CN219855547U - 一种复合材料定向管成型模 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合材料定向管成型模，复合材料定向管成型模采用多瓣复合材料面板、内筒、前端轴、后端轴和脱模环，复合材料面板用于成型复合材料定向管，内筒设于复合材料面板的内侧用于支撑复合材料面板，前端轴和后端轴分别设于内筒的两端用于连接缠绕机，脱模环设于复合材料面板的端部用于脱模。本实用新型提供复合材料定向管成型模，采用复合材料面板作为定向管的成型型面，且采用磁力吸附，接触面积小，热膨胀系数低、质量轻；刚性好、挠度小；脱模效率高，适用于大长径比复合材料定向管的成型。

Description

一种复合材料定向管成型模

技术领域

本实用新型涉及复合材料成型技术领域，尤其公开了一种复合材料定向管成型模。

背景技术

复合材料定向管采用纤维缠绕复合材料成型，有较高的圆度和直线度要求，且在脱模过程中不能产生损伤。现有复合材料定向管成型模大多采用金属复合材料定向管成型模，重量大，刚性不足，且存在较大的热膨胀，脱模牵引力大，复合材料定向管成型模及脱模设备非常复杂，无法满足大型复合材料定向管成型的要求。

现有复合材料定向管成型模采用金属材料，其一与复合材料的热膨胀系数不匹配，造成成型复合材料定向管热应力集中，其二由于金属芯模重量大，造成复合材料定向管脱模机构繁琐、脱模效率低，影响复合材料定向管的批量化生产效率，且驱动芯模转动的缠绕机负荷较大、比较耗能，影响设备的使用寿命。

因此，现有复合材料定向管成型模存在的上述缺陷，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种复合材料定向管成型模，旨在解决现有复合材料定向管成型模存在的上述缺陷。

本实用新型的一方面涉及一种复合材料定向管成型模，包括多瓣复合材料面板、内筒、前端轴、后端轴和脱模环，复合材料面板用于成型复合材料定向管，内筒设于复合材料面板的内侧用于支撑复合材料面板，前端轴和后端轴分别设于内筒的两端用于连接缠绕机，脱模环设于复合材料面板的端部用于脱模。

进一步地，复合材料面板的分瓣数量为三瓣及三瓣以上，复合材料面板与内筒之间通过磁力吸附定位，复合材料面板通过拔模斜度配合成整体复合材料成型面。

进一步地，复合材料面板包括面板本体、设于面板本体上且与面板本体共固化成型的的复合材料加强筋，多个复合材料加强筋轴向均匀分布于面板本体上，复合材料加强筋上设置有多个定位块，多个定位块在复合材料面板成型后进行精加工。

进一步地，内筒包括无缝金属管、磁铁安装座、控制线缆槽，多个磁铁安装座沿无缝金属管轴向均匀间隔布置且与多个定位块一一对应；各个磁铁安装座上均安装有电磁铁，无缝金属管上对应开设有用于放置控制线缆的控制线缆槽，多个磁力控制开关固设于前端轴和后端轴上且通过控制线缆与电磁铁电连接，用于控制电磁铁开合来施加磁力以吸附复合材料面板。

进一步地，前端轴包括前端轴法兰、第一无缝钢管及第一加强筋，第一加强筋连接于前端轴法兰和第一无缝钢管之间，前端轴法兰与内筒之间通过均布螺孔相连接，且在前端轴法兰上还设有顶出螺丝孔，顶出螺丝孔与脱模环相配合用于将内筒与复合材料面板相分离和脱模，前端轴和脱模环上均设有控制线缆穿出孔。

进一步地，后端轴包括后端轴法兰、第二无缝钢管及第二加强筋，第二加强筋连接于后端轴法兰和第二无缝钢管之间，后端轴法兰与内筒之间通过均布螺孔连接，后端轴法兰上套设有封板，封板与复合材料面板之间通过销轴定位。

