防止金属夹杂引入的短纤维酚醛预混料压制模具的制作方法

本实用新型涉及模具设计领域，具体地，涉及防止金属夹杂引入的短纤维酚醛预混料压制模具。

背景技术：

固体火箭发动机是导弹飞行的动力源，是导弹壳体的主要组成部分,无论是质量还是体积,固体火箭发动机都占据了整个导弹的绝大部分。固体火箭发动机的尾喷管位于燃烧室的尾部,一般由短纤维酚醛预混料模压制品、喉衬组件以及尾管壳体三部分组成,是发动机的能量转换装置,它直接承受燃烧室产生的高温、高压和高速燃气的冲刷作用,要求在几秒或几十秒的工作时间内,保证发动机工作的可靠性。短纤维酚醛预混料制品作为喷管防热、耐烧蚀材料,必须具有低烧蚀率、良好的物理机械性能和工艺性好的特点，常用短切粘胶基碳纤维/酚醛树脂预混料通过模压进行制备，而其中的关键为压制模。

目前，短纤维酚醛预混料制品因为成型压力高、成型温度高，其压制模的材料都为钢，在脱模和装模过程中容易造成零件的相互碰撞和摩擦，产生金属屑；且短纤维酚醛预混料属于蓬松的丝状材料，加入到模腔中时无有效的工具和手段，造成加料过程容易引入金属屑，导致制品中容易存在金属夹杂。前人的研究表明金属夹杂会增大复合材料的烧蚀率，使复合材料的防热性能劣化，因此通常产品的技术要求不允许存在金属夹杂，这会造成大量的产品报废。

因此为了有效防止金属夹杂引入到模压制品中，本实用新型提出了新的设计方法。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种防止金属夹杂引入的短纤维酚醛预混料压制模具。

根据本实用新型提供的一种防止金属夹杂引入的短纤维酚醛预混料压制模具，包括：

锁紧螺钉、压料头、上模、上模板、模芯、模套、加料腔、下模板、复合材料层、导柱、导套、压板、垫块、紧固螺钉、垫圈。

优选地，所述上模与上模板之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段为过盈配合；

上模板外圈均布一周通孔，并通过紧固螺钉与压机连接；

导柱与上模板之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段为过盈配合；

压料头压料部位包覆复合材料层，套入上模后，通过锁紧螺钉固定在上模，锁紧螺钉与压料头采用螺纹连接，并拧紧直至顶到上模；

导套与加料腔之间通过台阶孔进行装配，台阶孔直径较小的孔处为过盈配合，直径较大的孔处为间隙配合；加料腔与模套之间采用螺钉进行固定；

模套与导套对应位置加工让位孔，并在底部位置预留排气槽；

模芯与下模板之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段为过盈配合；

下模板外圈均布一周通孔，并通过紧固螺钉与压机连接；

垫圈套入模芯中间位置；

下模板与加料腔和模套的组合体之间采用凹槽进行定位；

模套下部外圆一圈开凹槽，凹槽圈均布放置压板，压板下部放置垫块，压板存在一个通孔，通过紧固螺钉穿过压板通孔与下模板连接和固定，也即加料腔和模套的组合体压在下模板上不动。

优选地，所述上模板、上模和导柱0的组合体通过紧固螺钉与压机连接；

垫圈放入芯模和下模板的组合体中间；

加料腔、导套和模套的组合体放入下模板凹槽位置；

导柱对准并插入导套内；

下模板通过紧固螺钉与压机连接；

垫块放置在压板底部，压板放入模套环形凹槽内，通过紧固螺钉穿过压板通孔与下模板连接和固定。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型解决了短纤维酚醛预混料模压制品在模压过程中容易引入金属夹杂的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的防止金属夹杂引入的短纤维酚醛预混料压制模具的结构示意图。

图2为本实用新型提供的所述的防止金属夹杂引入的短纤维酚醛预混料压制模具的三维结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

根据本实用新型提供的一种防止金属夹杂引入的短纤维酚醛预混料压制模具，包括：

锁紧螺钉1、压料头2、上模3、上模板4、模芯5、模套6、加料腔7、下模板8、复合材料层9、导柱10、导套11、压板12、垫块13、紧固螺钉14、垫圈15。

具体地，所述上模3与上模板4之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段为过盈配合；

上模板4外圈均布一周通孔，并通过紧固螺钉14与压机连接；

导柱10上模板4之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段为过盈配合；

压料头2压料部位包覆复合材料层9，套入上模3后，通过锁紧螺钉1固定在上模3，锁紧螺钉1与压料头2采用螺纹连接，并拧紧直至顶到上模3；

导套11与加料腔6之间通过台阶孔进行装配，台阶孔直径较小的孔处为过盈配合，直径较大的孔处为间隙配合；加料腔6与模套7之间采用螺钉进行固定；

模套7与导套11对应位置加工让位孔，并在底部位置预留排气槽；

模芯5与下模板8之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段为过盈配合；

下模板8外圈均布一周通孔，并通过紧固螺钉14与压机连接；

垫圈15套入模芯5中间位置；

下模板8与加料腔6和模套7的组合体之间采用凹槽进行定位；

模套7下部外圆一圈开凹槽，凹槽1圈均布放置压板12，压板12下部放置垫块13，压板12存在一个通孔，通过紧固螺钉14穿过压板通孔与下模板8连接和固定，也即加料腔6和模套7的组合体压在下模板8上不动。

