CN210733349U - 一种fsae单体壳模块化模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种FSAE单体壳模块化模具，包括分体结构的阳模和通过阳模进行翻模所得的阴模，阳模包括轴向分块设置以及上下分层设置的若干个阳模体，阴模包括轴向分块设置以及上下分层设置的若干个阴模体，若干个阴模体之间可拆卸结构相连，全部阴模体相连后的结构内壁面以平滑过渡并构成车身底盘的制造基准面。相对现有技术，本实用新型技术方案可提高单体壳承载式车身底盘加工精度和制造便捷性以及降低制造成本。

Description

一种FSAE单体壳模块化模具

技术领域

本实用新型涉及方程式赛车制造技术领域，特别涉及一种FSAE单体壳模块化模具。

背景技术

复合材料比传统金属材料具有轻质、高强等优异物理特性，可作为承载式车身底盘，相对比现有技术的钢管桁架式车架底盘具有更为轻便的车身重量以及更为高强的扭转刚度，使车辆具备更好的性能表现。

随着大学生方程式赛事的发展，越来越多车队采用复合材料作为车体底盘应用，但由于单体壳相对钢管桁架式车架具有成型技术复杂、成本高昂等问题，因此大大限制国内车队的技术发展。与此同时，现有技术采用同一模具，只能制造单一参数的单体壳，不能很好适配地每年赛车设计参数改变而带来的结构改变，并且模具不能适应性沿用，使制造成本大幅度增加。

国内外部分FSAE强队采用工艺成熟的模具方案，通过将赛车的车体分为上下或左右两部分，使用代木作为原材料，通过五轴数控铣分别加工出两部分的阳模，然后对阳模表面打磨处理以消除模具表面细小台阶面，再对阳模表面喷涂脱模剂，待脱模剂干透后，喷涂两层耐高温的间苯型胶衣，再等待阳模表面的胶衣干透后形成光滑的模具表面；根据复合材料分析得出的纤维取向结果，在阳模表面铺制多层碳纤维干布，再手糊模具环氧树脂，在抽真空工艺以及在热压罐的高温高压的条件下凝固，得到高强度和良好内表面的阴模，然后将两部分阴模通过螺栓连接为一体，最终在阴模表面铺制单体壳，以得到表面质量好、高强度的FSAE单体壳承载式车身底盘。

然而，由于现有技术的代木生产门槛较低，购买的代木质量难以得到有所保障；阳模体积较大，对应使用的五轴数控铣床大小以及精度要求较高，进而导致加工难度和成本大幅度提高；另外阳模体积较大，使翻模过程的材料热膨胀系数出现较大差异，在热压罐的高温高压环境下，阴模容易出现“回弹”现象，导致整个悬架几何形状位置发生显著变化；与此同时，模具上零件的定位安装孔参数固定，模具不能长期沿用而导致单体壳的制造成本提高；还有模具体积较大，使脱模困难且容易造成模具损坏。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种结构简单和模块化设置的FSAE单体壳模块化模具，旨在提高单体壳承载式车身底盘加工精度和制造便捷性以及降低制造成本。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种FSAE单体壳模块化模具，包括分体结构的阳模和通过阳模进行翻模所得的阴模，阳模包括轴向分块设置以及上下分层设置的若干个阳模体，阴模包括轴向分块设置以及上下分层设置的若干个阴模体，若干个阴模体之间可拆卸结构相连，全部阴模体相连后的结构内壁面以平滑过渡并构成车身底盘的制造基准面。

优选地，所述阳模包括上下设置的上阳模层和下阳模层，上阳模层和下阳模层分别包括五个阳模体，每个阳模体至少包括设置于端面且径向凸出的阳模边沿体以及径向向外凸出的外凸面，每个阳模体底面均设有限位板同时与阳模边沿体以及外凸面相交。

优选地，所述上阳模层至少两个阳模体设有悬架减震器吊耳安装孔，所述下阳模层至少两个阳模体设有与悬架A臂相连的安装孔。

优选地，每个所述阳模体的阳模边沿体内侧面以及所述限位板顶面分别设有定位销孔，定位销孔内可拆卸插入定位销。

优选地，所述阴模包括上下设置的上阴模层和下阴模层，上阴模层和下阴模层分别包括五个阴模体，每个阴模体至少包括设置于端面且向外凸出的阴模端部边沿体以及水平设置的阴模平面边沿体。

