CN117656538B - 一种异形空心管件的成型模具及成型方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及航空材料技术领域，本申请公开了一种异形空心管件的成型模具及成型方法，空心管件第二端具有封口，空心管件包括第一径部和第二径部，第二径部设置在靠近第二端的一侧，第一径部的最大截面内径小于第二径部的最大截面内径，成型模具中阳模为热膨胀材料，阳模具有初始尺寸；阴模为非热膨胀材料，阳模在初始尺寸下与阴模形成初始型腔，初始型腔的空间尺寸大于空心管件的厚度；阳模在真空热压成型过程中具有膨胀尺寸，阳模在膨胀尺寸下与阴模形成定型型腔，定型型腔的空间尺寸等于空心管件的厚度；阳模的膨胀尺寸与初始尺寸的差值大于等于第二径部的截面内径与第一径部的截面内径的差值，以在真空热压成型并冷却后阳模自第一端上脱模。

Description

一种异形空心管件的成型模具及成型方法

技术领域

本申请一般涉及航空材料技术领域，具体涉及一种异形空心管件的成型模具及成型方法。

背景技术

管件作为设备各个受力和支承构件的组成，其作用一般为连接、控制、变向、分流、密封、支撑等。作为设备的组成，其同时也需要满足设备所需要的环境要求。

目前，纤维管是采用纤维复合材料预浸料层压铺设在阳模上经过加热固化而成，在管件成型过程中，其在长度方向上与阳模紧密接触，这种脱模方式难以实现，或容易对管件造成严重损坏。

另外，在沿长度方向上进行脱模时，要求管件的径向尺寸不能增加，否则会影响脱模，因此对于异形结构的空心管件来说，无法应用现有中的一体式成型方法完成脱模。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种异形空心管件的成型模具及成型方法，可以实现异形内径空心管件的一体式成型，提高成型质量。

第一方面，本申请提供了一种异形空心管件的成型模具，所述空心管件包括沿长度方向设置的第一端和第二端，所述第一端具有开口，所述第二端具有封口，所述空心管件包括第一径部和第二径部，所述第二径部设置在靠近所述第二端的一侧，所述第一径部的最大截面内径小于所述第二径部的最大截面内径，其中，所述成型模具包括阳模和阴模，

所述阳模为热膨胀材料，所述阳模具有初始尺寸，所述阳模上设置有第一成型区和第二成型区，所述第一成型区的形状与所述第一径部的内表面形状相适配，所述第一成型区用于随形铺设多层第一预浸料以成型所述第一径部，所述第二成型区的形状与所述第二径部的内表面形状相适配，所述第二成型区用于随形铺设多层第二预浸料以成型所述第二径部；

所述阴模为非热膨胀材料，所述阴模与所述第一径部和所述第二径部的外表面形状相适配，所述阳模在初始尺寸下与所述阴模形成初始型腔，所述初始型腔的空间尺寸大于所述空心管件的厚度；

所述阳模在真空热压成型过程中具有膨胀尺寸，所述阳模在膨胀尺寸下与所述阴模形成定型型腔，所述定型型腔的空间尺寸等于所述空心管件的厚度；

所述阳模的膨胀尺寸与初始尺寸的差值大于等于所述第二径部的截面内径与第一径部的截面内径的差值，以在真空热压成型并冷却后所述阳模自所述第一端沿远离所述第二端方向上进行脱模。

可选地，在沿远离所述第一径部方向上，所述第二径部在垂直于延伸方向上的截面内径逐渐递增；在沿远离所述第一径部方向上，所述第二径部在垂直于延伸方向上的截面外径逐渐递增；所述第一径部的截面内径尺寸不变，所述第一径部的截面外径尺寸不变；所述第二成型区在靠近所述第一成型区的一端包括倾斜面，并与所述第一成型区相接，所述第二成型区的截面内径大于等于所述第一成型区的截面内径。

可选地，所述第一径部在与所述第二径部之间的连接位置处设置有加强部，所述加强部在远离所述空心管件的轴线的一侧表面与所述第一径部的外表面相匹配，所述加强部在靠近所述轴线的一侧表面相对于所述第二径部的内表面向所述轴线方向凸出；所述加强部在垂直于延伸方向上的截面内径小于所述第二径部在垂直于延伸方向上的截面内径。

可选地，所述第一成型区与所述第二成型区之间设置有连接槽，所述连接槽包括底面和设置在所述底面两侧的第一坡面和第二坡面，所述第一坡面与所述第一成型区相接，所述第二坡面与所述第二成型区相接，所述第一径部通过将第一预浸料自所述第一成型区经所述第一坡面延伸并覆盖所述底面形成，所述第二径部通过将第二预浸料自所述第二成型区经所述第二坡面延伸并覆盖所述底面形成，所述第一预浸料和所述第二预浸料在所述底面上交替层叠设置。

