一种大型复合材料产品成型模具的制作方法

1.本发明涉及机械领域，尤其涉及一种大型复合材料产品成型模具。


背景技术：

2.近年来，随着国内对复合材料的研究取得长足进步，具备新特性的复合材料不断被研发成功，复合材料的加工工艺研究也不断取得进步，极大地降低了复合材料零件的加工成本，由此扩大了复合材料零件的适用范围。以前，受加工工艺的限制，复合材料零件虽在装备制造领域大规模使用，但多为小尺寸零件或非受力的装饰性零件。现在，由于加工工艺技术的进步，使制造大型复合材料结构件成为可能，大型复合材料产品成型模具也走进大众视野，并被广泛使用。
3.现有大型复合材料成型模具主要结构为框架结构，且框架各杆件一体成型，此种模具设计理念的模具，较长金属加工时变形量大，造成过大的累积误差，影响产品成型精度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种大型复合材料产品成型模具。
5.为实现上述发明目的，本发明提供一种大型复合材料产品成型模具，，包括：模具主体，连接块，矫正杆，打孔工装杆；
6.所述模具主体为规则形状的环状结构；
7.沿所述模具主体的周向，所述连接块具有间隔的设置有多个，且所述连接块位于所述模具主体的内侧；
8.所述矫正杆在所述模具主体的同一侧间隔的设置有多个；其中，所述矫正杆相对的两端分别与所述模具主体相连接；
9.所述打孔工装杆与所述矫正杆相垂直的设置，且所述打孔工装杆与所述矫正杆处于所述模具主体的同一侧；其中，所述打孔工装杆相对的两端分别与所述模具主体相连接。
10.根据本发明的一个方面，所述打孔工装杆的相对两端承靠在所述模具主体的侧面上，且所述打孔工装杆与所述矫正杆靠近所述模具主体的一侧相互嵌合的设置。
11.根据本发明的一个方面，所述打孔工装杆的相对两端分别采用定位销与所述磨具主体连接。
12.根据本发明的一个方面，所述模具主体呈矩形环状结构，其包括：长杆和与所述长杆垂直设置的短杆；
13.所述连接块设置于所述长杆和所述短杆相连接的位置，且分别与所述长杆和所述短杆相连接；
14.所述矫正杆分别与所述短杆相平行的设置；
15.所述打孔工装杆与所述长杆相平行的设置。
16.根据本发明的一个方面，所述长杆包括：至少一个长杆组件；
17.所述长杆组件相对两端分别设置有厚度小于所述长杆组件厚度的第一端部连接件；
18.所述短杆的厚度与所述长杆的厚度相一致，且包括：至少一个短杆组件；
19.所述短杆组件相对两端分别设置有厚度小于所述短杆组件厚度的第二端部连接件；
20.所述第一端部连接件与所述第二端部连接件相互堆叠的设置，且叠加厚度与所述长杆或所述短杆的厚度相一致。
21.根据本发明的一个方面，沿所述长杆组件的厚度方向，在所述长杆组件相对两端设置的所述第一端部连接件错位设置或同侧设置；
22.沿所述短杆组件的厚度方向，在所述短杆组件相对两端设置的所述第二端部连接件错位设置或同侧设置。
23.根据本发明的一个方面，沿所述矫正杆的长度方向，所述矫正杆相对的两端分别设置有支脚，所述矫正杆的中间位置设置有支撑凸台；
24.所述支脚和所述支撑凸台处于所述矫正杆的同一侧；
25.所述支撑凸台远离所述矫正杆的一侧设置有用于与所述打孔工装杆嵌合连接的凹槽。
26.根据本发明的一个方面，所述模具主体连接所述矫正杆的一侧间隔的设置有多个吊环；
27.所述矫正杆远离所述模具主体的一侧间隔的设置有多个所述吊环。
28.根据本发明的一个方面，沿所述打孔工装杆的长度方向，在所述打孔工装杆上间隔的设置有多个贯穿其本体的通孔，且所述通孔的轴向与所述模具主体的厚度方向相一致。
29.根据本发明的一种方案，本发明的成型模具简单，各部分结构均是可拆装的，进而能够根据不同的产品外形进行相应的组装，以适应相应的产品生产，使用灵活。此外，通过在成型模具中设置矫正杆的方式可以有效的保证模具主体的结构稳定性和结构精度，对保证成品的结构尺寸有益。
30.根据本发明的一种方案，本发明通过模块化设计，将复合材料成型模具设计成具有高集成化的设备，达到低成本高质量的成型效果，同时节省脱模时间，采用科学有效的拼装方法，节约拼装时间。
31.根据本发明的一种方案，通过将打孔工装杆与矫正杆设置在模具主体的同一侧，可以方便的将矫正杆与打孔工装杆进行连接，进而在实现矫正杆对模具主体矫正的同时，还可以对打孔工装杆进行准确定位和矫正，从而有效保证打孔工装杆的位置精度，对进一步提高产品的质量有益。
