一种用于HP-RTM模压成型工艺的预成型模具的制作方法

本实用新型涉及hp-rtm成型领域，特别是涉及一种用于hp-rtm模压成型工艺的预成型模具。

背景技术：

hp-rtm(高压树脂传递模塑成型)工艺是近年来推出的一种用于生产高性能热固性复合材料零件的rtm工艺技术。它采用预成型、钢模、真空辅助排气、高压注射等工艺方法，在高压下完成树脂的浸渍和固化工艺,实现低成本、短周期（大批量）和高质量生产，其中预成型是指在rtm成型加工中，首先把纤维增强材料制成与要加工制品类似的形状才能进行后续成型加工，其中待增强纤维及其织物制成预成型件的过程称之为预成型。目前常用的预成型方法是预先制成坯料后再通过冲压方式制成预成型件，其中坯料一般是先通过定型工艺制成毡状，然后将毡状坯料放置于预成型模具成型面上压实，经修整后制成具有规则几何形状的毡状纤维预制体。但是在坯料压制成毡状纤维预制体的过程中经常会因为冲压导致内部的纤维移位，导致局部热收缩率出现偏差，最终产品尺寸不符现象，或者在复杂型面的拐角处出现纤维堆叠，导致物理性能下降。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种用于hp-rtm模压成型工艺的预成型模具，能够减少预制体内纤维堆叠和褶皱现象。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种用于hp-rtm模压成型工艺的预成型模具，所述用于hp-rtm模压成型工艺的预成型模具包括：底模、压模和模座，所述模座包括底模模座和压模模座；所述底模固定在底模模座上，所述底模模座上还设置有坯料夹持机构，所述压模安装在压模模座上，所述压模模座上安装有压模驱动机构，所述驱动机构能够带动压模做与水平面垂直方向的往复位移；所述底模上设置有预成型面，所述压模上设置有冲压面，所述压模位置在底模的正上方，所述冲压面与预成型面相对设置，形状相合；所述压模为分体式压头，所述分体式压头由若干独立的压块拼合构成，每个压块上有一个分压面，所有分压面拼合在一起构成冲压面，每个压块与驱动机构之间通过独立的压杆连接，每个压块能够独立驱动。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述坯料夹持机构为设置在底模两侧的左夹头座和右夹头座，所述左右夹头座上分别安装有坯料夹头。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述独立压块共有三块，分别为定位压块、左侧压块和右侧压块，所述定位压块的冲压面覆盖成型面的几何中心。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述右侧压块的右侧还设有顶块。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述定位压块的分压面不小于整个压头冲压面的10%。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述定位压块两侧的分压面面积相差不超过总冲压面的5%。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的独立压块材质为硬质铝合金。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的技术方案是采用分块预成型的方式对纤维预制体进行压实，压制过程中先压中间位置，对纤维预制体进行定位，然后依次对纤维预制体的其他位置进行压制，通过上述方式，能够解决整体压制过程中产生的纤维移位问题，提高零件的精度，降低复杂型面在拐角处纤维堆叠的现象，提高零件的整体性能。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：

1.底模模座、2.底模、3.定位压块、4.左侧压块、5.右侧压块、6.顶块、7、油缸、8.压模模座、9、左夹头座、10.右夹头座、11.压杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅附图，本实用新型一个较佳实施例包括：

一种用于hp-rtm模压成型工艺的预成型模具，所述用于hp-rtm模压成型工艺的预成型模具为碳纤维预制体成型模具，所述预成型模具包括：底模2、压模和模座，所述模座包括底模模座1和压模模座8；所述底模2固定在底模模座1上，所述底模模座1上还设置有坯料夹持机构，所述坯料夹持机构为设置底模2两侧的左夹头座9和右夹头座10，所述压模安装在压模模座8上，所述压模模座8上安装有压模驱动机构，所述驱动机构能够带动压模做与水平面垂直方向的往复位移；所述底模2上设置有预成型面，所述压模上设置有冲压面，所述压模位置在底模2的正上方，所述冲压面与预成型面相对设置，形状相合；