可选地，所述连接槽内设置有多个限位推块，多个所述限位推块围绕所述阳模的轴线设置并与所述连接槽的形状相适配，所述限位推块与所述连接槽的表面抵紧接触，所述限位推块为热膨胀材料；

所述限位推块在非膨胀状态时，所述限位推块的厚度小于所述连接槽底面到所述第一成型区的垂直距离；所述限位推块包括远离所述轴线的顶面，所述第一预浸料和所述第二预浸料在所述顶面上交替层叠设置。

可选地，所述限位推块在平行于所述延伸方向的截面形状为梯形，该梯形的斜边与所述第一坡面和所述第二坡面的倾斜角相适配；

所述阳模的膨胀量与所述限位推块的膨胀量之和大于等于在非膨胀状态时所述限位推块的顶面到所述第二成型区的垂直距离。

可选地，所述阴模包括外型区，所述外型区用于成型所述空心管件的外表面，所述第一径部的外径大于所述第二径部的外径；所述外型区包括与所述第一成型区对应的第一外型子区、与所述连接槽对应的第二外型子区以及与所述第二成型区对应的第三外型子区，所述第二外型子区用于成型所述加强部的外表面。

可选地，所述阴模包括围合形成封闭空间的第一侧板、第二侧板、第一端板、第二端板、底板、顶板；所述阴模上设置有与所述封闭空间相连通的抽气口；

所述第一端板与所述阳模的一端抵紧接触并固定连接；所述第二端板与所述阳模的另一端抵紧接触并固定连接。

第二方面，本申请提供了一种异形空心管件的成型方法，采用如以上任一所述的异形空心管件的成型模具，所述方法包括：

提供阳模，在所述阳模的初始尺寸时的第一成型区上随形铺设第一预浸料，以及在所述阳模的初始尺寸时的第二成型区上随形铺设第二预浸料；

提供阴模，将所述阴模与所述阳模进行合模形成型腔，并对所述型腔进行抽真空处理；

通过真空热压成型方式进行一体式成型，并在冷却后将所述阳模自所述第一端沿远离所述第二端方向上进行脱模。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的异形空心管件的成型模具，通过将阳模设置为热膨胀材料，在真空热压成型过程中定向膨胀，使得铺设在阳模上预浸料同时进行压缩，即异形空心管件的内表面向远离阳模轴线方向偏移，因此，形成的空心管件的第一径部的内表面最小截面内径的尺寸增大，进而可以实现阳模自所述空心管件上进行脱模；通过此方式可以简化空心管件的成型工艺，提高成型质量。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请的实施例提供的一种异形空心管件的结构示意图；

图2为本申请的实施例提供的一种成型模具的结构示意图；

图3为本申请的实施例提供的一种异形空心管件的成型原理示意图；

图4为本申请的实施例提供的一种异形空心管件的部分截面示意图；

图5为本申请的实施例提供的一种预浸料在连接槽处的铺设示意图；

图6为本申请的实施例提供的另一种异形空心管件的成型原理示意图；

图7为本申请的实施例提供的又一种异形空心管件的成型原理示意图；

图8为本申请的实施例提供的限位推块的结构示意图；

图9为本申请的实施例提供的另一种异形空心管件的部分截面示意图；

图10为本申请的实施例提供的一种预浸块的结构示意图；

图11为本申请的实施例提供的一种加强环部的成型原理示意图；

图12为本申请的实施例提供的一种封口的成型原理示意图；

图13为本申请的实施例提供的另一种封口的成型原理示意图；

图14为本申请的实施例提供的一种接合胶部的截面示意图。

图中：

100、空心管件；200、阳模；300、阴模；

110、第一径部；120、第二径部；130、开口；140、封口；150、加强部；160、加强环部；

210、第一成型区；220、第二成型区；230、连接槽；240、限位推块；231、底面；232、第一坡面；233、第二坡面；241、顶面；250、凹槽；

310、第一外型子区；320、第二外型子区；330、第三外型子区；340、抽气口；

410、预浸块；420、预浸封块；430、第一接触部；440、第二接触部；401、第一接触分部；402、第二接触分部；450、接合胶部；451、胶接层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请详见图1-2，本申请提供了一种异形空心管件100的成型模具，所述空心管件100包括沿长度方向设置的第一端和第二端，所述第一端具有开口130，所述第二端具有封口140，所述空心管件100包括第一径部110和第二径部120，所述第二径部120设置在靠近所述第二端的一侧，所述第一径部110的最大截面内径小于所述第二径部120的最大截面内径，其中，所述成型模具包括阳模200和阴模300。

