CN220409363U - 一种方形管材预成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种方形管材预成型模具，至少包括平行间隔设置的第一导纱模板和第二导纱模板、用于预成型产品形状的预成型模板、芯模、第一调节套和第二调节套，第一导纱模板和第二导纱模板上分别设置有相应的导纱孔组，第一调节套和第二调节套用以环绕并定位和固定所述芯模，第一调节套和第二调节套上分别设置有用于承接从导纱孔中溢出的多余树脂的第一导流槽和第二导流槽。当生产方形拉挤管材产品内外径相同，而上下管壁和侧壁厚度不同时，则只需调整调节套的定位螺栓来调节芯模的位置，既可改变预成型产品的形状，进而改变成型拉挤管材截面形状。调节套上设有导流槽，此调节套在起到固定调节芯模的同时，又兼顾导流树脂的作用。

Description

一种方形管材预成型模具

技术领域

本实用新型涉及复合材料拉挤技术领域，具体涉及一种方形管材预成型模具。

背景技术

拉挤成型工艺是将浸渍过树脂的纤维通过模具挤压作用加热固化成型后连续生产的一种工艺，可形成等截面的拉挤材料结构，相较于其他复合材料成型工艺有着生产效率高、产品质量稳定性好，较低的制造成本的特点。随着拉挤工艺的应用不断成熟与发展，近年来国内外企业非常亲睐于拉挤成型工艺，逐渐把等截面材料相关业务转向拉挤成型生产工艺。

据美国《复合材料世界》杂志网站报道，凭借着高度定制化和无与伦比的耐用性，拉挤材料应用范围十分广阔，需求不断增长。市场研究公司Markets&Markets预计，从2019年到2024年，全球拉挤市场的复合年增长率将达到4%。预计达到34亿美元。

拉挤方管的应用是非常广泛，在众多领域均有应用，它由玻璃钢或碳纤维等材料拉挤工艺生产出来的一种端口为正方形或矩形的长形中空管，具有传统金属方管和塑料方管所不具备的多种不同的性能和特点，如轻质高强、耐高温、防生锈、后期维护成本低、使用时间长，具有很好的综合效益。

目前的方形管材预成型模具，芯模与用于预成型的预成型模板之间的位置关系是固定的，无法进行调节，因而只能适应固定尺寸和形状的方形管加工成型；此外，挤出成型时，从用于挤出纱的导纱模板上的导纱孔内挤出的多余树脂流进芯模与导纱模板之间的装配间隙内（用于挤出纱的导纱模板位于用于预成型的预成型模板之前），造成对芯模定位和清理模具缝隙难度的增加。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型公开了一种方形管材预成型模具。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型公开了一种方形管材预成型模具，包括至少两平行间隔设置的导纱模板（第一导纱模板和第二导纱模板）、用于预成型产品形状的预成型模板、芯模、第一调节套和第二调节套，所述第一导纱模板和第二导纱模板上分别设置有相应的导纱孔组，所述第一导纱模板和第二导纱模板位于所述预成型模板与成型模具之间，所述第一导纱模板和第二导纱模板中分别设置有所述第一调节套和第二调节套，所述芯模穿过所述第一调节套、第二调节套以及预成型模板中的成型孔，所述第一调节套和第二调节套用以环绕并定位和固定所述芯模，所述第一调节套和第二调节套上分别设置有用于承接从所述导纱孔中溢出的多余树脂的第一导流槽和第二导流槽。

优选的，所述第一调节套包括第一嵌入部、第一凸出部和第一调节部，所述第一嵌入部镶嵌于所述第一导纱模板中，所述第一凸出部凸出于所述第一导纱模板进纱侧，相应的，芯模的端部位于所述第一调节套内的部分也凸出于所述第一导纱模板进纱侧，所述第一调节部凸出于所述第一导纱模板出纱侧，所述第一调节部的四个侧面上分别通过一调节螺栓与所述芯模连接。

