本发明属于一种新型的复合材料产品成型模具及其成型方法，特别是一种大曲率，敞口，薄壁结构复材成型模具及其成型方法。
背景技术
该产品是一种大曲率，敞口，薄壁结构，如图1，采用短切纤维预混料模压成型，产品要求树脂含量均匀，表面光滑平整，无飞边毛刺，无孔洞、无分层等质量问题。由于产品的特殊结构，其横截面的长宽比过大，在模具结构设计时，要综合考虑模具材质的热性能和机械性能，优化模具结构，确保模具在合模、脱模过程中不会出现产品损伤，使模具设计具有重量轻、结构简单、功能完善、经济耐用的特性。
该产品采用模压成型工艺，受压力机结构限制传统方式只能采用垂直加压。因此，产品在模具中主要有两种放置方式，一种方式是将产品水平放置，但容易造成产品加压不实，易变形，尺寸超差。另一种方式是将产品竖直放置，但将导致模具结构过大且复杂，制造成本高，容易损坏，生产使用也极为不便。
针对以上问题，设计一种新型结构的模具，不需要改变压力机的结构，能够改变产品受压的方向，且结构简单耐用，使用轻便，成本经济，适用于各种压力设备，同时形成与模具配套的成型方法，实现产品高精度尺寸的一次成型。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种大曲率，敞口，薄壁结构复材成型模具及其成型方法，该模具结构及其成型方法有效解决了大曲率，敞口，薄壁复合材料产品在模压过程中，容易出现的产品变形、尺寸超差、表面缺陷等质量问题，实现了模具结构的轻质简化且经济耐用，适用于各种压力设备，实现了大曲率，敞口，薄壁结构的一次成型，后处理工作量小，成品率高。
技术方案如下：
本发明提供了一种大曲率，敞口，薄壁结构复材成型模具及其成型方法。该成型方法使用的装置包括：凸模、凹模、上盖板、侧挡块、侧滑块、吊环、紧固螺栓。模具整体装配情况及合模过程如图2所示。
其中凸模为半圆环状凸台与长方形底板的组合结构，半圆环状凸台上带有台阶，凸台顶部表面及两端面有螺纹孔，凸模两侧面有用于安装吊环的螺纹孔，如图3所示。
凹模为长方形结构，中间有带斜度的半圆环凹槽，合模时与半圆环状凸台配合。凹槽内有通孔，凹模两侧面有用于安装吊环的螺纹孔，如图4所示。
上盖板为半圆环结构，半圆环上表面有半圆环状的凹槽，与凸模半圆台凹槽内表面有通孔，如图5所示。
侧挡块为梯形结构，中间带有沉头孔，如图6所示。
侧滑块为内、外侧面带斜度的四分之一圆环结构，如图7所示。
吊环与紧固螺栓均为标准件。
模具结构相互连接关系如下：
1)模具结构分为上、下两个部分，上部分由凹模和吊环组成，下部分由凸模、上盖板、侧挡块、侧滑块、吊环、紧固螺栓组成。
2)上盖板位于凸模中间有带斜度的半圆环状台面上，上盖板的半圆环状凹槽与凸模半圆凸台上的台阶配合，通过上盖板的通孔用螺栓与凸模固定。
3)侧挡块位于凸模中间有带斜度的半圆环状台面的两端，侧挡块的垂直立面与凸模半圆台两端的立面配合，通过侧挡块中间的沉头孔用螺栓与凸模固定。
4)侧滑块位于凸模底板与上盖板之间。凸模底板、凸模半圆环台的立面、上盖板与侧滑块的一面组成模具型腔，通过侧滑块的移动向模具型腔加压。
5)吊环分别位于凹模与凸模的两侧边。
6)凹模位于凸模上，半圆环凹槽与半圆环凸台相配。
复材产品成型步骤如下：