所述阳模200为热膨胀材料，所述阳模200具有初始尺寸，所述阳模200上设置有第一成型区210和第二成型区220，所述第一成型区210的形状与所述第一径部110的内表面形状相适配，所述第一成型区210用于随形铺设多层第一预浸料以成型所述第一径部110，所述第二成型区220的形状与所述第二径部120的内表面形状相适配，所述第二成型区220用于随形铺设多层第二预浸料以成型所述第二径部120。

所述阴模300为非热膨胀材料，所述阴模300与所述第一径部110和所述第二径部120的外表面形状相适配，所述阳模200在初始尺寸下与所述阴模300形成初始型腔，所述初始型腔的空间尺寸大于所述空心管件100的厚度。

所述阳模200在真空热压成型过程中具有膨胀尺寸，所述阳模200在膨胀尺寸下与所述阴模300形成定型型腔，所述定型型腔的空间尺寸等于所述空心管件100的厚度。

所述阳模200的膨胀尺寸与初始尺寸的差值大于等于所述第二径部120的截面内径与第一径部110的截面内径的差值，以在真空热压成型并冷却后所述阳模200自所述第一端沿远离所述第二端方向上进行脱模。

如图3所示，其中图3（I）中所示为阳模200在初始尺寸时的状态，图3中（II）所示为阳模200在脱模时的状态。本申请实施例中，通过将阳模200设置为热膨胀材料，在真空热压成型过程中定向膨胀，使得铺设在阳模200上预浸料同时进行压缩，即异形空心管件100的内表面向远离阳模200轴线方向偏移，因此，形成的空心管件100的第一径部110的内表面最大截面内径小于第二径部120内表面最大截面内径，进而可以实现阳模200自所述空心管件100上进行脱模；通过此方式可以简化空心管件100的成型工艺，提高成型质量。

需要说明的是，本申请实施例中，所述空心管件100的长度方向即所述空心管件100的轴线方向，也是所述第一径部110和所述第二径部120的轴线方向，所述第一径部110和所述第二径部120同轴设置。本申请实施例中描述的截面内径即在垂直于所述轴线方向上截面中，空心管件100的内表面到所述轴线的距离。本申请实施例中并不限制所述空心管件100的截面形状，所述第一径部110的截面形状可以为圆形、方形或者不规则形状，所述第二径部120的截面形状可以与所述第一径部110的截面形状相同或者不同。

为了减少径向尺寸突变，并提高空心管件100的结构强度，在本实施例中，在沿远离所述第一径部110方向上，所述第二径部120在垂直于延伸方向上的截面内径逐渐递增；在沿远离所述第一径部110方向上，所述第二径部120在垂直于延伸方向上的截面外径逐渐递增；所述第一径部110的截面内径尺寸不变，所述第一径部110的截面外径尺寸不变；所述第二成型区220在靠近所述第一成型区210的一端包括倾斜面，并与所述第一成型区210相接，所述第二成型区220的截面内径大于等于所述第一成型区210的截面内径。

本申请实施例中，如图4所示，所述第一径部110和所述第二径部120的截面内径不同，为了减少径向突变导致的应力集中等问题，所述第一径部110和所述第二径部120在相邻区域之间设置有过渡区，所述第二径部120在所述过渡区内的截面内径沿远离所述第一径部110方向上逐渐递增，所述第二径部120的最小截面内径大于等于所述第一径部110的最小截面内径。可以理解的是，本申请的其他实施中，过渡区还可以设置在第一径部110上，第一径部110在沿远离第二径部120方向上，所述第二径部120在垂直于延伸方向上的截面内径逐渐递增，本申请对此并不限制。

在第一径部110和第二径部120的连接位置处，由于模具半径的变换，导致在阳模200的第一成型区210和第二成型区220上随形铺设的预浸料会交叠、相接等以实现不同半径结构的相接，在真空热压成型过程中，为了防止在此位置处的分层、褶皱等，本申请实施例中提供了一种异形空心管件100结构。

在本申请的一个实施例中，所述第一径部110在与所述第二径部120之间的连接位置处设置有加强部150，所述加强部150在远离所述空心管件100的轴线的一侧表面与所述第一径部110的外表面相匹配，所述加强部150在靠近所述轴线的一侧表面相对于所述第二径部120的内表面向所述轴线方向凸出；所述加强部150在垂直于延伸方向上的截面内径小于所述第二径部120在垂直于延伸方向上的截面内径。

