CN116476283A - 一种适用于筒形件的缠绕成型模具及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种适用于筒形件的缠绕成型模具,包括内筒模和支撑环,支撑环套装于内筒模的外部,支撑环包括至少三个支撑瓣,全部的支撑瓣绕内筒模的轴线周向设置并围成支撑环,支撑环与内筒模可拆装连接。缠绕材料在支撑环外部缠绕固化,生成待脱模成品,脱模时,将内筒模与支撑环分离开,然后将支撑瓣由缠绕成品上剥离,支撑环与内筒模可拆装连接,方便脱模操作,分体式结构的支撑环方便了支撑瓣与成品顺利分离。本发明利用内筒模和分体式结构的支撑环,降低了缠绕成型生产过程中的脱模难度。与此同时,本发明还提供一种适用于筒形件的缠绕成型方法,利用上述的适用于筒形件的缠绕成型模具,提高了缠绕成型的脱模便捷性。

Description

一种适用于筒形件的缠绕成型模具及方法
技术领域
本发明涉及缠绕成型技术领域,特别是涉及一种适用于筒形件的缠绕成型模具及方法。
背景技术
近年来,高性能纤维增强树脂基复合材料因为具有比强度高、比模量高、可设计性强等性能,逐渐成为航空、航天、储能等高端领域应用的重要结构材料。使得纤维缠绕成型成为纤维复合材料成型中重要的成型工艺之一,其中湿法缠绕成型作为一种自动化程度较高、缠绕效率突出的纤维增强树脂基复合材料制备工艺,被广泛应用于缠绕筒体等回旋体结构材料的制备。随后纤维缠绕成品再进行固化、脱模形成碳纤维圆柱体、球体等回转体制品。
但是在现有技术中,模具的脱离较为困难,尤其是在某些回转结构产品的缠绕成型过程中,模具外表面需包裹脱模布,脱模布外表面包裹橡胶件,然后橡胶件外表面再缠绕碳纤维,随后固化得到纤维缠绕成品。在脱模过程中是将模具和外表面缠绕的脱模布从纤维缠绕成品中轴向脱离,而由于脱模布与橡胶件在脱模过程中摩擦力特别大,增大了脱模难度。公开号为CN113561460A的中国专利,公开了一种脱模机,实现了顺利脱模,但是该脱模机结构复杂,操作便捷性不佳。
因此,如何改变现有技术中,缠绕成型生产过程中,脱模难度较大、脱模机构操作复杂的现状,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于筒形件的缠绕成型模具及方法,以解决上述现有技术存在的问题,降低缠绕成型生产过程中脱模难度,提高模具脱模便捷性。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种适用于筒形件的缠绕成型模具,包括:
内筒模;
支撑环,所述支撑环套装于所述内筒模的外部,所述支撑环包括至少三个支撑瓣,全部的所述支撑瓣绕所述内筒模的轴线周向设置并围成所述支撑环,所述支撑环与所述内筒模可拆装连接。
优选地,所述支撑环的一端轴向端面连接有定位键,所述定位键与所述内筒模插接相连。
优选地,所述定位键连接有定位柱,所述内筒模的轴向端面上具有与所述定位柱相适配的定位孔,所述定位柱与所述定位孔插接相连。
优选地,所述定位键与所述支撑瓣一一对应,其中一个所述支撑瓣的两侧立面相平行且两侧立面以过所述支撑环轴线的平面为对称面镜像设置。
优选地,所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,还包括第一连接组件,所述第一连接组件包括第一封头和第一连接轴,所述第一封头套装于所述第一连接轴的外部,所述第一封头与所述定位键相抵,所述第一封头远离所述内筒模的一侧为弧面结构,所述第一连接轴穿过所述第一封头与所述内筒模可拆卸连接。
优选地,所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,还包括第二连接组件,所述第二连接组件包括第二封头和第二连接轴,所述第二封头套装于所述第二连接轴的外部,所述第二封头与所述支撑环可拆卸连接,所述第二封头远离所述内筒模的一侧为弧面结构,所述第二连接轴穿过所述第二封头与所述内筒模可拆卸连接。