1)模具预热
2)用螺栓将侧挡块固定于凸模半圆台的两端，如图8所示。
3)将侧滑块放在凸模底板上，与侧挡块形成装填料的料腔，图9所示。
4)备料并将物料填入料腔。
5)用螺栓将上盖板与凸模半圆台面固定，如图10所示。
6)安装凸模与凹模两侧的吊环，并将凹模安装到凸模上，然后在压力机进行合模，如图11所示。
7)固化成型
8)将模具从压力机上吊下，先用顶出螺栓打开凹模，然后取出上盖板和侧挡块的紧固螺钉，取下上盖板和侧挡块，然后取出侧滑块，再用橡皮锤轻轻敲击产品即可完成脱模。
9)去产品的飞边和毛刺。
附图说明
图1是复合材料产品结构图
图2是模具整体装配示意图
图3是凸模结构示意图
图4是凹模结构示意图
图5是上盖板结构示意图
图6是侧挡块结构示意图
图7是侧滑块结构示意图
图8是侧挡块安装到凸模后的装配示意图
图9是侧滑块与侧挡块安装到凸模后的装配示意图
图10是上盖板、侧滑块与侧挡块安装到凸模后的示意图
图11是模具合模过程的示意图
1-吊环、2-侧挡块、3-凸模、4-凹模、5-侧滑块、6-上盖板、7-紧固螺栓、8-复合材料产品
具体实施方式
实施例：
本实施例为某型号大曲率，敞口，薄壁结构复合材料弹上产品的模具和成型方法。模具采用半封闭式、单腔、侧面加压结构，包括凸模、凹模、上盖板、侧挡块、侧滑块、吊环和紧固螺栓。模具结构如下：
凹模为长方形结构，中间有带斜度的半圆环凹槽，凹槽内有通孔，与凸模形成整体配合，并在两侧面安装吊环。数量1件。
凸模为半圆环状凸台与长方形底板的组合结构，凸台顶部表面及两端面有螺纹孔，用于上盖板螺钉的锁紧和固定，半圆环状凸台上带有台阶，用于上盖板的安装和定位。底板上设有螺纹孔，用于与侧挡块的锁紧和固定。凸模两侧安装吊环。数量1件。
上盖板为半圆环结构，半圆环上表面有半圆环状的凹槽，凹槽内表面有通孔，合模时与凸模凸台的台阶形成配合，是模具型腔的组成部分。数量1件。
侧滑块为内、外侧面带斜度的四分之一圆环结构，合模时位于凸模底板上，是模具型腔的组成部分。数量2件
侧挡块为梯形结构，中间带有沉头孔，合模时位于凸模半圆环状凸台结构的两端，是模具型腔的组成部分。数量2件。
成型过程如下：
模具准备：先将侧挡块置于凸模的凸台两端，用螺钉将侧挡块与底板锁紧、固定，然后将侧滑块放置在凸模底板上，形成开口向上的模具型腔，然后将模具80℃预热；
备料：将短纤维预混料撕松，并称量1100±10g；
填模：为了确保填模均匀性，将称量好的短纤维预混料分成重量相等的4小份，每份275±2.5g，均匀填入对应的模具型腔；
合模加压：完成填模后，把上盖板盖到凸模的凸台上并用紧固螺栓锁紧。在凹模的半圆环槽对准凸模的凸台后，将凹模放到凸模上，然后将模具整体放在压力机台面上。利用凹模下压时带动侧滑块，将压力机垂直方向的压力，通过侧滑块向内移动，转换为侧向的合模压力。当凹模下表面与凸模底板上表面接触到，即合模到位。
升温固化：将模具升温到100℃，保温10min，然后继续升温到180℃，保温60min；
脱模：180℃保温60min后，停止加热，待模具降低至室温开模。先用顶出螺栓打开凹模，然后依次取下上盖和侧挡块，取出侧滑块，最后用橡皮锤轻轻敲击产品，即可完成产品的脱模。
钳：去毛刺和飞边。