在本申请实施例中，通过在第一径部110与所述第二径部120之间设置加强部150，可以提高第一径部110与第二径部120之间的连接强度，通过设置加强部150可以防止在预浸料在此位置处出现分层、褶皱等，提高空心管件100的成型效果，通过设置加强部150还可以提高异形空心管件100的连接强度等机械性能。

本实施例中，所述阳模200的膨胀尺寸与初始尺寸的差值大于等于所述空心管件100在沿垂直于延伸方向上的最大截面内径与所述加强部150沿垂直于延伸方向上最小截面内径的差值，以使所述阳模200自所述第一端沿远离所述第二端方向上进行脱模。

为了提高加强部150的成型质量，如图5所示，所述第一成型区210与所述第二成型区220之间设置有连接槽230，所述连接槽230包括底面231和设置在所述底面231两侧的第一坡面232和第二坡面233，所述第一坡面232与所述第一成型区210相接，所述第二坡面233与所述第二成型区220相接，所述第一径部110通过将第一预浸料自所述第一成型区210经所述第一坡面232延伸并覆盖所述底面231形成，所述第二径部120通过将第二预浸料自所述第二成型区220经所述第二坡面233延伸并覆盖所述底面231形成，所述第一预浸料和所述第二预浸料在所述底面231上交替层叠设置。

需要说明的是，本申请实施例中，所述第一成型区210用于成型所述第一径部110的截面内径保持不变的形状，所述第二成型区220用于成型所述第二径部120的截面内径逐渐递减的形状，即所述第一成型区210与所述轴线之间平行设置，所述第二成型区220与所述轴线之间均呈夹角设置，本申请实施例中并不限制所述第二成型区220的倾斜角度（与轴线的夹角），在不同实施例中根据应用场景等进行调整。

需要说明的是，在未设置加强部150时，所述第一成型区210和所述第二成型区220之间可以通过夹角直接相连，形成的内表面具有该夹角。本申请实施例中设置的连接槽230的位置设置在该夹角区域，形成的第二坡面233可以与第二成型区220的夹角一致，在本申请实施例中示出了第二坡面233的倾斜角等于第二成型区220的斜面，第一坡面232的倾斜角与第二坡面233的倾斜角相同，形成的底面231与所述轴线平行设置。在具体应用时，所述第二坡面233可以为所述第二成型区220的延伸，本申请对此并不限制。

本申请实施例中，第一预浸料自所述第一成型区210经过所述第一坡面232延伸至所述底面231靠近所述第二坡面233的一侧截止，第二预浸料自所述第二成型区220经过所述第二坡面233延伸至所述底面231靠近所述第一坡面232的一侧截止。在本申请实施例中，并不限制所述连接槽230内铺设的预浸料的数量，在一些实施例中，用于形成所述加强部150的预浸料的层数等于所述第一预浸料和所述第二预浸料的总层数，还可以少于两者总层数，即部分第一预浸料或部分第二预浸料未延伸至所述底部，还可以多于两者总层，即在连接槽230内独立随形铺设第一预浸料，本申请实施例中对此并不限制。

本申请实施例的各个实施例中，所述空心管件100上各个位置处采用的预浸料的材料可以相同也可以不同，例如，以下实施例中第一预浸料和第二预浸料的材层可以相同或者不同，本申请对此并不限制，在不同实施例中根据需要进行设置。

所述阳模200为热膨胀材料，所述阳模200在真空热压成型过程中进行膨胀以成型所述加强部150，所述加强部150的内表面到所述轴线的最小距离大于等于所述阳模200在非膨胀状态时所述第一成型区210到所述轴线的最大距离。

其中，所述阳模200为热膨胀材料，所述阳模200具有初始尺寸和膨胀尺寸，如图6所示，其中图6（I）中所示为阳模200在初始尺寸时的状态，图6中（II）所示为阳模200在脱模时的状态。所述阳模200的膨胀尺寸与初始尺寸的差值大于等于所述空心管件100在沿垂直于延伸方向上的最大截面内径与所述加强部150的截面内径的差值，可以使得待冷却后所述阳模200恢复至初始尺寸并将成型后的所述异形空心杆件自所述阳模200上脱模。

需要说明的是，本申请实施例中并不限制所述阴模300对应所述连接槽230位置处的形状，所述阴模300用于形成所述加强部150的外表面，以保证所述空心件的气动外形等需要。

如图7所示，为了进一步提高加强部150的成型厚度以及成型质量，可选地，所述连接槽230内设置有多个限位推块240，多个所述限位推块240围绕所述阳模200的轴线设置并与所述连接槽230的形状相适配，所述限位推块240与所述连接槽230的表面抵紧接触，所述限位推块240为热膨胀材料。

