复合材料成型组合模具中分块模之间的密封连接系统的制作方法

1.本发明涉及模具密封技术领域，具体涉及一种复合材料成型组合模具中分块模之间的密封连接系统。


背景技术：

2.复合材料比模量和比强度高、耐腐蚀、耐高温、耐疲劳、可设计性强和尺寸稳定性好等优点，在航空、航天等领域得到广泛量的应用。复合材料的应用已从最初的次承力结构大幅扩展到机翼、机身等主承力结构，如飞机机体的壁板、机翼壁板等。
3.复合材料部件制造需要高精密的模具保证最终产品的形位公差等性能，预浸料铺贴后，制造真空袋覆盖整个制件进行封装并抽真空压实，送入热压罐进行固化成型。随着复合材料应用的进步，零件的尺寸越来越大，单块模具成型已经不能满足产品成型的要求，此时设计单块的整体模具的制造工艺性会极大的降低，制造成本也会大幅的增加，运输使用过程中的便捷性也会下降。再者，越来越多的复合材料结构件的结构形状也越发复杂，单独的整体模具已经无法满足制造产品时的脱模需求，必须采用组合模具的形式进行产品制造。
4.组合模具通过将模具设计成几个单块模分别进行制造，然后再通过机械连接等手段将单块模进行对接组合成完整模具，形成产品的完整型面，组合模具的结构参见附图1所示，组合模具1由多块分块模11对接组合，在两块分块模11对接处之间，需要进行密封，现有的组合模具1中分块模11之间的密封存在以下问题：1、组合模具通常采用在两个分块模的对接边缘处密封条进行密封，并利用螺钉连接对密封条进行施压保证密封，由于各分块模由于尺寸较大，螺钉的施压效果普通不太好；2、为了增加密封效果，组合模具搭接区域经常使用双道密封胶条进行密封，设计双道密封胶会增大分块模的接触面积，螺钉连接时往往会对靠近螺钉处的密封条施压效果好，对远端处密封条施压效果较差，另外，不少模具因结构限制，在对接区域无充足的空间布置双道密封条；3、在对接缝两端边缘处，沿着长度方向的纵向密封目前常引入带密封块的压板进行密封，这种形式又增加了压板本身的密封失效风险；4、模具组装过程中易引起密封条从密封槽内移动导致密封效果不稳定，且易损坏密封条，导致密封返工作业。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种复合材料成型组合模具中分块模之间的密封连接系统，能够实现两个分块模之间的连接和密封，对密封条的施压效果好，且能够对密封条端面实现密封，密封效果稳定可靠，安装方便。
6.为实现上述目的，本发明提供一种复合材料成型组合模具中分块模之间的密封连接系统，所述分块模通过对接侧边进行对接，且两块分块模的对接侧边之间形成对接缝，所述密封系统包括搭接板、密封条、填充密封胶体、端面连接块、以及设置在分块模上的密封安装结构，所述密封安装结构包括位于对接侧边处且沿着对接侧边延伸的搭接避让凹槽、
位于搭接避让凹槽底面的密封凹槽、以及位于搭接避让凹槽两端处的端面避让槽腔，所述密封条安装在密封凹槽中，且两端都伸出于密封凹槽，所述搭接板两侧分别安装在两块分块模的搭接避让凹槽中，并与两个分块模都固定连接，所述搭接板压紧在密封条上端并覆盖住对接缝，所述搭接板上端面构成模具型面；所述端面连接块安装在端面避让槽腔中并与分块模固定连接，所述端面连接块与分块模之间形成填充槽腔，所述搭接避让凹槽端口和密封凹槽端口都位于填充槽腔中，所述填充密封胶体填满填充槽腔。
7.进一步地，所述密封条两端伸出于密封凹槽端口的长度为20～30mm。
8.进一步地，还包括主真空袋、背面真空袋和端面真空袋，所述分块模上设有位于搭接避让凹槽下方的背面空腔，所述背面真空袋安装在两个分块模的背面空腔中并完全覆盖住分块模之间的对接缝，所述主真空袋安装在两个分块模上端并完全覆盖住搭接板，所述主真空袋还延伸到填充密封胶体上端面，所述端面真空袋连接主真空袋和背面真空袋，并完全包覆住端面连接块。
9.进一步地，所述端面真空袋与背面真空袋为一体的真空袋。
10.进一步地，所述端面真空袋与主真空袋粘接。
11.进一步地，所述填充密封胶体上端面与搭接板上端面表面齐平。
12.进一步地，所述搭接板与分块模之间利用螺栓连接，所述螺栓从背面空腔中穿过分块模并与搭接板螺接。
13.进一步地，所述搭接板底面固设有内螺纹螺柱，所述搭接避让凹槽底面设有螺柱避让通孔，所述内螺纹螺柱位于螺柱避让通孔中，所述螺栓安装在螺柱避让通孔中并螺接到内螺纹螺柱中。
14.进一步地，所述密封条上端两侧各设有一条凸缘，且两条凸缘之间具有膨胀避让槽腔，所述搭接板同时压紧在两条凸缘的上端。
15.进一步地，所述密封条于与密封凹槽侧壁接触的密封条侧面在凸缘处还设有内凹的膨胀避让凹槽。
16.如上所述，本发明涉及的密封连接系统，具有以下有益效果：