进一步地，复合材料面板上设有沿径向的拔模斜度，面板本体末端的复合材料加强筋上设有脱模块，在脱模块上施加沿径向的脱模载荷，使相邻分瓣模之间在外力作用下与成型后的复合材料定向管能轻松分离。

进一步地，面板本体与复合材料加强筋采用烘箱共固化成型。

进一步地，定位块与磁铁安装座均设有沿轴向布置的拔模斜度，拔模斜度为5°～15°。

本实用新型的另一方面涉及一种复合材料定向管成型模的使用方法，应用于上述的复合材料定向管成型模中，包括以下步骤：

在内筒上顺次装入脱模环、前端轴和后端轴；

依据定位块与磁铁安装座的定位关系将多瓣复合材料面板安装至内筒上，每装配一瓣将磁力控制开关闭合施加吸附力；

在复合材料面板表面涂抹脱模剂，分次均匀涂抹，每次间隔时间为4～6min；

根据复合材料制造工艺的要求在复合材料定向管成型模上缠绕纤维预浸纱，施加一定的张力使预浸纱层层结合紧密；缠绕完毕后切断纤维，将复合材料定向管成型模用真空袋包覆并抽真空至-0.092MPa以上；

送入固化炉，按工艺要求设定固化程序，升温使复合材料定向管固化；

拆除真空袋，关闭磁力控制开关；在前端轴法兰的顶出孔处，采用顶出螺丝施加顶出力至脱模环，推动复合材料面板动作直至与内筒分离；

在复合材料面板两端的脱模块上施加沿径向的力，根据拔模方向分别将多瓣复合材料面板顺次与复合材料定向管脱离，从而得到复合材料定向管。

本实用新型所取得的有益效果为：

本实用新型提供复合材料定向管成型模，复合材料定向管成型模采用多瓣复合材料面板、内筒、前端轴、后端轴和脱模环，复合材料面板用于成型复合材料定向管，内筒设于复合材料面板的内侧用于支撑复合材料面板，前端轴和后端轴分别设于内筒的两端用于连接缠绕机，脱模环设于复合材料面板的端部用于脱模。本实用新型提供复合材料定向管成型模，采用复合材料面板作为定向管的成型型面，且采用磁力吸附，接触面积小，热膨胀系数低、质量轻；刚性好、挠度小；脱模效率高，适用于大长径比复合材料定向管的成型。

附图说明

图1为本实用新型提供的复合材料定向管成型模一实施例的立体结构示意图；

图2为图1中所示的复合材料定向管成型模一实施例的截面示意图；

图3为图1中所示的内筒与前端轴和后端轴的配合示意图；

图4为图1中所示的复合材料面板一实施例的立体示意图；

图5为图1中所示的后端轴一实施例的立体示意图；

图6为图1中所示的前端轴一实施例的立体示意图。

附图标号说明：

10、复合材料面板；20、内筒；30、前端轴；40、后端轴；50、脱模环；11、面板本体；12、复合材料加强筋；13、定位块；21、无缝金属管；22、磁铁安装座；23、控制线缆槽；221、电磁铁；31、前端轴法兰；32、第一无缝钢管；33、第一加强筋；41、后端轴法兰；42、第二无缝钢管；43、第二加强筋；411、封板；14、脱模块。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型第一实施例提出一种复合材料定向管成型模，包括多瓣复合材料面板10、内筒20、前端轴30、后端轴40和脱模环50，复合材料面板10用于成型复合材料定向管，内筒20设于复合材料面板10的内侧用于支撑复合材料面板10，前端轴30和后端轴40分别设于内筒20的两端用于连接缠绕机，脱模环50设于复合材料面板10的端部用于脱模。

