CN115056508A - 一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模，包括固定模和移动模，在固定模和移动模的天侧设置有将待合模压制的碳纤维基材夹持固定的夹持机构，特点是固定模上位于夹持机构的下方设置有至少一根用于防止碳纤维基材撕裂的弹性顶杆，优点在于通过在夹持机构的下方设置弹性顶杆，能够减缓碳纤维基材沿固定模的模仁的曲率变化趋势，有效地解决复合汽车内门板的一次成型加工过程中，因为碳纤维基材成型曲率变化过大而出现起皱、重叠、撕裂并破损的现象，从而导致复合加工的产品报废的问题，使得采用一次成型加工的方法可以成形复杂的三维曲面形状的复合汽车内门板。

Description

一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模
技术领域
本发明涉及一种成型模，尤其是涉及一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模。
背景技术
汽车内门板的轻量化已经发展到采用两种不同的材料复合成型的阶段，在大大减轻重量的同时其强度特性不受影响。但目前这种复合门板的加工通常需要模压和注塑分阶段的二次成型效率低且成本高。2020年12月29日公告授权的202011019077.5号中国发明专利公开了一种用于轻质复合汽车内门板一次成型的注塑模具解决了上述的问题。但是由于碳纤维基材的曲面形状十分复杂，均是空间的3D曲面结构，因此会因为板材成型曲率变化过大，出现板材起皱、重叠、撕裂并破损的现象，导致复合加工的产品报废。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在碳纤维基材在成型过程中，防止因为板材成型曲率变化过大而出现板材被撕裂和破损的基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模，包括固定模和移动模，在所述的固定模和所述的移动模的天侧设置有将待合模压制的碳纤维基材夹持固定的夹持机构，所述的夹持机构包括由第一油缸驱动的定模侧固定杆和由第二油缸驱动的动模侧固定杆，所述的第一油缸的第一进油口串接有第一溢流阀，所述的第二油缸的第二进油口串接有第二溢流阀，所述的第二溢流阀的导通油压值大于所述的第一溢流阀的导通油压值，当所述的固定模和所述的移动模完成合模时，所述的定模侧固定杆的端面与所述的固定模的模仁的内表面平齐，所述的动模侧固定杆的端面与所述的移动模的模仁的内表面平齐，所述的固定模上位于所述的夹持机构的下方设置有至少一根用于防止所述的碳纤维基材撕裂的弹性顶杆，所述的弹性顶杆伸出所述的固定模的模仁内表面，当所述的固定模和所述的移动模完成合模时，所述的弹性顶杆的端面与所述的固定模的模仁的内表面平齐。
进一步的，所述的弹性顶杆的后端设置有压簧，当所述的压簧不受力时，所述的弹性顶杆的前端伸出所述的固定模的模仁的内表面。
优选地，所述的弹性顶杆为两根，两根所述的弹性顶杆水平并列设置。两根并列设置的弹性顶杆不仅能够有效地解决存在的问题，并能够使碳纤维基材流动更为均衡，而且性价比也是最高的。
优选地，所述的弹性顶杆的头部为弧形面。这一结构能够使碳纤维基材流动更为顺畅，进一步降低撕裂的可能性。
优选地，所述的固定模上设置有弹簧腔，所述的压簧设置在所述的弹簧腔内，所述的压簧顶接在所述的弹性顶杆后端，所述的弹性顶杆上设置有位于所述的弹簧腔内的径向凸起的限位凸台。这一结构能够防止弹性顶杆的脱落。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过在夹持机构的下方设置弹性顶杆，能够减缓碳纤维基材沿固定模的模仁的曲率变化趋势，有效地解决复合汽车内门板的一次成型加工过程中，因为碳纤维基材成型曲率变化过大而出现起皱、重叠、撕裂并破损的现象，从而导致复合加工的产品报废的问题，使得采用一次成型加工的方法可以成形复杂的三维曲面形状的复合汽车内门板。