17.通过设置搭接板、密封条、填充密封胶体、端面连接块、以及设置在分块模上的密封安装结构，利用搭接板将两个分块模之间固定连接，搭接板同时压紧两个分块模的密封凹槽中的密封条上从而实现对接处的密封，并且由于搭接板从上方垂直地压紧在密封条上，组装过程中不易引起密封条的移动，不会损失密封条，并且搭接板对密封条施加的压力直接作用在密封条上，整个密封条在长度方向上都均匀地收到压力，施压效果好，通过对密封条的压缩膨胀形成垂直于密封条长度方向的横向密封，密封效果良好，且稳定可靠。在两端处通过填充密封胶体实现了沿密封条方向的纵向密封，操作方便，效果可靠稳定，能够避免现有技术中因引入压板而产生的二次泄露风险。本发明的密封连接系统，能够实现两个分块模之间的连接和密封，对密封条的施压效果好，且能够对密封条端面实现密封，密封效果稳定可靠，安装方便。
附图说明
18.图1为本发明中的分块模及其上的密封安装结构的结构示意图。
19.图2为图1的a圈放大图。
20.图3为本发明中的密封连接系统的爆炸图。
21.图4为本发明中的密封连接系统的爆炸图。
22.图5为本发明中的密封条、搭接板和端面连接块的安装示意图。
23.图6为图5的b圈放大图。
24.图7为本发明中的密封条和端面连接块的安装示意图。
25.图8为图7的c圈放大图。
26.图9为本发明中的主真空袋、背面真空袋和端面真空袋的安装示意图。
27.图10为本发明中的搭接板的结构示意图。
28.图11为本发明中的密封条的横截面示意图。
29.附图标号说明
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组合模具
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分块模
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111
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分块型面
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12
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对接缝
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密封安装结构
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搭接避让凹槽
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211
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螺柱避让通孔
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22
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密封凹槽
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端面避让槽腔
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24
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背面空腔
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搭接板
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内螺纹螺柱
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密封条
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凸缘
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膨胀避让槽腔
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膨胀避让凹槽
[0046]
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密封条侧面
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填充密封胶体
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端面连接块
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61
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填充槽腔