所述限位推块240在非膨胀状态（如图7（I）所示）时，所述限位推块240的厚度小于所述连接槽230的底面231到所述第一成型区210的垂直距离；所述限位推块240包括远离所述轴线的顶面241，所述第一预浸料和所述第二预浸料在所述顶面241上交替层叠设置。如图7（II）所示为限位推块240在膨胀时的状态示意图，图7（III）所示为限位推块240在脱模时形成的加强部150的示意图。

可选地，所述限位推块240在平行于所述延伸方向的截面形状为梯形，该梯形的斜边与所述第一坡面232和所述第二坡面233的倾斜角相适配；所述阳模200的膨胀量与所述限位推块240的膨胀量之和大于等于在非膨胀状态时所述限位推块240的顶面241到所述第二成型区220的垂直距离。

在本申请实施例中并不限制所述限位推块240的膨胀量，在本申请实施例中所述限位推块240的膨胀量小于所述阳模200的膨胀量，为了实现加强部150的内表面相对第一径部110的内表面向轴线一侧凸出，所述限位推块240的膨胀量小于所述在非膨胀状态时所述限位推块240的顶面241到所述第一成型区210的垂直距离。

在本申请实施例中，通过在连接槽230内设置限位推块240，一方面采用热膨胀材料，进一步提高连接槽230内预浸料的压缩量，相比于未设置限位推块240形成的加强部150，可以提高加强部150的结构强度。

通过采用热膨胀材料的限位推块240，通过限位推块240沿轴线方向（加强部150的宽度）上的横向膨胀，还可以限制阳模200在连接槽230区域沿轴向方向的膨胀，本申请实施例中，所述阳模200沿轴向方向上的两端通过阴模300进行限位，可以限制阳模200沿轴线方向上的膨胀，通过限位推块240与连接槽230沿轴线方向上的两侧表面进行接触，也可以起到限制连接槽230沿轴向方向上的尺寸压缩，提高加强部150的宽度以及成型质量。

另外，本申请实施例中，如图8所示，相邻限位推块240之间抵紧接触，限位推块240之间未设置固定连接或者其他连接件，本实施例中，所述限位推块240在沿延伸方向（与轴线垂直）与相邻限位推块240之间设置有斜面，并在斜面处接触。通过阳模200在膨胀过程中可以推动限位推块240向远离轴线方向运动，同时限位推块240在膨胀过程中还可以通过斜面进行限位，提高加强部150的成型效果。

为了进一步提高所述空心件的机械性能，如图9所示，所述第一径部110或所述第二径部120上设置有加强环部160，所述加强环部160围绕所述轴线设置，示例性地，所述第一径部110的内表面沿轴线方向设置有至少一条加强环部160，所述加强环部160通过设置在所述阳模200上的凹槽250成型。

与连接槽230形成加强部150区别的是，如图10-11所示，本申请实施例中的加强环部160通过预成型的预浸块410形成，所述预浸块410在平行于轴线方向上的截面形状为梯形，所述凹槽250的截面形状与所述预浸块410的截面形状相适配。该梯形在远离所述阳模200轴线一侧的第一边长大于靠近所述阳模200轴线一侧的第二边长；所述预浸块410在沿所述第一边长到所述第二边长方向上层叠设置的多层第三预浸料以及在相邻两所述第三预浸料之间的至少一层胶料层。

所述凹槽250用于固定所述预浸块410，所述第一预浸料通过所述预浸料随形覆盖在所述预浸块410的外表面以及成型区上形成。

如图11（I）所示为预浸块410的铺设示意图，图11（II）所示为阳模200在膨胀时的状态示意图，图11（III）所示为阳模200在脱模时形成的加强环部160的示意图。

与加强部150形成方式相同的是，本申请实施例中，通过阳模200的热膨胀材料在真空热压成型过程中向远离轴线方向膨胀，以增大加强环部160的内径进而实现脱模。同样地，所述凹槽250内同样可以设置限位推块240以进一步增大加强环部160的宽度、高度以及成型效果。本申请实施例在此不再赘述。

在本申请实施例中，所述阴模300包括外型区，所述外型区用于成型所述空心管件100的外表面，所述第一径部110的外径大于所述第二径部120的外径；所述外型区包括与所述第一成型区210对应的第一外型子区310、与所述连接槽230对应的第二外型子区320以及与所述第二成型区220对应的第三外型子区330，所述第二外型子区320用于成型所述加强部150的外表面。

可选地，所述阴模300包括围合形成封闭空间的第一侧板、第二侧板、第一端板、第二端板、底板、顶板；所述阴模300上设置有与所述封闭空间相连通的抽气口340；所述第一端板与所述阳模200的一端抵紧接触并固定连接；所述第二端板与所述阳模200的另一端抵紧接触并固定连接。