附图说明
图1为本发明实施例的模具结构示意图；
图2为本发明夹持机构的油缸和溢流阀的结构示意图；
图3为本发明合模前的模具结构示意图；
图4为图3中的B处放大图；
图5为是碳纤维基材5在模具处于图3状态时的形状示意图；
图6为对应于图4的放大图，移动模侧沿着图3中的箭头A所指示的方向，往固定模1方向继续合模的状态示意图；
图7为对应图6中的G处放大图，表示碳纤维基材5是沿箭头E所示的方向，通过弹性顶杆的弧形端面往上流动；
图8是碳纤维基材5在模具处于图6状态时的形状示意图；
图9为移动模2沿着图3中的箭头A所指示的方向，在图6的基础上，继续往固定模1方向合模的状态示意图；
图10是碳纤维基材5在模具处于图9状态时的形状示意图；
图11为移动模2沿着图3中的箭头A所指示的方向，在图9的基础上，继续往固定模1方向合模的状态示意图；
图12是碳纤维基材5在模具处于图11状态时的形状示意图；
图13为移动模2沿着图3中的箭头A所指示的方向，在图11的基础上，继续往固定模1方向合模的状态示意图；
图14是碳纤维基材5在模具处于图13状态时的形状示意图；
图15为本发明实施例模具完成合模动作的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：如图1~图15所示，一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模，包括固定模1和移动模2，在固定模1和移动模2的天侧设置有将待合模压制的碳纤维基材5夹持固定的夹持机构3，夹持机构3包括由第一油缸31驱动的定模侧固定杆32和由第二油缸33驱动的动模侧固定杆34，第一油缸31的第一进油口311串接有第一溢流阀35，第二油缸33的第二进油口331串接有第二溢流阀36，第二溢流阀36的导通油压值大于第一溢流阀35的导通油压值，当固定模1和移动模2完成合模时，定模侧固定杆32的端面与固定模1的模仁的内表面平齐，动模侧固定杆34的端面与移动模2的模仁的内表面平齐，固定模1上位于夹持机构3的下方水平并列设置有两根用于防止碳纤维基材5撕裂的弹性顶杆4，弹性顶杆4的头部41为弧形面，弹性顶杆4的后端设置有压簧42，当压簧42不受力时，弹性顶杆4的前端伸出固定模1的模仁的内表面，当固定模1和移动模2完成合模时，弹性顶杆4的端面与固定模1的模仁的内表面平齐，固定模1上设置有弹簧腔11，压簧42设置在弹簧腔11内，压簧42顶接在弹性顶杆4后端，弹性顶杆4上设置有位于弹簧腔内的径向凸起的限位凸台43。
以下结合附图对使用本发明的注塑模具进行轻质复合汽车内门板一次成型的过程进行详细的描述。
图3是模具准备合模的状态。在热塑性塑料成型模的成型过程中，固定模1，也就是模具的固定侧在注塑机上是不动的，移动模2在注塑过程中，会沿着箭头A所指示的方向，往固定模1方向合模，刚加热好的碳纤维基材5刚放入模具内部，呈直线的下垂状态。
从图3中可以看出，移动模2与固定模1的轮廓的复杂性，这个门板产品的形状比较复杂，呈曲面状态。
图4对应图3中的B处放大图，从图3可以看出，处于加热状态的碳纤维基材5被夹持机构3夹持在中间，从图上可以看出移动模2与固定模1的轮廓的复杂形状。弹性顶杆4设置在固定模1中，受压簧42的作用，弹性顶杆4是凸出固定模1的模仁表面的，弹性顶杆4的尾部上设置有径向凸起的限位凸台43，确保弹性顶杆4不会从分型面处掉下来，弹性顶杆4背后装有压簧42，确保弹性顶杆4有一定的后退调整空间。