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端面真空袋
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背面真空袋
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主真空袋
[0053]
10
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螺栓
具体实施方式
[0054]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0055]
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内
容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0056]
参见图1至图11，本发明提供了一种复合材料成型组合模具中分块模之间的密封连接系统，分块模11上具有对接侧边，两块分块模11通过对接侧边进行对接，并在对接侧边之间形成对接缝12。
[0057]
本发明的密封系统包括搭接板3、密封条4、填充密封胶体5、端面连接块6、以及设置在分块模11上的密封安装结构2，密封安装结构2包括位于对接侧边处且沿着对接侧边延伸的搭接避让凹槽21、位于搭接避让凹槽21底面的密封凹槽22、以及位于搭接避让凹槽21两端处的端面避让槽腔23，密封条4安装在密封凹槽22中，且两端都伸出于密封凹槽22，搭接板3两侧分别安装在两块分块模11的搭接避让凹槽21中，并与两个分块模11都固定连接，搭接板3压紧在密封条4上端并覆盖住对接缝12，搭接板3上端面构成模具型面的一部分；端面连接块6安装在端面避让槽腔23中并与分块模11固定连接，端面连接块6与分块模11之间形成填充槽腔61，搭接避让凹槽21端口和密封凹槽22端口都位于填充槽腔61中，填充密封胶体5填满填充槽腔61。其中，填充密封胶体5是由融化状态下胶填充在填充槽腔61中后常温固化而成的，能够耐高温使用。
[0058]
本发明涉及的密封连接系统的基本工作原理为：预先在分块模11的对接侧边处加工好密封安装结构2，将两个分块模11对接后，安装密封连接系统，参见图1和图2，先将两条密封条4分别安装到两个分块模11上的密封凹槽22中，然后将搭接板3安装在两个分块模11的搭接避让凹槽21中并与两个分块模11都固定连接，通过搭接板3将两个分块模11之间固定连接，搭接板3上端面与分块模11上端的分块型面111齐平，一起构成模具型面，搭接板3的侧面优选与搭接避让凹槽21的侧壁贴合，减少间隙产生。搭接板3同时压紧两个密封条4，密封条4两侧的密封条侧面44优选与密封凹槽22两侧壁紧贴，从而实现对接缝12的密封。并且由于搭接板3从上方垂直地压紧在密封条4上，组装过程中不易引起密封条4的移动，不会损伤密封条4，并且搭接板3对密封条4施加的压力直接作用在密封条4上，整个密封条4在长度方向上都均匀地收到压力，施压效果好，通过对密封条4的压缩膨胀形成垂直于密封条4长度方向的横向密封，密封效果良好，且稳定可靠。然后在将两端的端面避让槽腔23中安装端面连接块6，端面连接块6与分块模11之间形成填充槽腔61，搭接避让凹槽21端口和密封凹槽22端口都位于填充槽腔61中，也即两密封条4端部都伸入到填充槽腔61中，在填充槽腔61中填入融化状态的胶时，能够很好地填满填充槽腔61，这样固化形成的填充密封胶体5能够紧贴于密封条4端面、搭接板3端面和分块模11，能够将密封条4与密封凹槽22之间、密封条4与搭接板3之间、以及搭接板3与搭接避让凹槽21之间的间隙都封堵住，也即在端面处实现了密封条4、搭接板3和分块模11两两之间的密封，因此，通过填充密封胶体5在端面处实现了沿密封条4长度方向的纵向密封，操作方便，效果可靠稳定，能够避免现有技术中因引入压板而产生的二次泄露风险。
[0059]
本发明的密封连接系统，能将两个分块模11进行固定连接，并且通过密封条4和填
充密封胶体5实现了连接处的密封，对密封条4的施压效果好，实现了横向和纵向的密封，密封效果稳定可靠，且安装方便。
[0060]
参见图1至图11，以下以一个具体实施例对本发明做进一步说明：
[0061]
在本实施例中，参见图6，作为优选设计，密封条4两端伸出于密封凹槽22端口的长度为20～30mm，填充密封胶体5能够更好地稳定密封条4位置，以及更好地对其进行纵向密封。
[0062]