在上述结构中，请见图1至图6，本实施例提供的复合材料定向管成型模，复合材料面板10的分瓣数量为三瓣及三瓣以上，复合材料面板10与内筒20之间通过磁力吸附定位，复合材料面板10通过拔模斜度配合成整体复合材料成型面。本实施例提供的复合材料定向管成型模，采用复合材料成型面板，解决金属复合材料定向管成型模面板与复合材料热膨胀系数不匹配造成的热应力集中；采用磁力吸附成型面板并配合脱模环脱模，解决了现有技术整体脱模效率低的问题。

进一步地，参见图1至图6，本实施例提供的复合材料定向管成型模，复合材料面板10包括面板本体11、设于面板本体11上且与面板本体11共固化成型的的复合材料加强筋12，多个复合材料加强筋12轴向均匀分布于面板本体11上，复合材料加强筋12上设置有多个定位块13，多个定位块13在复合材料面板10成型后进行精加工。在本实施例中，复合材料面板10设置复合材料加强筋12，复合材料加强筋12上预埋有定位块13，复合材料面板10轴向边缘设有拔模斜度，本实施例提出的复合材料定向管成型模，质量轻、挠度小、热膨胀系数低，脱模方法简单，成型效率高，特别适合大长径比复合材料定向管制备。

进一步地，如图1至图6所示，本实施例提供的复合材料定向管成型模，内筒20包括无缝金属管21、磁铁安装座22、控制线缆槽23，多个磁铁安装座22沿无缝金属管21轴向均匀间隔布置且与多个定位块13一一对应；各个磁铁安装座22上均安装有电磁铁221，无缝金属管21上对应开设有用于放置控制线缆的控制线缆槽23，多个磁力控制开关固设于前端轴30和后端轴40上且通过控制线缆与电磁铁221电连接，用于控制电磁铁221开合来施加磁力以吸附复合材料面板10。在本实施例中，内筒20上设置有磁铁安装座22、控制线缆槽23和控制线缆，电磁铁221安装于磁铁安装座22上，复合材料面板10和内筒20通过定位块相互配合定位，确保配合精度，内筒20和多瓣复合材料面板10通过磁力吸附组成复合材料定向管成型模，组成的复合材料定向管成型模质量轻、挠度小、热膨胀系数低，脱模方法简单，成型效率高，特别适合大长径比复合材料定向管制备。

优选地，请见图1至图6，本实施例提供的复合材料定向管成型模，前端轴30包括前端轴法兰31、第一无缝钢管32及第一加强筋33，第一加强筋33连接于前端轴法兰31和第一无缝钢管32之间，前端轴法兰31与内筒20之间通过均布螺孔相连接，且在前端轴法兰31上还设有顶出螺丝孔，顶出螺丝孔与脱模环50相配合用于将内筒20与复合材料面板10相分离和脱模，前端轴30和脱模环50上均设有控制线缆穿出孔。本实施例提供的复合材料定向管成型模，通过前端轴30与后端轴40的相互配合来连接缠绕机，从而提高工作效率，脱模效率高。

进一步地，参见图1至图6，本实施例提供的复合材料定向管成型模，后端轴40包括后端轴法兰41、第二无缝钢管42及第二加强筋43，第二加强筋43连接于后端轴法兰41和第二无缝钢管42之间，后端轴法兰41与内筒20之间通过均布螺孔连接，后端轴法兰41上套设有封板411，封板411与复合材料面板10之间通过销轴定位。本实施例提供的复合材料定向管成型模，通过前端轴30与后端轴40的相互配合来连接缠绕机，从而提高工作效率，脱模效率高。