图5是碳纤维基材5在模具处于图4状态时的形状。碳纤维基材5的外形为464.4×656.2mm，因为产品形状的要求，碳纤维基材5中间有些通孔。D1，D2，D3 三处就是对应着夹持机构3的夹持位置，也就是在我们所说的天侧，这个碳纤维基材5在D1，D2，D3三处处于夹持状态下，垂直呈平面状悬挂在模具的移动模2与固定模1之间。
图6是相对于图4，移动模2沿着图3中的箭头A所指示的方向，往固定模1方向继续合模的状态。可以看出。碳纤维基材5被夹持机构3推向了固定模1的模面上，此时，定模侧固定杆32缩回固定模1的模仁表面，由于重力的作用，处于热态的碳纤维基材5贴在了固固定模1的模仁模面上，在弹性顶杆4背面的压簧42的作用下，弹性顶杆4是凸出固定模1的模仁表面的。同样在重力作用下，碳纤维基材5贴在了弹性顶杆4的头部41的弧形面上。这样可以减缓碳纤维基材5的沿固定模1的模仁的曲率变化趋势，使碳纤维基材5不会因为随固定模1的模仁曲率变化过大，而产生碳纤维基材5（organo板材）撕裂的情况。这是弹性顶杆4的其中的作用之一。因为有了这个弹性顶杆4的设置，可以成形复杂的三维曲面的形状。
图8是碳纤维基材5在模具处于图6状态时的形状。这时的碳纤维基材5又顺着固定模1的模仁，上端有部分贴合在固定模1的模仁上。加上凸出固定模1的模仁的弹性顶杆4的头部的弧形面的作用，碳纤维基材5的长度从656.2mm变化到了650.2mm。意味着，碳纤维基材5的长度变短了。变短的原因，是碳纤维基材5上端有部分贴合在固定模1的模仁上，加上凸出固定模1的模仁的弹性顶杆4的头部的弧形面的作用，碳纤维基材5发生了变形。由于上端的D1，D2，D3三处被夹持住，天侧的碳纤维基材在变形过程中，不会有材料流动的现象出现，实际上是地侧的材料向天侧方向发生了流动。这是碳纤维基材5可以顺利成型的重要原因，这是弹性顶杆4的第二个作用。
碳纤维基材5的材料沿图7中的E所指的箭头，流过了凸出固定模1的模仁的弹性顶杆4的头部的弧形面，完成了碳纤维基材（organo板材）的第一步的热成型。
图9是在图6的基础上，移动模2沿着图3中的箭头A所指示的方向，往固定模1方向继续合模的状态。从图中可以看出。在弹性顶杆4的作用下，碳纤维基材5继续发生热压变形，动模侧固定杆34朝向移动模2回缩，移动模2的轮廓与碳纤维基材5接触，并使得碳纤维基材5继续发生弯曲变形。
图10是碳纤维基材5在模具处于图9状态时的形状，此时碳纤维基材5的外形为449.3×644.3mm，碳纤维基材5的长度从650.2mm变化到了644.3mm。意味着碳纤维基材5的长度变短了，变短的原因是碳纤维基材5上端有部分贴合在固定模1的模仁上。加上凸出固定模1的模仁的弹性顶杆4的头部的弧形面的作用，碳纤维基材5发生了变形。宽度也变小了，由464.4mm变成了449.3mm。也就是说，在合模过程中，受固定模1与移动模2的形状的压制，左右侧也发生了热压变形，导致碳纤维基材5的外形变小。可以看出来，碳纤维基材5的外形及曲面形状已经显现出来了。
图11是在图9的基础上，移动模2沿着图3中的箭头A所指示的方向，往固定模1方向继续合模的状态。从图中可以看出。在移动模2的合模作用下，弹性顶杆4受到移动模2的合模力的作用，沿箭头F所示的方向移动，压迫压簧42。移动模2的轮廓与固定模1的轮廓进一步靠拢，碳纤维基材5在移动模2的轮廓与固定模1的轮廓的作用下，继续发生热压变形，进一步靠近最终碳纤维基材5的形状。
