的批量化生产需求。
Description
技术领域
本发明属于纤维复合材料制造领域，特别是涉及一种纤维复合材料辊筒脱模装置及其脱模方法。
背景技术
纤维复合材料辊筒能满足现代结构轻质高强、重载、抗腐蚀、耐久以及在恶劣条件下工作发展的需要，因此越来越广泛应用于各个领域的圆筒形结构件，逐渐取代金属辊筒，以更优异的性能服务于各个产品构件中。纤维复合材料辊筒多采用湿法连续纤维缠绕成型工艺，需要在满足内径尺寸要求的芯模上进行缠绕成型固化后，将纤维复合材料辊筒产品和芯模进行分离，分离后的芯模和脱模封头可以重复多次使用。这就对各种直径、各种厚度和各种长度，尤其是小尺寸大长度的辊筒杆件类产品的脱模方法提出了要求，尤其当壁厚较薄时，如何保证辊筒产品和芯模分离时产品不损伤、不变形是个问题。
传统油压脱模形式需要配合使用和产品基本同长度的拉杆工装、比产品长度长的分段式顶出接杆工装将产品和芯模进行分离，分离过程中顶出接杆需要和芯模中心对接并穿过产品内部，分离后要将贯穿产品内部的接杆工装整体安全撤出，这就需要至少为产品长度三倍的脱模场地，当辊筒产品厚度较薄时，拉杆工装拉紧后容易造成产品的屈曲变形损坏，当辊筒产品内径较小时该种方法脱模时顶出接杆工装的实施存在可行性问题。
传统油压脱模方式的实施对象和范围有限，且存在对接问题、产品内部划伤、产品外部挤压损伤问题。随着纤维复合材料辊筒产品的广泛应用和快速增长的需求，如何高效快速、对产品无损伤的进行脱模急需解决，从而快速适应批量化的生产加工效率。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种纤维复合材料辊筒脱模装置及其脱模方法，以解决上述背景技术中提到的如何高效快速、对产品无损伤的进行脱模急需解决，从而快速适应批量化的生产加工效率的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种纤维复合材料辊筒脱模方法，具体包括以下步骤：
(1)将脱模封头和芯模安装组合，在芯模和脱模封头对接位置涂抹脱模剂，待脱模剂干后，再涂抹一层0.05mm厚的硅脂，然后将脱模封头从芯模的后端头穿入到芯模上，保证芯模对接面和脱模封头对接面配合对接无缝隙，并在对接面处周向卷绕20mm宽的胶带2圈。
(2)芯模和脱模封头组合安装完成后连接固定到缠绕机上，在芯模的前端头定位孔和后端头定位孔处穿入螺栓固定，防止连续缠绕过程中芯模的自转动从而影响线型的稳定，完成后将脱模封头和芯模组合结构外表面上涂抹脱模剂，进行湿法连续缠绕成型纤维复合材料辊筒。
(3)所述纤维复合材料辊筒成型完成后，擦拭清理干净芯模两端和脱模封头上外露部位在缠绕过程中的多余物，以免多余物固化后不易清理，对芯模和脱模封头螺纹造成损伤。
(4)固化后，将脱模工装和脱模封头进行螺接安装，脱模工装上的密封圈密封了脱模工装和脱模封头的轴向配合面，在脱模工装、脱模封头和脱模工装的后端头之间形成了可承受一定压力的封闭空间。具体为在脱模封头螺纹处涂抹一层0.2mm厚硅脂，在脱模工装的螺纹和密封槽处涂抹一层0.2mm厚硅脂，将密封圈涂抹硅脂后均匀安放在密封槽内，将脱模工装和脱模封头进行螺接安装，在旋紧盲孔处插入加力杆旋紧脱模工装，保证脱模工装和脱模封头的固定连接。
(5)所述脱模工装的接嘴和脱模泵注水软管接头进行螺接，通过脱模泵的压力阀结合纤维复合材料辊筒的尺寸规格调节注水压力，将水在脱模泵压力作用下通过软管和注水口压入脱模工装、脱模封头和脱模工装的后端头之间形成的封闭空间内。在水压作用下将芯模顶出纤维复合材料辊筒，随着芯模不断顶出，注入的水始终填满型腔并保持一定压力，直至芯模和纤维复合材料辊筒分离，水自动排出，完成芯模和纤维复合材料辊筒的脱模。脱模过程通过脱模封头和脱模工装的配合完成，对纤维复合材料辊筒产品没有外力影响。