本申请提供了一种异形空心管件100的成型方法，采用如以上任一所述的异形空心管件100的成型模具，所述方法包括：

提供阳模200，在所述阳模200的初始尺寸时的第一成型区210上随形铺设第一预浸料，以及在所述阳模200的初始尺寸时的第二成型区220上随形铺设第二预浸料；

提供阴模300，将所述阴模300与所述阳模200进行合模形成型腔，并对所述型腔进行抽真空处理；

通过真空热压成型方式进行一体式成型，并在冷却后将所述阳模200自所述第一端沿远离所述第二端方向上进行脱模。

本申请实施例中还提供了一种封口140的成型方式，具体地，如图12所示，所述方法包括：

在所述阳模200的初始尺寸时的第一成型区210上随形铺设第一预浸料，以形成用于形成第二径部120靠近所述第二端的位置处形成第一接触部430；

预成型预浸封块420，所述预浸封块420上设置有第二接触部440；所述第二接触部440用于与所述第一接触部430插接配合。本申请实施例中，所述预浸封块420的延伸方向与所述轴线垂直，所述第二接触部440的延伸方向与所述轴线方向平行，所述第一接触部430和所述第二接触部440插接后共同形成所述第二径部120的延伸长度。

在本申请实施例中，并不限制所述第一接触部430和所述第二接触部440的插接位置，该插接位置可以位于封口140对应的轴向位置处，还可以位于第一径部110对应的轴向位置处，本申请中以实施例的方式进行示例性描述。

所述第一接触部430和所述第二接触部440的插接位置位于所述第一径部110对应的轴向位置处。

可选地，所述第二径部120包括与所述封口140相接的衔接区，所述第一接触部430设置在所述衔接区，所述第二径部120包括相对设置的内表面和外表面，所述转接件在对应所述衔接区的位置处所述第二径部120的外表面平齐；

所述衔接区的内径在沿靠近所述封口140方向上阶梯式递减；

所述第一接触部430包括依次连接的多个第一接触分部401，所述第一接触分部401的外径在沿靠近所述封口140方向上阶梯式递减，所述第二接触部440包括依次连接的多个第二接触分部402，所述第二接触分部402的外径阶梯式在沿靠近所述封口140方向上阶梯式递增。

本申请实施例中第一接触分部401和第二接触分部402在插接后，对应所述第二成型分区上的预浸料的表面平齐，即对应第二径部120的外表面形状，将所述封口140和所述第二径部120的结合位置设置在第二径部120的轴向位置处，可以提高封口140的连接强度，避免封口140连接位置处出现断裂等。

本申请实施例中并不限制所述第一接触部430和所述第二接触部440的成型方式，所述第一接触部430和所述第二接触部440可以采用剪裁预设长度的预浸料随形铺设的方式形成，还可以采用的是，铺设完成后，通过切削的方式形成。

本申请实施例中，所述预浸封块420通过在辅助模具上采用多层第二预浸料进行铺设、预压等形成。本申请实施例中，所述预浸料包括基体和浸润在基体上的高分子材料，基体可以是玻璃纤维布或碳纤维布，高分子材料可以是各种塑料树脂等，本申请的实施例对此不做具体限定。本申请实施例中涉及到的第一预浸料、第二预浸料、第三预浸层等，可以采用相同的预浸料也可以采用不同的预浸料，本申请对此并不限制。

本申请实施例中，所述预浸封块420采用逐层铺设多层第三预浸料并进行层压的方式获得预浸封块420。

本申请实施例中通过辅助模具获得预浸封块420的方式，可以减少成型模中的模具复杂性，尤其地，若在阳模200上出现拐角，铺设难度增加，同时铺设效果和成型效果降低，本申请通过预先形成预浸封块420的方式，可以提高预浸封块420的铺设质量以及转接件的成型质量。

在本申请实施例中，采用第一接触部430和第二接触部440进行插接配合的方式进行固定，可以提高第一接触部430和第二接触部440的接合效果，提高成型后的转接件的机械强度。本申请实施例中通过第一接触部430和第二接触部440的接触位置逐渐变换，提高成型时的结合效果；提高料胚主体与预浸封块420之间在接触面的成型效果，提高接触位置厚度的均匀性和一致性。还可以保证封口140的定位精度，实现封口140与第一径部110之间的抗拉压、抗冲击及抗层间剪切能力。