优选地,所述第二封头朝向所述内筒模的一侧设置有连接柱,所述支撑环远离所述定位键的一端设置有与所述连接柱相适配的连接孔,所述连接柱与所述连接孔插接相连。
优选地,所述第一连接轴、所述第二连接轴均与所述内筒模螺纹连接;
所述第一连接轴以及所述第二连接轴均为阶梯轴。
优选地,所述支撑环外部设置有脱模布,所述脱模布的外部还设置有橡胶层。
进一步地,本发明还提供一种适用于筒形件的缠绕成型方法,利用上述的适用于筒形件的缠绕成型模具,缠绕成型时,所述支撑环套装于所述内筒模的外部,缠绕成型的材料层包裹在所述支撑环的外部;脱模时,将所述内筒模由所述支撑环内抽出,然后分离所述支撑瓣与所述材料层,直至取出全部的所述支撑瓣。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
利用本发明的适用于筒形件的缠绕成型模具时,缠绕材料在支撑环外部缠绕固化,生成待脱模成品,脱模时,将内筒模与支撑环分离开,然后将支撑瓣由缠绕成品上剥离,支撑环与内筒模可拆装连接,方便脱模操作,分体式结构的支撑环方便了支撑瓣与成品顺利分离。本发明利用内筒模和分体式结构的支撑环,降低了缠绕成型生产过程中的脱模难度,且本发明的模具结构简单,提高了脱模操作便捷性。
与此同时,本发明还提供一种适用于筒形件的缠绕成型方法,利用上述的适用于筒形件的缠绕成型模具,提高了缠绕成型的脱模便捷性。
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为本发明实施例所公开的适用于筒形件的缠绕成型模具的结构示意图;
图2为本发明实施例所公开的适用于筒形件的缠绕成型模具的拆解结构示意图;
图3为本发明实施例所公开的适用于筒形件的缠绕成型模具的部分结构示意图;
图4为本发明实施例所公开的适用于筒形件的缠绕成型模具的剖切结构示意图;
图5为本发明实施例所公开的适用于筒形件的缠绕成型模具的支撑环的部分结构示意图。
其中,1为内筒模,101为定位孔,2为支撑环,201为支撑瓣,202为连接孔,3为定位键,4为定位柱,5为第一封头,6为第一连接轴,7为第二封头,8为第二连接轴,9为连接柱,10为脱模布,11为橡胶层,12为材料层。
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种适用于筒形件的缠绕成型模具及方法,以解决上述现有技术存在的问题,降低缠绕成型生产过程中脱模难度,提高模具脱模便捷性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种适用于筒形件的缠绕成型模具,包括内筒模1和支撑环2,支撑环2套装于内筒模1的外部,支撑环2包括至少三个支撑瓣201,全部的支撑瓣201绕内筒模1的轴线周向设置并围成支撑环2,支撑环2与内筒模1可拆装连接。
利用本发明的适用于筒形件的缠绕成型模具时,缠绕材料在支撑环2外部缠绕固化,生成待脱模成品,在缠绕成型过程中,内筒模1能够为支撑环2提供稳定支撑,保证缠绕成型质量。脱模时,将内筒模1与支撑环2分离开,然后将支撑瓣201由缠绕成品上剥离,支撑环2与内筒模1可拆装连接,方便脱模操作,分体式结构的支撑环2方便了支撑瓣201与成品顺利分离。本发明利用内筒模1和分体式结构的支撑环2,降低了缠绕成型生产过程中的脱模难度,且本发明的模具结构简单,提高了脱模操作便捷性。
为了方便支撑环2与内筒模1连接,支撑环2的一端轴向端面连接有定位键3,定位键3与内筒模1插接相连,采用插接连接方式,拆装便捷,方便操作,支撑环2与内筒模1相连,内筒模1能够带动支撑环2转动完成缠绕成型,成型后,将内筒模1由支撑环2的另一端(没有设置定位键3的一端)抽出,方便脱模操作。