优选地，所述阴模端部边沿体和所述阴模平面边沿体分别设有若干定位孔分别与对应翻模的阳模体设有的定位销相对应。

优选地，同层相邻的所述阴模体之间通过螺栓螺母结构贯穿轴向设置的阴模端部边沿体的定位孔紧固相连，上下层相邻的所述阴模体之间通过螺栓螺母结构贯穿上下设置的阴模平面边沿体的定位孔紧固相连。

本实用新型技术方案相对现有技术具有以下优点：

本实用新型技术方案采用轴向分块设置以及上下分层设置阳模和阴模，使整体结构的阳模和阴模变为模块化设计，在多年应用过程中，只需要对部分阳模体以及部分阴模体进行重新设计以及生产，大部分的阳模体以及阴模体都能够得到重复再利用而更具通用性，因此模具合理的模块化设置能够增大模具的沿用性、降低模具成本以及减轻繁重的人力支出，并且对车身不同部位合理分块，减小模具体积，降低阳模数控铣加工难度和成本，提高阴模翻模精度。另外还可针对下赛季整车参数的改变，替换悬架等部件的安装区块分块，沿用其余部分，在保证赛车性能优化的同时，降低模具费用和降低中国大学生方程赛事发展单体壳的费用门槛，有利于车队更长远发展。

另外，本实用新型技术方案采用轴向分块设置以及上下分层设置方式，使每个阳模体和每个阴模体都能够独立制造，不仅能够提高加工精度，还可通过提高阳模体的加工精度而传递至阴模体，最终提高单体壳车身底盘的加工精度，并且模块化分体设计可方便模具体的脱模。

此外，本实用新型技术方案通过对同层相邻的阴模体之间通过螺栓螺母结构水平贯穿轴向设置的阴模端部边沿体的定位孔进行紧固相连，上下层相邻的阴模体之间通过螺栓螺母结构竖直贯穿上下设置的阴模平面边沿体的定位孔紧固相连，使相连后的阴模对比传统模具，具有更高的结构强度，有效避免单体壳在热压罐内高温高压环境内，阴模变形导致的精度偏差问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型阳模的结构分解图；

图2为本实用新型阴模的结构分解图；

图3为单体壳承载式车身底盘的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种FSAE单体壳模块化模具。

请参见图1至图3，本实用新型实施例的FSAE单体壳模块化模具，包括分体结构的阳模以及通过阳模翻模所得的阴模，其中阳模包括轴向分块设置以及上下分层设置的十个阳模体，而阴模包括轴向分块设置以及上下分层设置的十个阴模体，十个阴模体之间通过可拆卸结构相连，并且全部阴模体相连后结构的内壁面以平滑过渡并构成车身底盘的制造基准面。

请参见图1，具体地，本实施例的阳模包括上下设置的上阳模层1和下阳模层2，其中上阳模层1包括轴向依次设置的第一阳模体11、第三阳模体13、第五阳模体15、第七阳模体17以及第九阳模体19，而下阳模层2包括轴向依次设置的第二阳模体12、第四阳模体14、第六阳模体16、第八阳模体18以及第十阳模体20。每个阳模体至少包括设置于端面且向外凸出的阳模边沿体21以及径向设置且向外凸出的外凸面25，阳模边沿体21顶端高于外凸面25最高位置，并且每个阳模体底面均设有限位板22同时与阳模边沿体21以及外凸面25相交。更为具体地，本实施例的第一阳模体11、第二阳模体12、第九阳模体19以及第十阳模体20只在一端设有阳模边沿体21，而其他阳模体的两端均设有阳模边沿体21以及设置于两个阳模边沿体21之间的外凸面25，第五阳模体15的外凸面25设置有车身底盘进入口对应的避让凹槽24。另外，本实施例的第四阳模体14设有与前悬A臂硬点相连的安装孔，第十阳模体20的外凸面25设有与后悬A臂硬点相连的安装孔，本实施例的第三阳模体13设有与前悬减震器吊耳相连的安装孔，第九阳模体19的外凸面25设有与后悬减震器吊耳相连的安装孔。

请参见图2，具体地，本实施例的阴模包括上下设置的上阴模层3和下阴模层4，其中上阴模层3包括轴向依次设置的第一阴模体31、第三阴模体33、第五阴模体35、第七阴模体37以及第九阴模体39，而下阴模层4包括轴向依次设置的第二阴模体32、第四阴模体34、第六阴模体36、第八阴模体38以及第十阴模体40，而每个阴模体和每个阳模体之间通过对应排列数字对应设置，例如第一阳模体11和第一阳模体35对应设置，其他阳模体和其他阴模体之间对应设置关系在此不做详细论述。

