一种变尺寸多型腔复合材料构件模压成型模具的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种复合材料构件模压成型模具，解决了相同结构内孔变尺寸多件产品一次成型的问题。包括凸模、凹模、不同尺寸型芯、垫板、手柄。模具采用上下对分式结构，单个凸模和单个型芯端头相配合后，穿过凹模对应型腔插入垫板对应孔位，用于产品成型过程内孔高度的定位和限位，及限制内孔台阶高度，保证复合材料构件内孔与外圆同心；合模过程，将凹模安装在垫板上，通过定位销孔和连接螺纹孔进行连接、定位，将预浸料填入凹模型腔内，贴紧、压实，将型芯大圆柱端嵌入凸模对应型芯大端定位孔，将型芯小圆柱端分别穿过凹模对应型腔，插入垫板对应孔位，合模成整体结构。
【专利说明】
一种变尺寸多型腔复合材料构件模压成型模具
技术领域
[0001]本发明涉及一种适用于复合材料构件成型的模具，特别是一种可同时成型相同结构内孔变尺寸的多型腔模压成型模具。
【背景技术】
[0002]复合材料构件是一种长方体与回转体相连的带台阶内孔的结构，安装在舱体内部，须满足低密度、耐高温、隔热性好、耐腐蚀的要求。该产品结构尺寸小，采用预浸料铺层模压的方式进行固化成型，制品要求树脂含量高，零件表面光滑，无飞边毛刺，无孔洞、无分层等质量问题。要保证制品的成型尺寸和精度，直接成型出具有光滑表面的制品，具有足够的刚性和强度，保证在合模、脱模时不出现损坏，在模具设计中应综合考虑诸如模具材料的机械性能和热学性能等各种因素，优化选择模具结构和各项机加工参数，如模具的公差大小和表面光洁度，使模具设计得具有重量轻、结构简单、功能完善、经济耐用之特性。
[0003]针对这种小型复合材料构件成型模具，一般采取模压成型坯料尺寸，后机加外圆及内孔或只加工内孔的方式，后打孔有利于保证内外圆同轴度，但是该类产品高度只有8mm，孔径大，最薄壁厚2mm，后加工对复合材料构件本身性能损伤大，易分层、产生裂纹等缺陷，加工成本高，废品率高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种复合材料构件模压成型模具，该模具解决了相同结构内孔变尺寸多件产品一次成型的问题，可控制内外圆同轴度，保证尺寸精度，降低崩边、孔隙等缺陷几率，成品率高。复合材料构件直接成型，无需二次机加工外形或台阶孔，减少加工过程对产品性能的损伤。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]本发明提供了一种复合材料构件模压成型模具，包括凸模、凹模、不同尺寸型芯、垫板、手柄。
[0007]其中，模具采用上下对分式结构。单个凸模和单个型芯端头相配合后，穿过凹模对应型腔插入垫板对应孔位，用于产品成型过程内孔高度的定位和限位，及限制内孔台阶高度，保证复合材料构件内孔与外圆同心。
[0008]凹模为多型腔结构，设有与复合材料构件外形尺寸相同并能够用于凸模定位的型腔，间隔处设有与垫板连接相对应的2个定位销孔，4个连接螺纹孔。两侧设有4个安装手柄的螺纹连接孔。
[0009]凸模为带台阶的长方体结构，两侧设有两个脱模孔，中间位置设有带台阶型芯大端头定位孔，同时可用于凸模与型芯的分离。
[0010]型芯为带台阶的同心圆柱结构。型芯大圆柱端面刻型芯标记，用于区分不同尺寸复合材料构件。
[0011]垫板为长方体结构，在每个复合材料构件成型位置设有型芯小端定位孔，在与型芯相对应的凹模接触面设有圆环形流胶槽，在垫板四角处设有脱模孔，用于垫板与凹模的分离。间隔处设有与凹模连接相对应的2个定位销孔，4个连接螺纹孔。垫板与型芯尺寸、数量相匹配。
[0012]合模过程，将凹模安装在垫板上，通过定位销孔和连接螺纹孔进行连接、定位。将预浸料填入凹模型腔内，贴紧、压实，将型芯大圆柱端嵌入凸模对应型芯大端定位孔，将型芯小圆柱端分别穿过凹模对应型腔，插入垫板对应孔位，合模成整体结构。
[0013]进一步的，根据复合材料构件所需数量确定垫板型芯定位孔，可成型不同尺寸复合材料构件。
[0014]进一步的，在型芯台阶处设有圆角，便于脱模，不会产生缺料等缺陷。
[0015]进一步的，模具材料为一种特殊的刚性材料40Cr合金钢，热处理调质硬度为HRC30—32，硬度均匀，有足够的抗压抗变形刚度，抛光处理，型腔表面粗糙度达到0.8，无毛边刃口，其余表面粗糙度1.6-6.3。
[0016]进一步的，复合材料构件长方体厚度方向对应的凹模型腔深度应为该尺寸的3倍，高度〈3倍，预浸料模压前处于稀松状态，料容易溢出型腔覆盖型芯，造成无法定位;高度>3倍，不易脱模，产品脱模过程与型腔摩擦，易发生崩边等缺陷。