所述压模为分体式压头，所述分体式压头由3个独立的硬质铝合金压块拼合构成，所有独立压块的分压面组合在一起形成与所述成型面相合的冲压面，所述驱动机构包括3个独立的液压油缸7，每个压块与通过各自独立的压杆11与相应油缸7连接。现场操作人员可以通过控制相应油缸7的动作分别控制每个压块的下压动作。

所述3个压块分为定位压块3和侧压块两种，所述定位压块3的分压面覆盖所述压头冲压面的几何中心，所述定位压块3的分压面的面积占整个压头冲压面的10%。所述定位压块4的分压面太小的话会导致定位压块4的定位影响力太小，侧压块下压时不同分压面之间的交界处出现褶皱，影响预成型件的整体性能。

所述侧压块沿定位压块两侧分布，所述侧压块共有两个，分别为左侧压块4和和右侧压块5，所述右侧压块5的右侧还设有顶块6，其中左侧压块上的分压面占总冲压面的45%，右侧压块的分压面占总冲压面的45%，两块侧压块的分压面面积相同，可以防止单个侧压块的分压面面积过大，使定位压块两侧的分压面压面受力差距过大，下压时扯动坯料导致纤维预制体内的碳纤维移位，其中顶块可以防止保压过程中压块滑移。

本发明的另一实施例中：

一种用于hp-rtm模压成型工艺的预成型模具，所述用于hp-rtm模压成型工艺的预成型模具为碳纤维预制体成型模具，所述预成型模具包括：底模2、压模和模座，所述模座包括底模模座1和压模模座8；所述底模2固定在底模模座1上，所述底模模座1上还设置有坯料夹持机构，所述坯料夹持机构为设置底模2两侧的左夹头座9和右夹头座10，所述压模安装在压模模座8上，所述压模模座8上安装有压模驱动机构，所述驱动机构为液压油缸7，能够带动压模做与水平面垂直方向的往复位移；所述底模2上设置有预成型面，所述压模上设置有冲压面，所述压模位置在底模2的正上方，所述冲压面与预成型面相对设置，形状相合；

所述压模为分体式压头，所述分体式压头由3个独立的硬质铝合金压块拼合构成，所有独立压块的分压面组合在一起形成与所述成型面相合的冲压面，所述驱动机构包括3个独立的液压油缸7，每个压块与通过各自独立的压杆11与相应油缸7连接。现场操作人员可以通过控制相应油缸7的动作分别控制每个压块的下压动作。

所述3个压块分为定位压块3和侧压块两种，所述定位压块3的分压面覆盖所述压头冲压面的几何中心，所述定位压块3的分压面的面积占整个压头冲压面的15%。所述定位压块4的分压面太小的话会导致定位压块4的定位影响力太小，侧压块下压时不同分压面之间的交界处出现褶皱，影响预成型件的整体性能。

所述侧压块沿定位压块两侧分布，所述侧压块共有两个，分别为左侧压块4和和右侧压块5，所述右侧压块5的右侧还设有顶块6，其中左侧压块上的分压面占总冲压面的40%，右侧压块的分压面占总冲压面的45%，两块侧压块的分压面面积相差较小，可以防止单个侧压块的分压面面积过大，使定位压块两侧的分压面压面受力差距过大，下压时扯动坯料导致纤维预制体内的碳纤维移位，其中顶块可以防止保压过程中压块滑移。

上述两个实施例中的预成型模具的压制步骤为：

第一步:将毡状坯料覆盖住底模2上的预成型面，然后使用左夹头座9和右夹头座10上的坯料夹头夹住毡状坯料的两个侧边,将毡状坯料拉紧;

第二步:将中间定位压块3下压,将坯料固定在底模2的成型面上;

第三步;将左侧压块4下压定型,然后右侧压块5下压,完成最终定型;

第四步:右侧压块5一侧的顶块6向下运动,顶紧右侧压块5,防止右侧压块5侧移;

第五步:根据工艺保压至时间结束,依次将顶块6和压块收回,然后将预成型结束的坯料取出,送入下一工序进行精加工。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。