在本具体实施方式中,定位键3连接有定位柱4,定位键3与定位柱4形成L形结构,内筒模1的轴向端面上具有与定位柱4相适配的定位孔101,定位柱4与定位孔101插接相连,以同时限定支撑环2的轴向位移和径向位移,提高支撑环2的稳定性,进而保证缠绕成型质量。
为了进一步提高支撑环2的稳定性,定位键3与支撑瓣201一一对应,以固定每一个支撑瓣201,此处还需要解释说明的是,支撑瓣201的数量可根据实际工况选择,在本具体实施方式中,支撑瓣201的数量为三个,在实际应用中,还可以根据脱模需要设置不同数量和结构的支撑瓣201,满足不同的操作需求,提高模具的灵活适应性。还需要强调的是,在本具体实施方式中,为了方便分离支撑环2,设置其中一个支撑瓣201的两侧立面相平行,且两侧立面以过支撑环2轴线的平面为对称面镜像设置,如图5所示,在脱模时,首先将此支撑瓣201沿径向移动,使其与成品分离,设置两平行的侧立面能够避免两侧支撑瓣201影响首先分离的这一支撑瓣201顺利移动,待这一支撑瓣201顺利脱模后,再进行其他的支撑瓣201的脱模,进一步保证脱模可靠性。在实际应用中,还可以根据实际情况灵活调整支撑瓣201的规格和数量以实现顺利分离。
具体地,为了实现动力的顺利传递,本发明的适用于筒形件的缠绕成型模具,还包括第一连接组件,第一连接组件包括第一封头5和第一连接轴6,第一封头5套装于第一连接轴6的外部,第一封头5与定位键3相抵,第一封头5远离内筒模1的一侧为弧面结构,第一连接轴6穿过第一封头5与内筒模1可拆卸连接。内筒模1可利用第一连接轴6与驱动部件相连,驱动部件带动内筒模1以及支撑环2转动实现缠绕成型,第一封头5具有弧面结构,进一步方便材料的缠绕成型过程。
相应地,本发明的适用于筒形件的缠绕成型模具,还包括第二连接组件,第二连接组件包括第二封头7和第二连接轴8,第二封头7套装于第二连接轴8的外部,第二封头7与支撑环2可拆卸连接,第二封头7远离内筒模1的一侧为弧面结构,第二连接轴8穿过第二封头7与内筒模1可拆卸连接。第一连接轴6和第二连接轴8能够对内筒模1以及支撑环2提供稳定支撑,第一连接轴6和第二连接轴8可择一与驱动部件相连,第二封头7同样设置弧面结构,保证材料的顺利缠绕成型。
另外,为了方便第二封头7的连接定位,第二封头7朝向内筒模1的一侧设置有连接柱9,支撑环2远离定位键3的一端设置有与连接柱9相适配的连接孔202,连接柱9与连接孔202插接相连,以使第二封头7与支撑环2相连,随支撑环2以及内筒模1同步运动。
在本具体实施方式中,第一连接轴6、第二连接轴8均与内筒模1螺纹连接,采用螺纹连接方式,连接紧固,拆装便捷,进一步方便了缠绕成型后的脱模操作。
还需要说明的是,第一连接轴6以及第二连接轴8均为阶梯轴,第一连接轴6的直径较大一端的轴向台阶面与第一封头5相抵,与定位键3相配合固定第一封头5的轴向位置,同理,第二连接轴8的直径较大一端的轴向台阶面与第二封头7相抵,与支撑环2相配合固定第二封头7的位置,进一步提高模具的结构稳定性。
更具体地,支撑环2外部设置有脱模布10,进一步方便脱模操作,脱模布10的外部还设置有橡胶层11,保证缠绕成型产品的结构强度,在实际应用中,还可以根据实际工况选择合适类型的脱模布10以及是否需要设置橡胶层11。
进一步地,本发明还提供一种适用于筒形件的缠绕成型方法,利用上述的适用于筒形件的缠绕成型模具,缠绕成型时,支撑环2套装于内筒模1的外部,缠绕成型的材料层12包裹在支撑环2的外部;脱模时,将内筒模1由支撑环2内抽出,然后分离支撑瓣201与材料层12,直至取出全部的支撑瓣201。