32.根据本发明的一种方案，打孔工装杆4通过定位销固定支撑在模具主体上有效的保证了打孔工装杆的端部位置精度，同时结合矫正杆对打孔工装杆中部位置的连接有效的保证了打孔工装杆中间位置与端部位置的一致。此外，在模具主体的厚度方向上，打孔工装杆采用端部承载在模具主体上，而中间位置嵌入在矫正杆下侧的方式，实现了在模具主体厚度方向上对打孔工装杆的准确限位。因此，通过打孔工装杆端部与模具主体连接，中间位置与矫正杆连接的方式，非常有效的在水平方向和竖直方向的定位精度，极大的保证了本
发明的定位有效性和产品的成品良率。
33.根据本发明的一种方案，通过打孔工装杆与矫正杆相互嵌合的连接方式可以有效的提高打孔工装杆的整体刚性，进而有效使得打孔工装杆对模具主体结构起到加强作用，有效的保证了模具主体短边的相对位置精度，进一步保证了整个模具主体的结构稳定性。
34.根据本发明的一种方案，本发明利用矫正杆件及打孔工装矫正尺寸，成型精度高、累积误差小。同时，采用螺栓、定位销等可拆卸连接的方式，使得本发明易拆装，易脱模。
附图说明
35.图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的大型复合材料产品成型模具的立体图；
36.图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的大型复合材料产品成型模具的俯视图。
具体实施方式
37.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
39.结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种大型复合材料产品成型模具，包括：模具主体1，连接块2，矫正杆3，打孔工装杆4。在本实施方式中，模具主体1为规则形状的环状结构，例如，模具主体1可设置为矩形环状结构。在本实施方式中，沿模具主体1的周向，连接块2具有间隔的设置有多个，且连接块2位于模具主体1的内侧；其中，当模具主体1为矩形环状结构时，连接块2则设置在模具主体1的夹角位置，而当模具主体呈其他形状时可根据需要进行相应的设置(例如，等间隔的设置)。在本实施方式中。矫正杆3在模具主体1的同一侧间隔的设置有多个；其中，矫正杆3相对的两端分别与模具主体1相连接。在本实施方式中，矫正杆3的端部通过连接件(例如螺栓)与模具主体1开拆卸地连接，以方便其灵活的组装。
40.在本实施方式中，打孔工装杆4与矫正杆3相垂直的设置，且打孔工装杆4与矫正杆3处于模具主体1的同一侧；其中，打孔工装杆4相对的两端分别与模具主体1相连接。
41.通过上述设置，本发明的成型模具简单，各部分结构均是可拆装的，进而能够根据不同的产品外形进行相应的组装，以适应相应的产品生产，使用灵活。此外，通过在成型模具中设置矫正杆的方式可以有效的保证模具主体的结构稳定性和结构精度，对保证成品的结构尺寸有益。
42.通过上述设置，通过将打孔工装杆与矫正杆设置在模具主体的同一侧，可以方便
的将矫正杆与打孔工装杆进行连接，进而在实现矫正杆对模具主体矫正的同时，还可以对打孔工装杆进行准确定位和矫正，从而有效保证打孔工装杆的位置精度，对进一步提高产品的质量有益。
43.结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，打孔工装杆4的相对两端承靠在模具主体1的侧面上，且打孔工装杆4与矫正杆3靠近模具主体1的一侧相互嵌合的设置。在本实施方式中，打孔工装杆4的相对两端分别采用定位销与磨具主体1连接。在本实施方式中，模具主体1呈矩形框结构，矫正杆3相对的两端分别与模具主体1的长边相互连接，进而打孔工装杆4的相对两端则分别与模具主体1的短边相互连接。在本实施方式中，矫正杆3与模具主体1的短边相互平行的设置有多个，而打孔工装杆4与模具主体1的长边相互平行的设置在中间位置。
44.通过上述设置，打孔工装杆4通过定位销固定支撑在模具主体上有效的保证了打孔工装杆的端部位置精度，同时结合矫正杆对打孔工装杆中部位置的连接有效的保证了打孔工装杆中间位置与端部位置的一致。此外，在模具主体的厚度方向上，打孔工装杆采用端部承载在模具主体上，而中间位置嵌入在矫正杆下侧的方式，实现了在模具主体厚度方向上对打孔工装杆的准确限位。因此，通过打孔工装杆端部与模具主体连接，中间位置与矫正杆连接的方式，非常有效的在水平方向和竖直方向的定位精度，极大的保证了本发明的定位有效性和产品的成品良率。