进一步地，本申请实施例中，如图13-14所示，通过在插接位置处设置接合胶部450，通过所述接合胶部450可以提高在层压时（即阴模300与阳模200合模之前）的连接强度，另外，还可以提高在真空热压成型过程中在插接位置处的连接强度，尤其地，可以防止真空热压成型过程中在此位置处的分层、褶皱等。

在本实施例中，所述第一接触部430的外径小于对应同一轴向位置处的所述第二接触部440的内径，即，所述第一接触分部401的外径小于对应同一轴向位置处的所述第二接触分部402的内径；以在所述第一接触分部401和所述第二接触分部402之间形成容纳区域，并通过容纳区域设置接合胶部450。

需要说明的是，本申请实施例中，并不限制所述第一接触分部401和所述第二接触分部402的数量，所述第一接触分部401和所述第二接触分部402的数量对应，可以实现插接即可。本申请实施例中并不限制所述容纳区域和接合胶部450的数量对应即可，所述容纳区域和接合胶部450的数量可以为一个或多个。

本申请实施例中，所述接合胶部450包括层叠设置的胶接层451以及设置在相邻两胶接层451之间的第一预浸料。本申请实施例中并不限制所述接合胶部450中胶接层451的数量，所述胶接层可以为未硫化橡胶层。所述接合胶部450在沿层叠方向的两最外侧分别为未硫化橡胶层，用于与料胚主体的第一接触部430和预浸封块420的第二接触部440相接触，所述未硫化橡胶层用于在真空热压成型过程中硫化成型。

本申请实施例中，通过未硫化橡胶层在未硫化状态时，可以实现料胚主体与预浸封块420之间的粘结强度，在将预浸封块420固定在凹槽250的位置处时，通过层压或预压的方式可以将预浸封块420固定在料胚主体上。

同时，本申请实施例中，未硫化橡胶层可以在真空热压成型过程中进行硫化，硫化后的橡胶层可以提高预浸封块420与料胚主体之间的接合效果，防止分层、褶皱等，提高成型效果。

另外，还可以提高成型后的封口140的机械强度。本申请实施例中通过设置未硫化橡胶层可以提高转接件的成型效果，提高转接件的物理性能。可以理解的是，本申请实施例中，所述预浸封块420还可以包括在相邻两所述第二预浸料之间设置未硫化橡胶层，在硫化以后，可以通过硫化橡胶以进一步提高封口140的物理性能，例如，实现封口140的抗拉压、抗冲击及抗层间剪切能力。

需要理解的是，术语“ 长度”、“ 宽度”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“ 第一”、“ 第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“ 第一”、“ 第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“ 多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“ 设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (8)

1.一种异形空心管件的成型模具，其特征在于，所述空心管件(100)包括沿长度方向设置的第一端和第二端，所述第一端具有开口(130)，所述第二端具有封口(140)，所述空心管件(100)包括第一径部(110)和第二径部(120)，所述第二径部(120)设置在靠近所述第二端的一侧，所述第一径部(110)的最大截面内径小于所述第二径部(120)的最大截面内径，其中，所述成型模具包括阳模(200)和阴模(300)，

所述阳模(200)为热膨胀材料，所述阳模(200)具有初始尺寸，所述阳模(200)上设置有第一成型区(210)和第二成型区(220)，所述第一成型区(210)的形状与所述第一径部(110)的内表面形状相适配，所述第一成型区(210)用于随形铺设多层第一预浸料以成型所述第一径部(110)，所述第二成型区(220)的形状与所述第二径部(120)的内表面形状相适配，所述第二成型区(220)用于随形铺设多层第二预浸料以成型所述第二径部(120)；

所述阴模(300)为非热膨胀材料，所述阴模(300)与所述第一径部(110)和所述第二径部(120)的外表面形状相适配，所述阳模(200)在初始尺寸下与所述阴模(300)形成初始型腔，所述初始型腔的空间尺寸大于所述空心管件(100)的厚度；

所述阳模(200)在真空热压成型过程中具有膨胀尺寸，所述阳模(200)在膨胀尺寸下与所述阴模(300)形成定型型腔，所述定型型腔的空间尺寸等于所述空心管件(100)的厚度；

所述阳模(200)的膨胀尺寸与初始尺寸的差值大于等于所述第二径部(120)的截面内径与第一径部(110)的截面内径的差值，以在真空热压成型并冷却后所述阳模(200)自所述第一端沿远离所述第二端方向上进行脱模；

所述第一径部(110)在与所述第二径部(120)之间的连接位置处设置有加强部(150)，所述加强部(150)在垂直于延伸方向上的截面内径小于所述第二径部(120)在垂直于延伸方向上的截面内径；