在本实施例中，参见图1、图2、图3和图9，作为优选设计，密封连接系统还包括主真空袋9、背面真空袋8和端面真空袋7，分块模11在对接侧边下方设有背面空腔24，背面真空袋8安装在两个分块模11的背面空腔24中并完全覆盖住分块模11之间的对接缝12，主真空袋9安装在分块模11上端并完全覆盖住搭接板3，端面真空袋7连接主真空袋9和背面真空袋8，并完全包覆住端面连接块6。密封条4、密封凹槽22、端面连接块6、填充密封胶体5组成第一道密封，主真空袋9、背面真空袋8和端面真空袋7组成第二道密封，主真空袋9、背面真空袋8和端面真空袋7为真空密封袋，在被抽气内部形成真空时能够紧密贴附在所处位置表面上。主真空袋9设置于分块模11的对接侧边，覆盖在分块模11的分块型面111和搭接板3上表面，也即主真空袋安装在分块模11与搭接板3共同形成的模具型面上，覆盖复合材料预浸料的铺覆区域，同时主真空袋9部分延伸到填充密封胶体5上端，在抽气后主真空袋9紧贴在分块模11、搭接板3和填充密封胶体5的上端面，实现密封。背面真空袋8紧贴在背面空腔24顶部的分块模11结构上并覆盖住对接缝12，从而从下端密封住对接缝12。端面真空袋7用于连接主真空袋9和背面真空袋8，其覆盖范围完整包含端面连接块6。优选地，在本实施例中，端面真空袋7与背面真空袋8为一体地，也即通过增大背面真空袋8尺寸直接与主真空袋9进行连接，包覆住端面连接块6的部分即构成端面真空袋7。当然，端面真空袋7也可以是单独制备，与主真空袋9和背面真空袋8通过粘接方式固定好。主真空袋9、背面真空袋8和端面真空袋7形成组成的第二道密封，进一步地提升了分开模对接处的密封。
[0063]
在本实施例中，优选地，填充密封胶体5上端面与搭接板3上端面齐平，也即与分块模11的上表面齐平，方便主真空袋9和端面真空袋7的制作和安装。端面连接块6上端面与填充密封胶体5上端面也齐平。。
[0064]
在本实施例中，参见图4和图6，端面连接块6采用螺栓10固定连接，端面连接块6的大小尺寸与端面避让槽腔23的大小尺寸相适配，端面连接块6安装后其侧面与端面避让槽腔23侧面贴合，减小间隙。
[0065]
在本实施例中，参见图2、图3和图10，作为优选设计，搭接板3与分块模11之间利用螺栓10连接，螺栓10从背面空腔24中穿过分块模11进入到搭接避让凹槽21中，并与搭接板3螺接，从而将搭接板3固定连接在搭接避让凹槽21中，安装方便。进一步优选地，搭接板3底面固设有内螺纹螺柱31，内螺纹螺柱31为两排，每排中的多个内螺纹螺柱31沿着搭接板3长度方向，每排内螺纹螺柱31用于与一个分块模11连接，搭接避让凹槽21底面设有螺柱避让通孔211，螺柱避让通孔211的数量和位置与内螺纹螺柱31相对应，组装时，内螺纹螺柱31位于螺柱避让通孔211中，螺栓10从下端进入到螺柱避让通孔211中，并螺接到内螺纹螺柱31中。通过设置内螺纹螺柱31，能够加强螺栓10与搭接板3的连接强度，确保搭接板3的安装稳定性。当然，在其他实施例中，在搭接板3的厚度和强度允许的情况下，螺栓10也可以直接螺接到搭接板3中。在本实施例中，搭接板3长度与搭接避让凹槽21长度相等，搭接板3的两端
面都与搭接避让凹槽21两端口齐平，当然也可以是略微伸出于搭接避让凹槽21端口。
[0066]
在本实施例中，参见图2、图8和图11，作为优选设计，密封条4上端两侧各设有一条凸缘41，且两条凸缘41之间具有膨胀避让槽腔42，密封条4安装在密封凹槽22中时，两侧的密封条侧面44与密封凹槽22两侧壁紧密贴合，搭接板3同时压紧在两条凸缘41的上端，每个凸缘41均能达到一条密封条4的密封效果，膨胀避让槽腔42能够允许凸缘41在被压缩或者受热时向内侧膨胀，优选地，密封条侧面44在凸缘41处还设有内凹的膨胀避让凹槽43，能够允许凸缘41被压缩时向外侧膨胀，通过设置膨胀避让槽腔42和膨胀避让凹槽43，为密封条4后续受热膨胀时提供膨胀空间，避免因膨胀对密封凹槽22侧壁和搭接板3过度挤压而影响密封效果。密封条4能够在单道的密封凹槽22中达到双道密封的效果，可以较好的应用在模具空间受限的区域，同时也避免了所谓双道密封条设计时对螺栓10远端的密封条4施压效果不稳定的弊端。
[0067]
由上可知，本发明的密封连接系统，具有以下技术效果：
[0068]
1、能够实现两个分块模11之间的连接和密封，通过搭接板3将两个分块模11固定连接好，密封条4、密封凹槽22、端面连接块6、填充密封胶体5组成第一道密封，对搭接板3密封条4的施压效果好，实现横向密封，并且通过填充密封胶体5能够对密封条4端面处实现纵向密封，密封效果稳定可靠，安装方便。
[0069]
2、由主真空袋9、背面真空袋8和端面真空袋7形成组成第二道密封，进一步地提升了分块模11对接处的密封。
[0070]
3、通过对密封条4结构进行了优化设计，可以实现在单道密封凹槽22上达到双道密封的效果，提升了密封效果，减少了安装所需要的空间。
[0071]
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
[0072]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。