优选的，所述第一凸出部的边缘区域的截面尺寸大于所述第一凸出部的近导纱板部的截面尺寸，以形成所述第一导流槽。

优选的，所述第二调节套包括第二嵌入部和第二调节部，所述第二嵌入部镶嵌于所述第二导纱模板中，所述第二调节部凸出于所述第二导纱模板进纱侧，所述第二调节部的四个侧面上分别通过一调节螺栓与所述芯模连接。

优选的，所述第二调节部的边缘区域的截面尺寸大于所述第二调节部的近导纱板部的截面尺寸，以形成所述第二导流槽。

优选的，所述第一导纱模板上的导纱孔组包括位于所述第一调节套上下左右四个方向上的第一上导纱孔、第一下导纱孔和第一侧导纱孔，即第一上导纱孔、第一下导纱孔和第一侧导纱孔围绕第一调节套矩形分裂环状排列。第一导纱模板使得挤胶预成型过渡平缓均匀，充分挤胶和排真空。

优选的，所述第二导纱模板上的导纱孔组包括位于所述第二调节套上下左右四个方向上的第二上导纱孔、第二下导纱孔和第二侧导纱孔，即第二上导纱孔、第二下导纱孔和第二侧导纱孔围绕第二调节套矩形分裂环状排列，第二导纱模板在第一导纱模板的基础上进一步收缩导纱孔隙，并合并侧导纱孔的上、下孔，使其具有组合成方形管材产品截面的四个方位管壁的截面。

优选的，还包括前置导纱模板，所述前置导纱模板设置于所述第一导纱模板的正斜下方，其中，前置导纱模板的导纱孔的排列设计为矩形分裂环状排列，导纱孔分为前置上导纱孔、前置下导纱孔、前置侧导纱孔，分别预代表管产品的上壁、下壁、侧壁，第一导纱模板上的导纱孔与前置导纱模板导纱孔形似基础上进一步收缩导纱孔隙，纤维由前置导纱模板的导纱孔到所述第二导纱模板的导纱孔逐渐进行聚拢收缩。其中，前置侧导纱孔分为上下两部分，以减少管侧壁高度高，导纱挤压时纱束被挤压的不均匀。

优选的，所述第一导纱模板、第二导纱模板和预成型模板由位于其两侧的固定模板进行固定而成为一个整体。所述固定模板上设有用于卡入所述第一导纱模板、第二导纱模板和预成型模板的端部的定位槽。

优选的，所述固定模板通过其内侧的定位槽与所述成型模具的端面相卡合，并通过螺栓与所述成型模具固定连接。

优选的，所述芯模采用SKD11材质，和/或，所述芯模的厚度小于10mm。

优选的，所述芯模结构分为光洁区、延伸区、定位区、帽挂区，所述芯模整体呈“钉”形，依靠帽挂区（即芯模的端部位于所述第一调节套内的部分也凸出于所述第一导纱模板进纱侧）挂着第一导纱模板以提供承受牵引拉挤纤维向前的挤压及摩擦力，芯模的定位区由第一调节套和第二调节套固定于第一导纱模板和第二导纱模板上，起定位作用；

光洁区为模具镜面抛光，又可称为成型区，穿过预成型模板处和成型模具腔内，一般粗糙度要求≤0.05μm；延伸区为较厚芯模定位区楔形过渡到光洁区，一方面是加强承托起光洁区悬臂的自重及拉挤时的挤压扭矩，另一方面是阻挡预成型模板处挤出的多余树脂延芯模倒流至芯模装配间隙内。

与现有技术相比，本实用新型的至少具有以下优点：

本实用新型提供的方形管预成型模具，通过将芯模固定于导纱模板上，导纱模板上安装有调节套定位芯模，导纱模板导纱孔环调节套设计，实现对芯模定位控制的同时不影响导纱板的基础导纱挤胶、排真空和形状过渡功能；