45.通过上述设置，通过打孔工装杆与矫正杆相互嵌合的连接方式可以有效的提高打孔工装杆的整体刚性，进而有效使得打孔工装杆对模具主体结构起到加强作用，有效的保证了模具主体短边的相对位置精度，进一步保证了整个模具主体的结构稳定性。
46.结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，模具主体1呈矩形环状结构，其包括：长杆11和与长杆11垂直设置的短杆12。在本实施方式中，连接块2设置于长杆11和短杆12相连接的位置，且分别与长杆11和短杆12相连接。在本实施方式中，连接块2呈三角形结构，其两个直角侧面分别通过螺栓等连接件与长杆11和短杆12相连接。在本实施方式中，连接块2的形状可根据产品形状的需要进行相应的设置，以实现产品夹角的形状变换。
47.在本实施方式中，矫正杆3分别与短杆12相平行的设置；打孔工装杆4与长杆11相平行的设置，且打孔工装杆4的端部与短杆12的中间位置相连接。
48.结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，长杆11包括：至少一个长杆组件111。在本实施方式中，长杆组件111相对两端分别设置有厚度小于长杆组件111厚度的第一端部连接件111a；在本实施方式中，长杆11的长度根据产品的外形结构所决定，进而可通过设置相应数量的长杆组件111进行相互的拼接即可获得。其中，相邻的长杆组件111通过端部设置的第一端部连接件111a相互堆叠的实现连接。在本实施方式中，第一端部连接件111a的厚度可设置为长杆组件111厚度的一半，进而当相邻长杆组件111的第一端部连接件111a相互堆叠连接后，其连接位置的厚度即可与长杆组件111的厚度保持一致，进而对保证长杆11的整体厚度的一致性有益。
49.在本实施方式中，第一端部连接件111a上设置有多个定位连接孔，通过采用连接件(如定位销、螺栓)穿过多个定位连接孔实现不同长杆组件111端部的精确固定，保证连接尺寸的准确。在本实施方式中，在第一端部连接件111a上设置有四个定位连接孔且呈矩形的分布，并通过螺栓实现固定连接。当然，还可以根据需要选择其中的一个或两个定位连接
孔用于连接定位销，以进一步提高安装精度。此外，定位连接孔的数量还可设置为其他数量(如，三个、五个等)，只要能满足需要即可。
50.在本实施方式中，短杆12的厚度与长杆12的厚度相一致，且包括：至少一个短杆组件121；短杆组件121相对两端分别设置有厚度小于短杆组件111厚度的第二端部连接件121a。在本实施方式中，短杆12的长度根据产品的外形结构所决定，进而可通过设置相应数量的短杆组件121进行相互的拼接即可获得。其中，相邻的短杆组件121通过端部设置的第二端部连接件121a相互堆叠的实现连接。在本实施方式中，第二端部连接件121a的厚度可设置为短杆组件121厚度的一半，进而当相邻短杆组件121的第二端部连接件121a相互堆叠连接后，其连接位置的厚度即可与短杆组件121的厚度保持一致，进而对保证短杆12整体厚度的一致性有益。
51.在本实施方式中，第二端部连接件121a上设置有多个定位连接孔，通过采用连接件(如定位销、螺栓)穿过多个定位连接孔实现不同短杆组件121端部的精确固定，保证连接尺寸的准确。在本实施方式中，在第二端部连接件121a上设置有四个定位连接孔且呈矩形的分布，并通过螺栓实现固定连接。当然，还可以根据需要选择其中的一个或两个定位连接孔用于连接定位销，以进一步提高安装精度。此外，定位连接孔的数量还可设置为其他数量(如，三个、五个等)，只要能满足需要即可。
52.在本实施方式中，长杆11和短杆12相互连接时，通过处于端部的第一端部连接件111a与第二端部连接件121a相互堆叠的设置，且叠加厚度与长杆11或短杆12的厚度保持一致。在本实施方式中，第一端部连接件111a与第二端部连接件121a均为尺寸一致的正方形块。
53.通过上述设置，本发明的模具主体1的长杆和短杆分别在端部设置第一端部连接件111a和第二端部连接件121a的方式可在端部形成台阶结构，进而采用在端部设置的第一端部连接件111a和第二端部连接件121a相连接的方式可有效实现长杆与短杆在拐角位置的相互抵靠连接，通过所形成的台阶结构可以方便有效的实现对夹角大小的限制和夹角精度的准确控制，有效的抑制了模具主体1上长杆和短杆在连接位置的相对位移，进而对保证模具主体的整体结构稳定和连接精度有益。