具体地，所述上模板4、上模3和导柱10的组合体通过紧固螺钉14与压机连接；

垫圈15放入芯模5和下模板8的组合体中间；

加料腔6、导套11和模套7的组合体放入下模板8凹槽位置；

导柱10对准并插入导套11内；

下模板8通过紧固螺钉14与压机连接；

垫块13放置在压板12底部，压板12放入模套7环形凹槽内，通过紧固螺钉14穿过压板通孔与下模板8连接和固定。

下面通过优选例，对本实用新型进行更为具体地说明。

优选例1：

本实用新型的目的是提供一种用于防止金属夹杂引入的短纤维酚醛预混料压制模设计方法，模具采用导柱进行模具的定位，设计固定式压料头进行加料，压料头表面包覆复合材料层，压料头通过锁紧螺钉与上模进行连接、固定，压料头表面包覆与制品材料性能相同的复合材料层，解决了短纤维酚醛预混料模压制品在模压过程中容易引入金属夹杂的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供一种用于防止金属夹杂引入的短纤维酚醛预混料压制模设计方法，其包括如下内容：

a:模具采用导柱进行模具的定位；

b:设计固定式压料头进行加料，压料头表面包覆复合材料层；

c:压料头通过锁紧螺钉与上模进行连接、固定；

作为优选方案，导柱数量选择2或4个，均匀分布；

作为优选方案，压料头表面带有环向凹槽，并在制备复合材料层前进行喷砂处理，复合材料层与制品本体材料相同；

作为优选方案，压料头与锁紧螺钉材料硬度要求不低于hb250；

作为优选方案，锁紧螺钉设计锥面，锥面与压料头进行自定位。

目前未查到相关中国专利，此方法能够对压制模的主要零件之间进行精准定位，并缩短预混料加入模腔的时间，杜绝模具损伤将金属夹杂引入制品的风险。

优选例2：

下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对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。

以一种典型短纤维酚醛预混料模压制品为实例，其模具结构见附图1、图2，该模具包括1锁紧螺钉、2压料头、3上模、4上模板、5模芯、6模套、7加料腔、8下模板、9复合材料层、10导柱、11导套、12压板、13垫块、14紧固螺钉、15垫圈。

1、模具材料选择

s1、上模、模套、加料腔与模芯采用h13，其余采用45钢。

2、模具设计

s2、根据制品设计图确定制品毛坯尺寸，以此确定加料腔、模套、上模和芯模的直径和高度等关键尺寸，对型腔面的光洁度提出要求，一般不高于1.6。

s3、根据制品的高度和直径以及压机的固定、连接方式和压机台面等确定模具模板外形尺寸以及模套和加料腔的外径尺寸。

s4、设计固定式压料头，根据压料头的重量设计减重孔。

s5、设计锁紧螺钉，锁紧螺钉保证加料压实预混料和拔模过程中不变形，端部直径一般不小于φ10。

3、模具的加工

s6、按三维图及二维图加工模具零件，并按总图对模具进行装配，保证装配后模具精度。

上模3与上模板4之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段为过盈配合；上模板4外圈均布一周通孔，并通过紧固螺钉14与压机连接；导柱10上模板4之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段为过盈配合；压料头2压料部位包覆复合材料层9，套入上模后，通过锁紧螺钉1固定在上模3，锁紧螺钉1与压料头2采用螺纹连接，并拧紧直至顶到上模；导套11与加料腔6之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段部分为过盈配合；加料腔6与模套7之间采用螺钉进行固定；模套7与导套11对应位置加工让位孔，并在底部位置预留排气槽；模芯5与下模板8之间通过台阶孔进行装配，台阶孔小段为过盈配合；下模板8外圈均布一周通孔，并通过紧固螺钉14与压机连接；垫圈15套入模芯5中间位置；下模板8与加料腔6和模套7的组合体之间采用凹槽进行定位；模套7下部外圆一圈开凹槽，凹槽1圈均布放置压板12，压板12下部放置垫块13，压板12存在一个通孔，通过紧固螺钉14穿过压板通孔与下模板8连接和固定，也即将加料腔6和模套7的组合体压在下模板8不动。

进一步地，装模过程如下：第一步，将上模板4、上模3和导柱10的组合体通过紧固螺钉14与压机连接、固定不动；第二步，垫圈15放入芯模5和下模板8的组合体终检；第三步，将加料腔6、导套11和模套7的组合体放入下模板凹槽位置；第四步，将导柱10对准、插入导套11内；第五步，将下模板通过紧固螺钉14与压机连接、固定不动；第六步，将垫块13放置在压板12底部，并将压板12放入模套7环形凹槽内，通过紧固螺钉14穿过压板通孔与下模板8连接和固定。

进一步地，加料过程如下：第一步，模具预热后，将上模3等抬起，通过锁紧螺钉1固定在上模3，锁紧螺钉1与压料头2采用螺纹连接，并拧紧直至顶到上模；第二步，将预混料放入加料腔6模套7的组合体内腔，通过压料头施加压力降预混料压实；第三步，抬起上模3等，再次加入预混料，反复多次，将预混料全部压入内腔；第四步，将锁紧螺钉1松开，将压料头2和复合材料层9的组合体取下。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本实用新型提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本实用新型提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本实用新型提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。