当生产方形拉挤管材产品内外径相同，而上下管壁和侧壁厚度不同时，则只需调整第一调节套和第二调节套的定位螺栓来调节芯模的位置，即可改变预成型产品的形状，进而改变成型拉挤管材截面形状。在第一调节套上和第二调节套上分别设置有第一导流槽和第二导流槽，使得导纱模板挤出的多余树脂经第一导流槽、第二倒流槽引流至树脂回收器内，在不影响导纱模板导纱和调节套定位芯模的前提下，避免挤出的树脂流进芯模与导纱模板装配间的间隙内，造成对芯模定位和清理模具缝隙难度的增加。

通过选用SKD11材质作为10mm厚度以下芯模的材质，并对芯模加以结构优化设计，使得芯模机加工热处理时形变小，芯模悬臂挤压时承受力强。从而生产出壁厚稳定且可调整的拉挤管材产品，此预成型模具机构简单，灵活使用，兼备多种功能，适应性强，实现产品的稳定生产的同时减少模具制造成本及设备改造费用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图简单地介绍。

图1是本实用新型提供的预成型模具的整体结构图；

图2是本实用新型提供的预成型模具的局部放大图；

图3是本实用新型中的芯模的结构示意图；

图4是本实用新型中的固定模板的结构示意图；

图5是本实用新型中的第一导纱模板导纱和导流树脂的结构示意图；

图6是本实用新型中的第二导纱模板的导纱和导流树脂的结构示意图；

图7是本实用新型中的各导纱模板及芯模组合起的导纱示意图；

图8是本实用新型中的前置导纱模板的侧视图；

图9是本实用新型中的第一导纱模板的侧视图；

图10是本实用新型中的第二导纱模板的侧视图；

图11是本实用新型中的预成型导纱模板与芯模组合的截面示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

参见图1～11所示，本实用新型实施例公开了一种方形管材预成型模具7，包括平行间隔设置的第一导纱模板1和第二导纱模板2、用于预成型产品形状的预成型模板3、芯模4、第一调节套5和第二调节套6，第一导纱模板1和第二导纱模板2上分别设置有相应的导纱孔组，第一导纱模板1和第二导纱模板2位于预成型模板3与成型模具7之间，第一导纱模板1和第二导纱模板2中分别设置有第一调节套5和第二调节套6，芯模4穿过第一调节套5、第二调节套6以及预成型模板3中的预成型孔31，第一调节套5和第二调节套6用以环绕并定位和固定芯模4，第一调节套5和第二调节套6上分别设置有用于承接从导纱孔中溢出的多余树脂的第一导流槽51和第二导流槽61。本实施例中采用了两块用于过渡纱的第一导纱模板1和第二导纱模板2，根据实际需要还可以设置有更多的导纱模板。

其中，第一调节套5包括第一嵌入部、第一凸出部53和第一调节部54，第一嵌入部镶嵌于第一导纱模板1中，第一凸出部53凸出于第一导纱模板1进纱侧，相应的，芯模4的端部位于第一调节套5内的部分也凸出于第一导纱板进纱侧，第一调节部54凸出于第一导纱模板1出纱侧，第一调节部54的四个侧面上分别通过一调节螺栓8与芯模4连接。

第一凸出部53的边缘区域的截面尺寸大于第一凸出部53的近导纱板部的截面尺寸，以形成第一导流槽51，如图5中折线和的箭头，显示了导纱孔挤出的多余树脂导流途径。

其中，第二调节套6包括第二嵌入部和第二调节部62，第二嵌入部镶嵌于第二导纱板中，第二调节部62凸出于第二导纱模板2进纱侧，第二调节部62的四个侧面上分别通过一调节螺栓9与芯模4连接。

第二调节部62的边缘区域的截面尺寸大于第二调节部62的近导纱板部的截面尺寸，以形成第二导流槽61。如图6中折线和的箭头，显示了导纱孔挤出的多余树脂导流途径。

第一导纱模板1上的导纱孔组包括位于第一调节套5上下左右四个方向上的第一上导纱孔1a、第一下导纱孔1b和第一侧导纱孔1c。

第二导纱模板2上的导纱孔组包括位于第二调节套6上下左右四个方向上的第二上导纱孔2a、第二下导纱孔2b和第二侧导纱孔2c，其中，纤维由第一导纱模板1上的导纱孔组到第二导纱模板2上的导纱孔组逐渐进行聚拢收缩。