(6)在水压作用下将芯模顶出纤维复合材料辊筒，随着芯模不断顶出，注入的水始终填满型腔并保持一定压力，直至芯模和纤维复合材料辊筒分离，水自动排出，完成脱模。
更进一步的，所述芯模和脱模封头对接位置包括芯模配合定位台、芯模配合面、芯模对接面和脱模封头对接面。
更进一步的，脱模后，在旋紧盲孔处插入加力杆拆卸取下脱模工装，将纤维复合材料辊筒和脱模封头的组合体与脱模工装进行分离。在距离脱模封头对接面1处向产品方向50mm处沿周向切断，完成脱模封头和纤维复合材料辊筒的分离。
更进一步的，所述脱模封头和纤维复合材料辊筒分离后，将分离后的脱模封头组合头部朝上坐落在环形封头脱模底座上，将封头脱模工装安放在脱模封头上，用物理敲打将脱模封头和纤维复合材料脱模，完成脱模封头的分离。
一种纤维复合材料辊筒脱模方法所采用的脱模装置，包括芯模、脱模封头和脱模工装，所述芯模和脱模封头配合连接，所述脱模封头上连接脱模工装。
更进一步的，所述芯模前后端分别设置有前端头定位孔和后端头定位孔，在芯模的前端头定位孔和后端头定位孔处穿入螺栓固定。
更进一步的，所述芯模和脱模封头对接位置设置有芯模配合定位台、芯模配合面和芯模对接面，所述芯模配合定位台、芯模配合面和芯模对接面依次垂直，形成台阶。
更进一步的，所述脱模封头上设置有脱模封头对接面、脱模封头螺纹和脱模封头密封面，所述芯模对接面和脱模封头对接面配合对接，所述脱模封头螺纹与脱模工装连接，所述脱模封头密封面位于脱模封头螺纹前端用于密封。
更进一步的，所述脱模工装包括本体、脱模工装螺纹、密封槽、接嘴、注水口或旋紧盲孔，所述脱模工装的本体的一端设置有脱模工装螺纹和密封槽，所述脱模封头的脱模封头密封面与密封槽进行螺纹安装，所述脱模工装的本体上方设置旋紧盲孔，在旋紧盲孔处插入加力杆旋紧脱模工装，保证脱模工装和脱模封头的固定连接，所述脱模工装的本体的另一端设置有接嘴，所述接嘴和脱模泵注水软管接头进行螺接。
更进一步的，所述密封槽内设置有密封圈，密封圈密封了脱模工装和脱模封头的脱模封头密封面的轴向配合面。
与现有技术相比，本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模装置及其脱模方法的有益效果是：
(1)本发明所述的纤维复合材料辊筒脱模装置，其芯模和脱模封头连接固定后，进行湿法连续纤维缠绕成型纤维复合材料辊筒，固化后将脱模工装螺旋安装到脱模封头上，然后将脱模泵注水软管螺旋安装到脱模工装注水口上，调节压力并注水，将芯模顶出，和纤维复合材料辊筒产品进行分离，完成脱模。该脱模方法简便高效，对产品没有损伤，适用各种直径、各种壁厚和各种长度的纤维复合材料辊筒的脱模，且节省场地，用芯模2倍长的场地就可以完成产品的脱模。
(2)本发明脱模时适用的水资源可以重复循环适用，不需要拉紧工装和顶出接杆，操作简便，节省了人力物力，提高了效率、降低了成本，适合辊筒产品的批量化生产需求。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模装置的主视半剖示意图；
图2为本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模装置的芯模结构示意图；
图3为本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模装置的芯模后端局部放大示意图；
图4为本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模装置的脱模封头结构示意图；