在实际缠绕成型生产中,可在支撑环2外部贴一层脱模布10,然后在脱模布10外表面包裹上橡胶层11,然后进行铺层缠绕,生成复合材料层12,根据具体的复合材料层12的特性选择合适的固定条件,对缠绕的复合材料层12进行加热固化,得到待脱模的成品。将第一连接轴6以及第一封头5拆下,沿内筒模1轴线朝向远离第一连接轴6的方向,将第二连接轴8、第二封头7以及内筒模1抽出,由支撑环2内部,沿定位键3径向方向取下支撑瓣201(图5所示的具有两平行侧立面的支撑瓣201),然后取下其余的支撑瓣201,撕下脱模布10完成缠绕成品脱模。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于,包括:
内筒模;
支撑环,所述支撑环套装于所述内筒模的外部,所述支撑环包括至少三个支撑瓣,全部的所述支撑瓣绕所述内筒模的轴线周向设置并围成所述支撑环,所述支撑环与所述内筒模可拆装连接。
2.根据权利要求1所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于:所述支撑环的一端轴向端面连接有定位键,所述定位键与所述内筒模插接相连。
3.根据权利要求2所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于:所述定位键连接有定位柱,所述内筒模的轴向端面上具有与所述定位柱相适配的定位孔,所述定位柱与所述定位孔插接相连。
4.根据权利要求2所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于:所述定位键与所述支撑瓣一一对应,其中一个所述支撑瓣的两侧立面相平行且两侧立面以过所述支撑环轴线的平面为对称面镜像设置。
5.根据权利要求2所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于:还包括第一连接组件,所述第一连接组件包括第一封头和第一连接轴,所述第一封头套装于所述第一连接轴的外部,所述第一封头与所述定位键相抵,所述第一封头远离所述内筒模的一侧为弧面结构,所述第一连接轴穿过所述第一封头与所述内筒模可拆卸连接。
6.根据权利要求5所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于:还包括第二连接组件,所述第二连接组件包括第二封头和第二连接轴,所述第二封头套装于所述第二连接轴的外部,所述第二封头与所述支撑环可拆卸连接,所述第二封头远离所述内筒模的一侧为弧面结构,所述第二连接轴穿过所述第二封头与所述内筒模可拆卸连接。
7.根据权利要求6所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于:所述第二封头朝向所述内筒模的一侧设置有连接柱,所述支撑环远离所述定位键的一端设置有与所述连接柱相适配的连接孔,所述连接柱与所述连接孔插接相连。
8.根据权利要求6所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于:所述第一连接轴、所述第二连接轴均与所述内筒模螺纹连接;
所述第一连接轴以及所述第二连接轴均为阶梯轴。
9.根据权利要求1-8任一项所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于:所述支撑环外部设置有脱模布,所述脱模布的外部还设置有橡胶层。
10.一种适用于筒形件的缠绕成型方法,利用权利要求1-9任一项所述的适用于筒形件的缠绕成型模具,其特征在于:缠绕成型时,所述支撑环套装于所述内筒模的外部,缠绕成型的材料层包裹在所述支撑环的外部;脱模时,将所述内筒模由所述支撑环内抽出,然后分离所述支撑瓣与所述材料层,直至取出全部的所述支撑瓣。
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