该方形管材预成型模具7还包括前置导纱模板10，前置导纱模板10设置于第一导纱板的正斜下方，前置导纱模板10上的导纱孔组包括前置上导纱孔10a、前置下导纱孔10b和前置侧导纱孔10c，其中，纤维由前置导纱模板10上的导纱孔组到第二导纱模板2上的导纱孔组逐渐进行聚拢收缩。

第一导纱模板1、第二导纱模板2和预成型模板3由位于其两侧的固定模板11进行固定而成为一个整体。固定模板11上设有用于卡入各个模板的端部的定位槽11a。固定模板11通过其内侧的定位槽11b与成型模具7的端面相卡合，并通过螺栓与成型模具7固定连接。通过固定模板上的定位槽能够实现准确定位、快速安装导纱模板和模具。

芯模4采用SKD11材质，芯模4的厚度小于10mm。通过选用SKD11材质作为10mm厚度以下芯模4的材质，并对芯模4加以结构优化设计，使得芯模4机加工热处理时形变小，芯模4悬臂挤压时承受力强。从而生产出壁厚稳定且可调整的拉挤管材产品，此预成型模具7机构简单，灵活使用，兼备多种功能，适应性强，实现产品的稳定生产的同时减少模具制造成本及设备改造费用。

芯模4的结构分为光洁区4a、延伸区4b、定位区4c、帽挂区4d，芯模4整体呈“钉”形，依靠帽挂区（即芯模4的端部位于第一调节套5内的部分也凸出于第一导纱板进纱侧）挂着第一导纱模板1以提供承受牵引拉挤纤维向前的挤压及摩擦力，芯模4的定位区由第一调节套5和第二调节套6固定于第一导纱模板1和第二导纱模板2上，起定位作用；

光洁区为模具镜面抛光，又可称为成型区，穿过预成型模板3处和成型模具7腔内，一般粗糙度要求≤0.05μm；延伸区为较厚芯模4定位区楔形过渡到光洁区，一方面是加强承托起光洁区悬臂的自重及拉挤时的挤压扭矩，另一方面是阻挡预成型模板3处挤出的多余树脂延芯模4倒流至芯模4装配间隙内。

上述方形管材预成型模具7的工作原理如下：

往胶槽内注入树脂，浸渍后的纤维经前置导纱模板接胶，并分成构成方管产品四周管壁的纤维区，然后再经第一导纱模板1进一步聚拢收缩导纱孔隙，进一步挤胶并调整纱束形状，此时挤出的多余树脂经导流槽套流入下方的收集装置内；从第一导纱模板1引出的纤维再经第二导纱模板2充分挤出多余胶液，第一导纱模板1的两侧分别设置两个侧纱孔，第二导纱模板2的两侧分别设置一个侧纱孔，挤出的胶液经第二调节套6上的导流槽流进下方的收集装置内；再然后从第二导纱模板2出来后倾斜一定角度成台柱形汇集至预成型模板3与芯模4的光洁区构成的方形空腔内，进行预成型；最后进入成型模具7固化成型。

通过以上技术方案，本实用新型实施例提供的方形管预成型模具7，通过将芯模4固定于导纱模板上，导纱模板上安装有调节套定位芯模4，导纱模板导纱孔环调节套设计，实现对芯模4定位控制的同时不影响导纱板的基础导纱挤胶、排真空和形状过渡功能；