进一步地，请见图1至图6，本实施例提供的复合材料定向管成型模，复合材料面板10上设有沿径向的拔模斜度，面板本体11末端的复合材料加强筋12上设有脱模块14，在脱模块14上施加沿径向的脱模载荷，使相邻分瓣模之间在外力作用下与成型后的复合材料定向管能轻松分离。具体地，面板本体11与复合材料加强筋12采用烘箱共固化成型。定位块13与磁铁安装座22均设有沿轴向布置的拔模斜度，拔模斜度为5°～15°。复合材料面板10的原材料优选碳纤维复合材料定向管成型模预浸料，具体牌号为XPREGXT200或XPREGXT135中的一种，碳纤维复合材料定向管成型模预浸料采用准各向同性铺层。本实施例提供的复合材料定向管成型模，采用复合材料成型面板有利于降低热膨胀，减小复合材料定向管成型模的挠度，使成型复合材料定向管的精度更高，更易满足复合材料定向管直线度和圆度的公差要求；采用碳纤维成型面板有利于减轻重量，易于磁力吸附，且在复合材料定向管成型模使用过程中较方便，脱模时要求的脱模力大大低于复合材料定向管成型模整体拔出的牵引力，提高了复合材料定向管成型模的使用效率。

如图1至图6所示，本实用新型还提供一种复合材料定向管成型模的使用方法，应用于上述的复合材料定向管成型模中，包括以下步骤：

步骤S100、在内筒上顺次装入脱模环、前端轴和后端轴。

在内筒20上顺次装入脱模环50、前端轴30和后端轴40。

步骤S200、依据定位块与磁铁安装座的定位关系将多瓣复合材料面板安装至内筒上，每装配一瓣将磁力控制开关闭合施加吸附力。

依据定位块13与磁铁安装座22的定位关系将多瓣复合材料面板10安装至内筒20上，每装配一瓣将磁力控制开关闭合施加吸附力。

步骤S300、在复合材料面板表面涂抹脱模剂，分次均匀涂抹，每次间隔时间为4～6min。

在复合材料面板10表面涂抹脱模剂，分次均匀涂抹，每次间隔时间为5min。

步骤S400、根据复合材料制造工艺的要求在复合材料定向管成型模上缠绕纤维预浸纱，施加一定的张力使预浸纱层层结合紧密；缠绕完毕后切断纤维，将复合材料定向管成型模用真空袋包覆并抽真空至-0.092MPa以上。

根据复合材料制造工艺的要求在复合材料定向管成型模上缠绕纤维预浸纱，施加一定的张力使预浸纱层层结合紧密，缠绕完毕后切断纤维，将复合材料定向管成型模用真空袋包覆并抽真空至-0.092MPa以上。

步骤S500、送入固化炉，按工艺要求设定固化程序，升温使复合材料定向管固化。

将抽真空后的复合材料定向管成型模送入固化炉，按工艺要求设定固化程序，升温使复合材料定向管固化。

步骤S600、拆除真空袋，关闭磁力控制开关；在前端轴法兰的顶出孔处，采用顶出螺丝施加顶出力至脱模环，推动复合材料面板动作直至与内筒分离。

拆除真空袋，关闭磁力控制开关，在前端轴法兰31的顶出孔处，采用顶出螺丝施加顶出力至脱模环50，推动复合材料面板10直至与内筒20分离。

步骤S700、在复合材料面板两端的脱模块上施加沿径向的力，根据拔模方向分别将多瓣复合材料面板顺次与复合材料定向管脱离，从而得到复合材料定向管。

在复合材料面板10两端的脱模块14上施加沿径向的力，根据拔模方向分别将多瓣复合材料面板10顺次与复合材料定向管脱离，从而得到复合材料定向管。

本实施例提供复合材料定向管成型模，同现有技术相比，复合材料定向管成型模采用多瓣复合材料面板、内筒、前端轴、后端轴和脱模环，复合材料面板用于成型复合材料定向管，内筒设于复合材料面板的内侧用于支撑复合材料面板，前端轴和后端轴分别设于内筒的两端用于连接缠绕机，脱模环设于复合材料面板的端部用于脱模。本实施例提供复合材料定向管成型模，采用复合材料面板作为定向管的成型型面，且采用磁力吸附，接触面积小，热膨胀系数低、质量轻；刚性好、挠度小；脱模效率高，适用于大长径比复合材料定向管的成型。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种复合材料定向管成型模，其特征在于，包括多瓣复合材料面板（10）、内筒（20）、前端轴（30）、后端轴（40）和脱模环（50），所述复合材料面板（10）用于成型复合材料定向管，所述内筒（20）设于所述复合材料面板（10）的内侧用于支撑所述复合材料面板（10），所述前端轴（30）和所述后端轴（40）分别设于所述内筒（20）的两端用于连接缠绕机，所述脱模环（50）设于所述复合材料面板（10）的端部用于脱模。