图12是碳纤维基材5在模具处于图11状态时的形状，此时碳纤维基材5的外形为434.3×632.6mm，碳纤维基材5的长度从644.3mm变化到了632.6mm。意味着，碳纤维基材5的长度变短了，变短的原因是碳纤维基材5继续发生了热变形。材料沿E所指的箭头方向继续移动。宽度也变小了，由449.3mm变成了434.3mm。也就是说，在合模过程中，受固定模1与移动模2的形状的压制，左右侧也继续发生了热压变形，导致碳纤维基材5的外形变小。可以看出来，碳纤维基材5的外形及曲面形状已经进一步显现出来。
图13是在图11的基础上，移动模2沿着图3中的箭头A所指示的方向，往固定模1方向继续合模的状态。从图中可以看出。在移动模2的合模作用下，动模侧固定杆34已经缩回移动模2的模仁表面，而弹性顶杆4受到移动模2的合模力的作用，沿箭头F所示的方向移动，已经回退到固定模1的模仁表面，压迫压簧42。移动模2的轮廓与固定模1的轮廓合拢，碳纤维基材5在移动模2的轮廓与固定模1的轮廓的作用下，继续发生热压变形，完成了壁厚只有0.6mm的碳纤维基材5的热压成型。
图14是碳纤维基材5最终的状态，是碳纤维基材5在模具处于图13状态时的形状。此时碳纤维基材5的外形为419.19×620.92mm。碳纤维基材5的长度从632.6mm变化到了620.92mm。意味着，碳纤维基材5的长度变短了，变短的原因是碳纤维基材5继续发生了热变形，材料沿E所指的箭头方向继续移动。宽度也变小了，由434.3mm变成了419.19mm。也就是说，在合模过程中，受固定模1与移动模2的形状的压制，左右侧也继续发生了热压变形，导致碳纤维基材5的外形变小。移动模2的模仁表面与固定模1的模仁表面合模到位，完成了碳纤维基材5在热塑性塑料成型模中的热压成型过程。

Claims (5)

1.一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模，包括固定模和移动模，在所述的固定模和所述的移动模的天侧设置有将待合模压制的碳纤维基材夹持固定的夹持机构，所述的夹持机构包括由第一油缸驱动的定模侧固定杆和由第二油缸驱动的动模侧固定杆，所述的第一油缸的第一进油口串接有第一溢流阀，所述的第二油缸的第二进油口串接有第二溢流阀，所述的第二溢流阀的导通油压值大于所述的第一溢流阀的导通油压值，当所述的固定模和所述的移动模完成合模时，所述的定模侧固定杆的端面与所述的固定模的模仁的内表面平齐，所述的动模侧固定杆的端面与所述的移动模的模仁的内表面平齐，其特征在于所述的固定模上位于所述的夹持机构的下方设置有至少一根用于防止所述的碳纤维基材撕裂的弹性顶杆，所述的弹性顶杆伸出所述的固定模的模仁内表面，当所述的固定模和所述的移动模完成合模时，所述的弹性顶杆的端面与所述的固定模的模仁的内表面平齐。
2.如权利要求1所述的一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模，其特征在于所述的弹性顶杆的后端设置有压簧，当所述的压簧不受力时，所述的弹性顶杆的前端伸出所述的固定模的模仁的内表面。
3.如权利要求2所述的一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模，其特征在于所述的弹性顶杆为两根，两根所述的弹性顶杆水平并列设置。
4.如权利要求2或3所述的一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模，其特征在于所述的弹性顶杆的头部为弧形面。
5.如权利要求4所述的一种基于复合汽车门板的热塑性塑料成型模，其特征在于所述的固定模上设置有弹簧腔，所述的压簧设置在所述的弹簧腔内，所述的压簧顶接在所述的弹性顶杆后端，所述的弹性顶杆上设置有位于所述的弹簧腔内的径向凸起的限位凸台。
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