当生产方形拉挤管材产品内外径相同，而上下管壁和侧壁厚度不同时，则只需调整第一调节套5和第二调节套6的定位螺栓来调节芯模4的位置，即可改变预成型产品的形状，进而改变成型拉挤管材截面形状。在第一调节套5上和第二调节套6上分别设置有第一导流槽51和第二导流槽61，使得导纱模板挤出的多余树脂经第一导流槽51、第二倒流槽引流至树脂回收器内，在不影响导纱模板导纱和调节套定位芯模4的前提下，避免挤出的树脂流进芯模4与导纱模板装配间的间隙内，使挤出的多余树脂靶向流入收集装置，而不至于树脂四溅，避免影响模具下次使用定位和增加清理难度。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种方形管材预成型模具，其特征在于：包括至少两平行间隔设置的第一导纱模板和第二导纱模板、用于预成型产品形状的预成型模板、芯模、第一调节套和第二调节套，所述第一导纱模板和第二导纱模板上分别设置有相应的导纱孔组，所述第一导纱模板和第二导纱模板位于所述预成型模板与成型模具之间，所述第一导纱模板和第二导纱模板中分别设置有所述第一调节套和第二调节套，所述芯模穿过所述第一调节套、第二调节套以及预成型模板中的成型孔，所述第一调节套和第二调节套用以环绕并定位和固定所述芯模，所述第一调节套和第二调节套上分别设置有用于承接从所述导纱孔中溢出的多余树脂的第一导流槽和第二导流槽。

2.根据权利要求1所述的一种方形管材预成型模具，其特征在于：所述第一调节套包括第一嵌入部、第一凸出部和第一调节部，所述第一嵌入部镶嵌于所述第一导纱模板中，所述第一凸出部凸出于所述第一导纱模板进纱侧，相应的，芯模的端部位于所述第一调节套内的部分也凸出于所述第一导纱模板进纱侧，所述第一调节部凸出于所述第一导纱模板出纱侧，所述第一调节部的四个侧面上分别通过一调节螺栓与所述芯模连接。

3.根据权利要求2所述的一种方形管材预成型模具，其特征在于：所述第一凸出部的边缘区域的截面尺寸大于所述第一凸出部的近导纱板部的截面尺寸，以形成所述第一导流槽。

4.根据权利要求1所述的一种方形管材预成型模具，其特征在于：所述第二调节套包括第二嵌入部和第二调节部，所述第二嵌入部镶嵌于所述第二导纱模板中，所述第二调节部凸出于所述第二导纱模板进纱侧，所述第二调节部的四个侧面上分别通过一调节螺栓与所述芯模连接。

5.根据权利要求4所述的一种方形管材预成型模具，其特征在于：所述第二调节部的边缘区域的截面尺寸大于所述第二调节部的近导纱板部的截面尺寸，以形成所述第二导流槽。

6.根据权利要求1所述的一种方形管材预成型模具，其特征在于：所述第一导纱模板上的导纱孔组包括位于所述第一调节套上下左右四个方向上的第一上导纱孔、第一下导纱孔和第一侧导纱孔。

7.根据权利要求6所述的一种方形管材预成型模具，其特征在于：所述第二导纱模板上的导纱孔组包括位于所述第二调节套上下左右四个方向上的第二上导纱孔、第二下导纱孔和第二侧导纱孔，其中，纤维由所述第一导纱模板上的导纱孔组到所述第二导纱模板上的导纱孔组逐渐进行聚拢收缩。

8.根据权利要求7所述的一种方形管材预成型模具，其特征在于：还包括前置导纱模板，所述前置导纱模板设置于所述第一导纱模板的正斜下方，所述前置导纱模板上的导纱孔组包括前置上导纱孔、前置下导纱孔和前置侧导纱孔，其中，纤维由所述前置导纱模板上的导纱孔组到所述第二导纱模板上的导纱孔组逐渐进行聚拢收缩。

9.根据权利要求1所述的一种方形管材预成型模具，其特征在于：所述第一导纱模板、第二导纱模板和预成型模板由位于其两侧的固定模板进行固定而成为一个整体。

10.根据权利要求9所述的一种方形管材预成型模具，其特征在于：所述固定模板通过其内侧的定位槽与所述成型模具的端面相卡合，并通过螺栓与所述成型模具固定连接。