[0017]进一步的，在凹模产品成型内壁深度方向设置脱模斜度，1:20。
[0018]进一步的，垫板圆形流胶槽内径比产品外径大3-4_，流胶槽深度1_。
【附图说明】
[0019]图1是复合材料构件截面图
[0020]图2是装配截面示意图
[0021]图3是去掉一个凸模的装配俯视图
[0022]图4是塾板俯视图
[0023]图5是凹模俯视图
[0024]图6是型芯A示意图
[0025]图7是型芯13不意图
[0026]图8是凸模截面图
[0027]凸模1、凹模2、型芯A3、垫板4、连接螺纹孔5、定位销孔6、手柄7、流胶槽8、型芯A小端定位孔9，型腔10、型芯标记11、型芯B小端定位孔12、脱模孔13、型芯大端定位孔14、型芯B15
【具体实施方式】
[0028]下面通过实例对本发明做进一步的说明，但是需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
[0029]实施例:
[0030]一种变尺寸多型腔复合材料构件模压成型模具，材料为3Cr2Mo合金钢，包括凸模
1、凹模2、型芯a3、垫板4、手柄7。
[0031]其中，分型面采取半密闭式、多型腔、上下对分式结构，单个凸模I和单个型芯11或型芯15相配合，插入凹模2对应单个型腔10内形成一个封闭型腔，型芯11和型芯15分别穿过凹模2插入垫板4对应孔位，用于产品内孔高度定位和限位，控制复合材料构件内孔中心与外圆中心重合，及控制内孔台阶高度。
[0032]凹模为多型腔结构，设有与凸模I尺寸相匹配的型腔10，间隔处设有与垫板连接相对应的2个定位销孔6，4个连接螺纹孔5。两侧设有安装手柄7的螺纹连接孔5。
[0033]凸模I为带台阶长方体结构，两侧设有两个脱模孔13，中间位置设有型芯大端定位孔14，同时可用于凸模I与型芯A3或型芯B15的分离。
[0034]型芯为带台阶的圆柱形结构。型芯大圆柱端面刻型芯标记11，用于区分不同尺寸复合材料构件。
[0035]垫板4为长方体结构，在每个复合材料构件成型位置设有型芯A小端定位孔9和型芯B小端定位孔12，在与型芯相对应的凹模2接触面设有圆形流胶槽8，在垫板4四角处设有脱模孔13，用于垫板4与凹模2的分离。垫板4与型芯尺寸、数量相匹配。
[0036]合模过程，将凹模2安装在垫板4上，通过定位销孔6和连接螺纹孔5进行连接、定位，将型芯A3和型芯B15小圆柱端分别插入垫板4相对应内孔，将预浸料填入凹模2内，贴紧、压实，将凸模I分别插入凹模2型腔内，并将型芯大圆柱端嵌入凸模I对应型芯大端定位孔14，合模成整体结构。型腔数量可根据实际需要设定。
【主权项】
1.一种复合材料构件模压成型模具，包括凸模、凹模、不同尺寸型芯、垫板、手柄，其特征在于: 模具采用上下对分式结构，凹模为多型腔结构，设有与复合材料构件外形尺寸相同并能够用于凸模定位的型腔，间隔处设有与垫板连接相对应的2个定位销孔，4个连接螺纹孔，两侧设有4个安装手柄的螺纹连接孔； 凸模为带台阶的长方体结构，两侧设有两个脱模孔，中间位置设有带台阶型芯大端头定位孔; 型芯为带台阶的同心圆柱结构，型芯大圆柱端面刻型芯标记，单个凸模和单个型芯端头相配合； 垫板为长方体结构，在每个复合材料构件成型位置设有型芯小端定位孔，在与型芯相对应的凹模接触面设有圆环形流胶槽，在垫板四角处设有脱模孔，间隔处设有与凹模连接相对应的2个定位销孔，4个连接螺纹孔，垫板与型芯尺寸、数量相匹配。2.如权利要求1所述的复合材料构件模压成型模具，其特征在于:型芯台阶处设有圆角。3.如权利要求1所述的复合材料构件模压成型模具，其特征在于:模具材料为40Cr合金钢，热处理调质硬度为HRC30—32，硬度均匀，抛光处理，型腔表面粗糙度达到0.8，无毛边刃口，其余表面粗糙度1.6-6.3。4.如权利要求1所述的复合材料构件模压成型模具，其特征在于:复合材料构件长方体厚度方向对应的凹模型腔深度为该尺寸的3倍。5.如权利要求1所述的复合材料构件模压成型模具，其特征在于:在凹模产品成型内壁深度方向设置脱模斜度，1:20。6.如权利要求1所述的复合材料构件模压成型模具，其特征在于:垫板圆形流胶槽内径比产品外径大3-4_，流胶槽深度1_。
【文档编号】B29C33/38GK106079168SQ201610488204
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】郝晶莹, 何德水
【申请人】北京航天新风机械设备有限责任公司