图5为本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模装置的芯模和脱模封头组合结构示意图；
图6为本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模装置的脱模工装结构示意图；
图7为本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模装置的脱模后纤维复合材料辊筒、脱模封头和脱模工装的组合示意图；
图8为本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模方法的脱模后纤维复合材料辊筒和脱模封头组合示意图；
图9为本发明所述的一种纤维复合材料辊筒脱模方法的脱模封头脱模工装结构示意图；
其中，1-芯模、2-纤维复合材料辊筒、3-脱模封头、4-脱模工装、5-芯模配合定位台、6-芯模配合面、7-芯模对接面、8-芯模前端定位孔、9-芯模后端定位孔、10-脱模封头螺纹、11-脱模封头密封面、12-脱模封头对接面、13-脱模工装螺纹、14-密封圈、15-密封槽、16-接嘴、17-注水口、18-旋紧盲孔、19-脱模封头脱模工装、20-脱模封头脱模底座。
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、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，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。
一、具体实施方式一，参见图1-9说明本实施方式，一种纤维复合材料辊筒脱模装置，包括芯模1、脱模封头3和脱模工装4，所述芯模1和脱模封头3配合连接，所述脱模封头3上连接脱模工装4。
所述芯模1前后端分别设置有前端头定位孔8和后端头定位孔9，在芯模1的前端头定位孔8和后端头定位孔9处穿入螺栓固定。
所述芯模1和脱模封头3对接位置设置有芯模配合定位台5、芯模配合面6和芯模对接面7，所述芯模配合定位台5、芯模配合面6和芯模对接面7依次垂直，形成台阶。所述芯模配合面6保证了芯模1和脱模封头3的轴向紧密配合，芯模1的后端头小径段和脱模封头3内径之间的空隙比较大，方便脱模封头3的安装和顺利穿入。
所述脱模封头3上设置有脱模封头对接面12、脱模封头螺纹10和脱模封头密封面11，所述芯模对接面7和脱模封头对接面12配合对接，所述脱模封头螺纹10与脱模工装4连接，所述脱模封头密封面11位于脱模封头螺纹10前端用于密封。
所述脱模工装4包括本体、脱模工装螺纹13、密封槽15、接嘴16、注水口17或旋紧盲孔18，所述脱模工装4的本体的一端设置有脱模工装螺纹13和密封槽15，所述脱模封头3的脱模封头密封面11与密封槽15进行螺纹安装，所述脱模工装4的本体上方设置旋紧盲孔18，在旋紧盲孔18处插入加力杆旋紧脱模工装，保证脱模工装4和脱模封头3的固定连接，所述脱模工装4的本体的另一端设置有接嘴16，所述接嘴16和脱模泵注水软管接头进行螺接，通过脱模泵的压力阀结合纤维复合材料辊筒的尺寸规格调节注水压力，将水在脱模泵压力作用下通过软管和注水口14压入脱模工装4、脱模封头3和脱模工装1的后端头之间形成的封闭空间内。
所述密封槽15内设置有密封圈14，密封圈14密封了脱模工装4和脱模封头3的密封面11的轴向配合面。通过脱模工装4上的橡胶密封14密封了脱模工装4和脱模封头3的脱模封头密封面11的轴向配合面，在脱模工装4、脱模封头3和脱模工装1的后端头之间形成了可承受一定压力的封闭空间，脱模工装4和脱模封头3的螺接配合保证了接口处的承载压力，橡胶密封圈保证了接口处的密封性。
所述的纤维复合材料辊筒的脱模方法：具体包括以下步骤：
