一种碳素纤维冷压成型模具的制作方法

本实用新型属于碳素纤维产品加工技术领域，具体涉及一种碳素纤维冷压成型模具。

背景技术：

碳素纤维的学名叫“聚丙烯腈基碳纤维”由碳纤维与相关的基体树脂(如环氧树脂)备制的复合材料其多项物理力学性能可以与金属媲美。由于它特有的耐高温(>3000℃)，耐烧蚀，热膨胀系数小，及高比强度、高比模量等特性，广泛应用于航天、航空、化工、电子及体育器材等领域。

碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。

在碳纤维工件与传统金属工件组合构成嵌件的过程中需要进行冷压成型，现有技术中的冷压成型模具结构不便于加工t字形的嵌件。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种方便加工t字形结构嵌件的碳素纤维冷压成型模具。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种碳素纤维冷压成型模具，包括模具主体，所述模具主体包括上模和下模，上模设于下模的顶部，下模的顶部设有与上模配合的上模凹槽，上模的横截面呈倒梯形，上模凹槽的截面形状与上模的截面形状相同；

上模凹槽底部的下模内设有下模腔体，下模腔体的两端延伸到下模的左右两侧构成开口，下模的两侧设有模腔封盖，模腔封盖通过螺栓与下模可拆卸式的连接；

上模的底部设有上模腔体。上模、下模合模时，上模嵌入上模凹槽中，由于上模和上模凹槽采用倒梯形的截面形状，因此合模过程中逐渐形成配合，降低对于模具加工精度的需求，上模和下模合模的过程中上部工件逐渐插入下部工件的顶部，通过合模压力促使两个工件紧密结合。

上部工件和下部工件分别设于上模腔体和下模腔体中，上部工件插入下部工件顶部的条形槽内。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述下模设于下模座的顶部，上模设于上模座的底部，上模座和下模座之间通过导向机构连接，该导向机构包括若干个导向杆，导向杆贯穿上模座和下模座，导向杆的下端固定在安装平面上，上模座的顶部连接液压缸的活塞杆；下模座的底部连接缓冲系统，该缓冲系统包括缓冲座、缓冲弹簧和缓冲柱，缓冲座设于下模座的下方，缓冲座与下模座之间设有若干个缓冲弹簧，缓冲座的底部连接若干个缓冲柱，缓冲柱的下端固定连接安装平面；缓冲弹簧套在限位柱上，限位柱的上下两端分别固定连接下模座和缓冲座。通过下柱插入上柱内的深度能够调整限位柱的长度。合模过程中上模、下模、下模座之间传递压力，下模座下移压缩缓冲弹簧，缓冲弹簧给与下模座反作用力，此时上模与下模之间的压力为缓冲弹簧的弹力，直到下柱完全插入上柱内，此时弹簧不再压缩，上模与下模之间的压力为橡胶柱的弹力，直到弹力与液压缸压力相等达到平衡，上模与下模之间的压力达到最大。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述限位柱为伸缩柱，包括上柱和下柱，上柱内设有与下柱间隙配合的盲孔。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述导向杆贯穿缓冲座，缓冲座上设有与导向杆间隙配合的通孔。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述缓冲柱为橡胶柱。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型的下模通过插入的方式插入工件，能够方便加工t字形结构嵌件，解决从顶部安装工件无法形成贴合工件的模腔的问题；

2)本实用新型采用二级缓冲的方式进行合模，使应力缓慢变化，提高加工产品的质量。

附图说明

图1是实施例一中本实用新型的结构示意图；

图2是实施例一中本实用新型的模具主体的结构示意图；

图3是实施例一中本实用新型的模具主体的截面结构示意图。

图中：上模1、下模2、上模凹槽3、下模腔体4、模腔封盖5、导向杆6、上模座7、下模座8、缓冲座9、缓冲弹簧10、缓冲柱11、限位柱12、上模腔体13、上部工件21、下部工件22。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

实施例一

如图1-3所示，一种碳素纤维冷压成型模具，包括模具主体，所述模具主体包括上模1和下模2，上模1设于下模2的顶部，下模2的顶部设有与上模1配合的上模凹槽3，上模1的横截面呈倒梯形，上模凹槽3的截面形状与上模1的截面形状相同；

上模凹槽3底部的下模2内设有下模腔体4，下模腔体4的两端延伸到下模2的左右两侧构成开口，下模2的两侧设有模腔封盖5，模腔封盖5通过螺栓与下模2可拆卸式的连接；

上模1的底部设有上模腔体13。上模1、下模2合模时，上模1嵌入上模凹槽3中，由于上模1和上模凹槽3采用倒梯形的截面形状，因此合模过程中逐渐形成配合，降低对于模具加工精度的需求，上模1和下模2合模的过程中上部工件21逐渐插入下部工件22的顶部，通过合模压力促使两个工件紧密结合。

上部工件21和下部工件22分别设于上模腔体13和下模腔体4中，上部工件21插入下部工件22顶部的条形槽内。

下模2设于下模座8的顶部，上模1设于上模座7的底部，上模座7和下模座8之间通过导向机构连接，该导向机构包括若干个导向杆6，导向杆6贯穿上模座7和下模座8，导向杆6的下端固定在安装平面上，上模座7的顶部连接液压缸的活塞杆；下模座8的底部连接缓冲系统，该缓冲系统包括缓冲座9、缓冲弹簧10和缓冲柱11，缓冲座9设于下模座8的下方，缓冲座9与下模座8之间设有若干个缓冲弹簧10，缓冲座9的底部连接若干个缓冲柱11，缓冲柱11的下端固定连接安装平面；缓冲弹簧10套在限位柱12上，限位柱12的上下两端分别固定连接下模座8和缓冲座9，该限位柱12为伸缩柱，包括上柱和下柱，上柱内设有与下柱间隙配合的盲孔。通过下柱插入上柱内的深度能够调整限位柱12的长度。合模过程中上模1、下模2、下模座8之间传递压力，下模座8下移压缩缓冲弹簧10，缓冲弹簧10给与下模座8反作用力，此时上模1与下模2之间的压力为缓冲弹簧10的弹力，直到下柱完全插入上柱内，此时弹簧不再压缩，上模1与下模2之间的压力为橡胶柱的弹力，直到弹力与液压缸压力相等达到平衡，上模1与下模2之间的压力达到最大。

上述，导向杆6贯穿缓冲座9，缓冲座9上设有与导向杆6间隙配合的通孔。

上述，缓冲柱11为橡胶柱。

本实用新型的结构特点及其工作原理：下部工件22插入下模腔体4中，然后两端通过模腔封盖5将下模腔体4两端开口封闭，构成封闭腔体。上部工件21插入上模腔体13中，然后合模进行成型。

上模1和下模2合模时通过缓冲系统进行二级缓冲，使上模1与下模2合模时的压力逐渐增大，能够延长合模过程，使两个工件结合的过程中具有一个应力逐渐增大的过程，从而能够两个工件结合更为紧密。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。