由于每个阳模体的阳模体边沿体21内侧面以及限位板22顶面分别设有定位销孔23，而定位销孔23内可拆卸插入定位销(图上未标示)，因此阴模体通过翻模方式于阳模体表面生产后，每个阴模体的阴模端部边沿体41和阴模平面边沿体42分别设有定位孔43，并且每个定位孔43分别与对应翻模的阳模体设有的定位销相对应。在将相邻的两个阴模体相连时，同层相邻的阴模体之间通过螺栓螺母结构水平贯穿轴向设置的阴模端部边沿体41的定位孔43进行紧固相连，上下层相邻的阴模体之间通过螺栓螺母结构竖直贯穿上下设置的阴模平面边沿体42的定位孔43紧固相连。

请参见图1至图3，首先通过在每个阳模体的外凸面25的表面以及阳模体边沿体21表面直接铺设碳纤维布或玻璃纤维，然后在外凸面25表面涂上混合有固化剂的液态物料，通过一定时间固化完毕后，则形成与每个阳模体对应的每个阴模体，再将阴模体从阳模体向外翻出即可。再根据上述关于多个阴模体的放置顺序进行排列，对同层相邻的阴模体之间通过螺栓螺母结构水平贯穿轴向设置的阴模端部边沿体41的定位孔43进行紧固相连，上下层相邻的阴模体之间通过螺栓螺母结构竖直贯穿上下设置的阴模平面边沿体42的定位孔43紧固相连，全部阴模体相连后结构的内壁面以平滑过渡而构成用于制造车身底盘的基准面，并可用于后续车身底盘制造。本实施例通过将轴向相邻的阴模端部边沿体41进行紧固相连，以及将上下相邻的阴模平面边沿体42紧固相连，可有效提高阴模相连后的结构强度，并且可方便多个阴模体之间安装定位。

另外，由于本实施例的第四阳模体14设有与前悬A臂硬点相连的安装孔，第十阳模体20的外凸面25设有与后悬A臂硬点相连的安装孔，本实施例的第三阳模体13设有与前悬减震器吊耳相连的安装孔，第九阳模体19的外凸面25设有与后悬减震器吊耳相连的安装孔，因此针对车身底盘连接位置优化调整后，可分别制造适应的第四阳模体14、第十阳模体20、第三阳模体13以及第九阳模体19以满足不同连接位置的调整，再将调整并生产后阳模体分别对应替换原本的阳模体，即可作为生产不同参数的车身底板的阴模，部分替换结构使大部分阳模体和阴模体可重复利用，车身底盘生产成本相应降低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种FSAE单体壳模块化模具，其特征在于，包括分体结构的阳模和通过阳模进行翻模所得的阴模，阳模包括轴向分块设置以及上下分层设置的若干个阳模体，阴模包括轴向分块设置以及上下分层设置的若干个阴模体，若干个阴模体之间可拆卸结构相连，全部阴模体相连后的结构内壁面以平滑过渡并构成车身底盘的制造基准面。

2.如权利要求1所述的FSAE单体壳模块化模具，其特征在于，所述阳模包括上下设置的上阳模层和下阳模层，上阳模层和下阳模层分别包括五个阳模体，每个阳模体至少包括设置于端面且径向凸出的阳模边沿体以及径向向外凸出的外凸面，每个阳模体底面均设有限位板同时与阳模边沿体以及外凸面相交。

3.如权利要求2所述的FSAE单体壳模块化模具，其特征在于，所述上阳模层至少两个阳模体设有悬架减震器吊耳安装孔，所述下阳模层至少两个阳模体设有与悬架A臂相连的安装孔。

4.如权利要求3所述的FSAE单体壳模块化模具，其特征在于，每个所述阳模体的阳模边沿体内侧面以及所述限位板顶面分别设有定位销孔，定位销孔内可拆卸插入定位销。

5.如权利要求4所述的FSAE单体壳模块化模具，其特征在于，所述阴模包括上下设置的上阴模层和下阴模层，上阴模层和下阴模层分别包括五个阴模体，每个阴模体至少包括设置于端面且向外凸出的阴模端部边沿体以及水平设置的阴模平面边沿体。

6.如权利要求5所述的FSAE单体壳模块化模具，其特征在于，所述阴模端部边沿体和所述阴模平面边沿体分别设有若干定位孔分别与对应翻模的阳模体设有的定位销相对应。

7.如权利要求6所述的FSAE单体壳模块化模具，其特征在于，同层相邻的所述阴模体之间通过螺栓螺母结构贯穿轴向设置的阴模端部边沿体的定位孔紧固相连，上下层相邻的所述阴模体之间通过螺栓螺母结构贯穿上下设置的阴模平面边沿体的定位孔紧固相连。

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