(1)所述脱模封头3和芯模1安装组合，在芯模1和脱模封头3对接位置的芯模配合定位台5、芯模配合面6、芯模对接面7和脱模封头对接面12涂抹脱模剂，待脱模剂干后，再涂抹一层0.05mm厚的硅脂，然后将脱模封头3从芯模1的后端头穿入到芯模1上，保证芯模对接面7和脱模封头对接面12配合对接无缝隙，并在对接面处周向卷绕20mm宽的胶带2圈。
(2)芯模1和脱模封头3组合安装完成后连接固定到缠绕机上，在芯模1的前端头定位孔8和后端头定位孔9处穿入螺栓固定，防止连续缠绕过程中芯模1的自转动从而影响线型的稳定。完成后将图5所示的组合结构在脱模封头3和芯模1外表面上涂抹脱模剂，进行湿法连续缠绕成型纤维复合材料辊筒2。
(3)所述纤维复合材料辊筒2成型完成后，擦拭清理干净芯模1两端和脱模封头3上外露部位在缠绕过程中产生的多余物，以免多余物固化后不易清理，对芯模1和脱模封头螺纹10造成损伤。
(4)固化后，将脱模工装4和脱模封头3的脱模封头螺纹10进行螺接安装，脱模工装4上的密封圈14密封了脱模工装4和脱模封头3的轴向配合面，在脱模工装4、脱模封头3和脱模工装1的后端头之间形成了可承受一定压力的封闭空间。具体为在脱模封头螺纹10处涂抹一层0.2mm厚硅脂，在脱模工装4的螺纹13和密封槽15处涂抹一层0.2mm厚硅脂，将密封圈14涂抹硅脂后均匀安放在密封槽15内，将脱模工装4和脱模封头3进行螺接安装，在旋紧盲孔18处插入加力杆旋紧脱模工装，保证脱模工装4和脱模封头3的固定连接。
(5)在水压作用下将芯模1顶出纤维复合材料辊筒2，随着芯模1不断顶出，注入的水始终填满型腔并保持一定压力，直至芯模1和纤维复合材料辊筒2分离，水自动排出，完成脱模。
(6)在旋紧盲孔18处插入加力杆拆卸取下脱模工装，将纤维复合材料辊筒2和脱模封头3的组合体与脱模工装4进行分离。在距离脱模封头对接面12处向产品方向50mm处沿周向切断，完成脱模封头3和纤维复合材料辊筒2的分离。
(7)将分离后的脱模封头组合头部朝上坐落在环形封头脱模底座20上，将封头脱模工装19安放在脱模封头3上，用物理敲打将脱模封头和纤维复合材料脱模，完成脱模封头3的分离。
本发明所述的纤维复合材料辊筒脱模装置，其芯模和脱模封头连接固定后，进行湿法连续纤维缠绕成型纤维复合材料辊筒，固化后将脱模工装螺旋安装到脱模封头上，然后将脱模泵注水软管螺旋安装到脱模工装注水口上，调节压力并注水，将芯模顶出，和纤维复合材料辊筒产品进行分离，完成脱模。该脱模方法简便高效，对产品没有损伤，适用各种直径、各种壁厚和各种长度的纤维复合材料辊筒的脱模，且节省场地，用芯模2倍长的场地就可以完成产品的脱模。
以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。
Claims (9)
1.一种纤维复合材料辊筒的脱模方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)将脱模封头(3)和芯模(1)安装组合，在芯模(1)和脱模封头(3)对接位置涂抹脱模剂，待脱模剂干后，再涂抹一层硅脂，然后将脱模封头(3)从芯模(1)的后端头穿入到芯模(1)上，保证芯模对接面(7)和脱模封头对接面(12)配合对接无缝隙；
(2)芯模(1)和脱模封头(3)组合安装完成后连接固定到缠绕机上，在芯模(1)的前端头定位孔(8)和后端头定位孔(9)处穿入螺栓固定，防止连续缠绕过程中芯模(1)的自转动从而影响线型的稳定，完成后将脱模封头(3)和芯模(1)组合结构上涂抹脱模剂，进行湿法连续缠绕成型纤维复合材料辊筒(2)；