2.如权利要求1所述的复合材料定向管成型模，其特征在于，所述复合材料面板（10）的分瓣数量为三瓣及三瓣以上，所述复合材料面板（10）与所述内筒（20）之间通过磁力吸附定位，所述复合材料面板（10）通过拔模斜度配合成整体复合材料成型面。

3.如权利要求1所述的复合材料定向管成型模，其特征在于，所述复合材料面板（10）包括面板本体（11）、设于所述面板本体（11）上且与所述面板本体（11）共固化成型的复合材料加强筋（12），多个所述复合材料加强筋（12）轴向均匀分布于所述面板本体（11）上，所述复合材料加强筋（12）上设置有多个定位块（13），多个所述定位块（13）在所述复合材料面板（10）成型后进行精加工。

4.如权利要求3所述的复合材料定向管成型模，其特征在于，所述内筒（20）包括无缝金属管（21）、磁铁安装座（22）、控制线缆槽（23），多个所述磁铁安装座（22）沿所述无缝金属管（21）轴向均匀间隔布置且与多个所述定位块（13）一一对应；各个所述磁铁安装座（22）上均安装有电磁铁（221），所述无缝金属管（21）上对应开设有用于放置控制线缆的控制线缆槽（23），多个磁力控制开关固设于所述前端轴（30）和所述后端轴（40）上且通过控制线缆与所述电磁铁（221）电连接，用于控制所述电磁铁（221）开合来施加磁力以吸附所述复合材料面板（10）。

5.如权利要求3所述的复合材料定向管成型模，其特征在于，所述前端轴（30）包括前端轴法兰（31）、第一无缝钢管（32）及第一加强筋（33），所述第一加强筋（33）连接于所述前端轴法兰（31）和所述第一无缝钢管（32）之间，所述前端轴法兰（31）与所述内筒（20）之间通过均布螺孔相连接，且在所述前端轴法兰（31）上还设有顶出螺丝孔，所述顶出螺丝孔与所述脱模环（50）相配合用于将所述内筒（20）与所述复合材料面板（10）相分离和脱模，所述前端轴（30）和所述脱模环（50）上均设有控制线缆穿出孔。

6.如权利要求5所述的复合材料定向管成型模，其特征在于，所述后端轴（40）包括后端轴法兰（41）、第二无缝钢管（42）及第二加强筋（43），所述第二加强筋（43）连接于所述后端轴法兰（41）和所述第二无缝钢管（42）之间，所述后端轴法兰（41）与所述内筒（20）之间通过均布螺孔连接，所述后端轴法兰（41）上套设有封板（411），所述封板（411）与所述复合材料面板（10）之间通过销轴定位。

7.如权利要求3所述的复合材料定向管成型模，其特征在于，所述复合材料面板（10）上设有沿径向的拔模斜度，所述面板本体（11）末端的所述复合材料加强筋（12）上设有脱模块（14），在所述脱模块（14）上施加沿径向的脱模载荷，使相邻分瓣模之间在外力作用下与成型后的复合材料定向管能轻松分离。

8.如权利要求3所述的复合材料定向管成型模，其特征在于，所述面板本体（11）与所述复合材料加强筋（12）采用烘箱共固化成型。

9.如权利要求4所述的复合材料定向管成型模，其特征在于，所述定位块（13）与所述磁铁安装座（22）均设有沿轴向布置的拔模斜度，所述拔模斜度为5°~15°。