所述第一成型区(210)与所述第二成型区(220)之间设置有连接槽(230)，所述连接槽(230)内设置有多个限位推块(240)，多个所述限位推块(240)围绕所述阳模(200)的轴线设置并与所述连接槽(230)的形状相适配，所述限位推块(240)与所述连接槽(230)的表面抵紧接触，所述限位推块(240)为热膨胀材料；

所述限位推块(240)在非膨胀状态时，所述限位推块(240)的厚度小于所述连接槽(230)底面(231)到所述第一成型区(210)的垂直距离；所述限位推块(240)包括远离所述轴线的顶面(241)，所述第一预浸料和所述第二预浸料在所述顶面(241)上交替层叠设置；

所述阳模(200)的膨胀量与所述限位推块(240)的膨胀量之和大于等于在非膨胀状态时所述限位推块(240)的顶面(241)到所述第二成型区(220)的垂直距离，以成型所述加强部(150)；

所述阳模(200)的膨胀尺寸与初始尺寸的差值大于等于所述空心管件(100)在沿垂直于延伸方向上的最大截面内径与所述加强部(150)沿垂直于延伸方向上最小截面内径的差值，以使所述阳模(200)自所述第一端沿远离所述第二端方向上进行脱模。

2.根据权利要求1所述的异形空心管件的成型模具，其特征在于，

在沿远离所述第一径部(110)方向上，所述第二径部(120)在垂直于延伸方向上的截面内径逐渐递增；在沿远离所述第一径部(110)方向上，所述第二径部(120)在垂直于延伸方向上的截面外径逐渐递增；所述第一径部(110)的截面内径尺寸不变，所述第一径部(110)的截面外径尺寸不变；所述第二成型区(220)在靠近所述第一成型区(210)的一端包括倾斜面，并与所述第一成型区(210)相接，所述第二成型区(220)的截面内径大于等于所述第一成型区(210)的截面内径。

3.根据权利要求2所述的异形空心管件的成型模具，其特征在于，所述加强部(150)在远离所述空心管件(100)的轴线的一侧表面与所述第一径部(110)的外表面相匹配，所述加强部(150)在靠近所述轴线的一侧表面相对于所述第二径部(120)的内表面向所述轴线方向凸出。

4.根据权利要求3所述的异形空心管件的成型模具，其特征在于，所述连接槽(230)包括底面(231)和设置在所述底面(231)两侧的第一坡面(232)和第二坡面(233)，所述第一坡面(232)与所述第一成型区(210)相接，所述第二坡面(233)与所述第二成型区(220)相接，所述第一径部(110)通过将第一预浸料自所述第一成型区(210)经所述第一坡面(232)延伸并覆盖所述底面(231)形成，所述第二径部(120)通过将第二预浸料自所述第二成型区(220)经所述第二坡面(233)延伸并覆盖所述底面(231)形成，所述第一预浸料和所述第二预浸料在所述底面(231)上交替层叠设置。

5.根据权利要求4所述的异形空心管件的成型模具，其特征在于，所述限位推块(240)在平行于所述延伸方向的截面形状为梯形，该梯形的斜边与所述第一坡面(232)和所述第二坡面(233)的倾斜角相适配。

6.根据权利要求4所述的异形空心管件的成型模具，其特征在于，所述阴模(300)包括外型区，所述外型区用于成型所述空心管件(100)的外表面，所述第一径部(110)的外径大于所述第二径部(120)的外径；所述外型区包括与所述第一成型区(210)对应的第一外型子区(310)、与所述连接槽(230)对应的第二外型子区(320)以及与所述第二成型区(220)对应的第三外型子区(330)，所述第二外型子区(320)用于成型所述加强部(150)的外表面。

7.根据权利要求1所述的异形空心管件的成型模具，其特征在于，所述阴模(300)包括围合形成封闭空间的第一侧板、第二侧板、第一端板、第二端板、底板、顶板；所述阴模(300)上设置有与所述封闭空间相连通的抽气口(340)；

所述第一端板与所述阳模(200)的一端抵紧接触并固定连接；所述第二端板与所述阳模(200)的另一端抵紧接触并固定连接。

8.一种异形空心管件的成型方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的异形空心管件的成型模具，所述方法包括：

提供阳模(200)，在所述阳模(200)的初始尺寸时的第一成型区(210)上随形铺设第一预浸料，以及在所述阳模(200)的初始尺寸时的第二成型区(220)上随形铺设第二预浸料；

提供阴模(300)，将所述阴模(300)与所述阳模(200)进行合模形成初始型腔，并对所述初始型腔进行抽真空处理；

通过真空热压成型方式进行一体式成型，并在冷却后将所述阳模(200)自所述第一端沿远离所述第二端方向上进行脱模。