(3)所述纤维复合材料辊筒(2)成型固化后，将脱模工装(4)和脱模封头(3)进行螺接安装，脱模工装(4)上的密封圈(14)密封了脱模工装(4)和脱模封头(3)的轴向配合面，在脱模工装(4)、脱模封头(3)和脱模工装(4)的后端头之间形成了可承受一定压力的封闭空间；
(4)所述脱模工装(4)的接嘴(16)和脱模泵注水软管接头进行螺接，通过脱模泵的压力阀结合纤维复合材料辊筒的尺寸规格调节注水压力，将水在脱模泵压力作用下通过注水口(17)压入脱模工装(4)、脱模封头(3)和脱模工装(4)的后端头之间形成的封闭空间内；
(5)在水压作用下将芯模(1)顶出纤维复合材料辊筒(2)，随着芯模(1)不断顶出，注入的水始终填满型腔并保持一定压力，直至芯模(1)和纤维复合材料辊筒(2)分离，水自动排出，完成脱模。
2.根据权利要求1所述的纤维复合材料辊筒的脱模方法，其特征在于：脱模后，在旋紧盲孔(18)处插入加力杆拆卸取下脱模工装，将纤维复合材料辊筒(2)和脱模封头(3)的组合体与脱模工装(4)进行分离，在距离脱模封头对接面(12)处向产品方向50mm处沿周向切断，完成脱模封头(3)和纤维复合材料辊筒(2)的分离。
3.根据权利要求2所述的纤维复合材料辊筒的脱模方法，其特征在于：所述脱模封头(3)和纤维复合材料辊筒(2)分离后，将分离后的脱模封头组合头部朝上坐落在环形封头脱模底座(20)上，将封头脱模工装(19)安放在脱模封头(3)上，用物理敲打将脱模封头(3)和纤维复合材料脱模，完成脱模封头(3)的分离。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的纤维复合材料辊筒脱模方法所采用的脱模装置，其特征在于：包括芯模(1)、脱模封头(3)和脱模工装(4)，所述芯模(1)和脱模封头(3)配合连接，所述脱模封头(3)上连接脱模工装(4)。
5.根据权利要求4所述的纤维复合材料辊筒脱模装置，其特征在于：所述芯模(1)前后端分别设置有前端头定位孔(8)和后端头定位孔(9)，在芯模(1)的前端头定位孔(8)和后端头定位孔(9)处穿入螺栓固定。
6.根据权利要求4或5所述的纤维复合材料辊筒脱模装置，其特征在于：所述芯模(1)和脱模封头(3)对接位置设置有芯模配合定位台(5)、芯模配合面(6)和芯模对接面(7)，所述芯模配合定位台(5)、芯模配合面(6)和芯模对接面(7)依次垂直，形成台阶。
7.根据权利要求6所述的纤维复合材料辊筒脱模装置，其特征在于：所述脱模封头(3)上设置有脱模封头对接面(12)、脱模封头螺纹(10)和脱模封头密封面(11)，所述芯模对接面(7)和脱模封头对接面(12)配合对接，所述脱模封头螺纹(10)与脱模工装(4)连接，所述脱模封头密封面(11)位于脱模封头螺纹(10)前端用于密封。
8.根据权利要求7所述的纤维复合材料辊筒脱模装置，其特征在于：所述脱模工装(4)包括本体、脱模工装螺纹(13)、密封槽(15)、接嘴(16)、注水口(17)和旋紧盲孔(18)，所述脱模工装(4)的本体的一端设置有脱模工装螺纹(13)和密封槽(15)，所述脱模封头(3)的脱模封头密封面(11)与密封槽(15)进行螺纹安装，所述脱模工装(4)的本体上方设置旋紧盲孔(18)，在旋紧盲孔(18)处插入加力杆旋紧脱模工装，保证脱模工装(4)和脱模封头(3)的固定连接，所述脱模工装(4)的本体的另一端设置有接嘴(16)，所述接嘴(16)的注水口(17)和脱模泵注水软管接头进行螺接。
9.根据权利要求8所述的纤维复合材料辊筒脱模装置，其特征在于：所述密封槽(15)内设置有密封圈(14)，密封圈(14)密封了脱模工装(4)和脱模封头(3)的脱模封头密封面(11)的轴向配合面。
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