54.结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，沿长杆组件111的厚度方向，在长杆组件111相对两端设置的第一端部连接件111a错位设置或同侧设置；通过设置第一端部连接件111a在长杆组件111厚度方向上的位置，可有益于合理分配组成的长杆11相对两端的第一端部连接件111a的相对位置，进而可方便与短杆12相连接。例如，在长杆11中，若具有两个长杆组件111，将其中一个长杆组件111两端的第一端部连接件111a在厚度方向上同侧设置，而另一个长杆组件111两端的第一端部连接件111a在厚度方向上错位设置，这样在两个长杆组件111相互拼接后所形成的长杆11的相对两端的第一端部连接件111a则在厚度方向上呈同侧设置的状态，如此类似的，通过改变不同长杆组件111两端的第一端部连接件111a在厚度方向上的位置，即可实现所形成的长杆11上产生相应的变化，用于实现与短杆12的灵活安装。
55.在本实施方式中，沿短杆组件121的厚度方向，在短杆组件121相对两端设置的第二端部连接件121a错位设置或同侧设置。与前述长杆组件111上第一端部连接件111a的设置方式相类似的，在短杆组件121上也可以进行相应的变化，以用于实现与长杆11的匹配连
接，保证了本发明的组装灵活性。
56.结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，沿矫正杆3的长度方向，矫正杆3相对的两端分别设置有支脚31，矫正杆3的中间位置设置有支撑凸台32在本实施方式中，支脚31和支撑凸台32处于矫正杆3的同一侧；支撑凸台32远离矫正杆3的一侧设置有用于与打孔工装杆4嵌合连接的凹槽。
57.通过上述设置，在矫正杆的端部设置支脚和在中间设置支撑凸台的方式，实现了对矫正杆相应连接位置的增强，既保证了矫正杆的整体强度，还有效的避免了矫正杆质量的过度增加，对保证发明的整体轻量化有益。
58.结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，模具主体1连接矫正杆3的一侧间隔的设置有多个吊环5；矫正杆3远离模具主体1的一侧间隔的设置有多个吊环5。
59.通过上述设置，在模具主体和矫正杆上分别设置吊环的方式有益于保证对本发明的整体吊装，且有效的保证了吊装位置的均匀性，对抑制整体的吊装变形和保证产品的质量有益。
60.结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，沿打孔工装杆4的长度方向，在打孔工装杆4上间隔的设置有多个贯穿其本体的通孔，且通孔的轴向与模具主体1的厚度方向相一致。在本实施方式中，在打孔工装杆4的下侧可选择的设置有凸起，用于实现对产品的嵌合定位，保证了本发明的定位精度。
61.为进一步说明本方案，对本发明的成型模具的安装方法作进一步说明。
62.根据所要制作的大型复合材料产品的形状和尺寸，选择相应数量的长杆组件111、短杆组件121，以及相应的连接块2，矫正杆3，打孔工装杆4；
63.通过长杆组件111端部的第一端部连接件111a进行连接构成满足长度要求的长杆11，以及通过短杆组件121端部的第二端部连接件121a进行连接构成满足长度要求的短杆12；
64.将长杆11端部的第一端部连接件111a和短杆12端部的第二端部连接件121a相互连接，且连接件不锁紧；
65.选取两个线性可伸缩调整的调节结构，其中一个调节结构的相对两端分别与长杆11相连接，另一个调节结构的相对两端分别与短杆12相连接；
66.通过调节结构微调长杆11的相对位置，以及通过调节结构微调短杆12的相对位置，若长杆11和短杆12之间的相对位置精度分别达到要求，则固定长杆11和短杆12；
67.将连接块2与长杆11和短杆12固定连接；
68.在短杆12上与打孔工装杆4的两端采用定位销固定；
69.在长杆11上安装矫正杆3，且矫正杆3的中间位置的凹槽与打孔工装4嵌合连接；
70.对矫正杆3的安装位置进行精确测量并采用连接件(如定位销和/或螺栓)固定；
71.拆除与长杆和短杆相连接的调节结构，完成成型模具的安装。
72.上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
73.以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。