一种小开口复合材料容器缠绕成型模具制造技术

本发明专利技术属于复合材料制品成型技术领域。采用牵拉定位，实现瓣模定位的同时避免模具组装过程产生的应力变形；结合与支撑定位相结合的定位方式，实现减轻模具重量的同时保证制品精度的目的。本发明专利技术涉及的小开口复合材料容器缠绕成型模具，由瓣模、芯轴和瓣模定位机构组成，瓣模定位采用牵拉式定位，基准定位端为内定位，锁紧定位端为外定位。该模具，重量轻，模具尺寸精度高、稳定性好，使用方便，可重复组装、使用。适用于小口容器缠绕成型，特别适用于大型大长细比小口容器缠绕成型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料制品成型
，涉及压力容器成型技术，特别涉及大长细比、大收口、高尺寸精度复合材料压力容器缠绕成型技术。
技术介绍
纤维缠绕成型容器以其结构可设计强、质量轻、强度高等特点，已在越来越多领域得到应用。这类容器共同特点是两端收口大、长细比大、尺寸精度要求高。目前，缠绕成型这类制品所用的模具主要有两类：一类是采用翻砂工艺成型的一次性消失模，采用粘接剂将沙石或玻璃微珠等颗粒状物体粘接成一体，通过机械加工出产品内部形状，制成缠绕成型模具，制品成型后，用溶剂将粘接剂溶解或手工清除模具。这类模具有以下几个缺点：1、模具成型与脱模困难；2、该类模具为一次性消失模，无法重复利用，易造成产品质量一致性差；3、模具表面光洁度不高，成型的制品内表面容易形成气孔。另一类是两端挤压定位方式的金属分瓣模具由芯轴1、分割成细长条的瓣模条2、定位块3和紧固螺母4组成，其组装方式是采用定位块将各瓣模及芯轴径向定位，再用紧固螺母将两端压紧进行轴向定位(见图1)，两端定位结构相同。对于小开口、长细比大的容器，瓣模跨度大，两端挤压易造成模具变形，进而造成产品尺寸精度低。
技术实现思路
为解决大长细比、高尺寸精度小开口复合材料容器缠绕成型模具存在的缺点，实现模具可重复使用、提高制品内表面质量及质量一致性，本专利技术提供一种结构合理、精度高、可重复使用的金属模具。本专利技术的目的是这样实现的：以两端挤压定位模具结构为基础，采用牵拉定位，实现瓣模定位的同时避免模具组装过程产生的应力变形；结合与支撑定位相结合的定位方式，实现减轻模具重量的同时保证制品精度的目的。本专利技术涉及的小开口复合材料容器缠绕成型模具，由瓣模、芯轴和瓣模定位机构组成，其特征在于：瓣模定位采用牵拉式定位，基准定位端为内定位，锁紧定位端为外定位；瓣模基准定位端内侧设置环带内定位槽5，锁紧定位端外侧设置带螺纹孔6的环带外定位槽7；内定位结构由带有与瓣模基准定位端内定位槽5匹配的定位凸台9的内定位块8和芯轴基准定位端定位台阶10组成；外定位机构包括与拉紧块内径匹配的芯轴锁紧定位端定位台阶11、外定位块12和拉紧块13；外定位块12为变外径阶梯状圆环，内径与芯轴匹配，小端带外螺纹，大端设置与瓣模锁紧定位端环带外定位槽7匹配的锁紧定位端定位凸台14和与瓣模锁紧定位端螺纹孔6匹配的通孔15，瓣模和外定位块通过螺栓16连接；拉紧块13为带内螺纹的圆环，环内径与芯轴锁紧定位端定位台阶外径匹配，内螺纹与外定位块外螺纹匹配，模具结构如附图2所示，锁紧定位端局部放大结构示意图如附图3所示。本专利技术涉及的小开口复合材料容器缠绕成型模具，由瓣模、芯轴和瓣模定位机构组成，其特征在于：瓣模定位采用牵拉式结构，两端均为外定位，结构如附图4所示。本专利技术涉及的小开口复合材料容器缠绕成型模具，由瓣模、芯轴和瓣模定位机构组成，其特征在于：瓣模长度方向设置n组支撑桩17，n为不大于4的整数，瓣模结构如附图5所示。本专利技术涉及的小开口复合材料容器缠绕成型模具，由瓣模、芯轴和瓣模定位机构组成，其特征在于：所述环带定位槽和定位凸台均为梯形。本专利技术涉及的小开口复合材料容器缠绕成型模具，由瓣模、芯轴和瓣模定位机构组成，其特征在于：所述支撑桩17为组合支撑结构，由瓣模支撑桩17和支撑块18组成，其中瓣模支撑桩预置沿长度方向有椎度的T型定位卡槽20，支撑块为内径与芯轴1外径匹配，高度与芯轴外径到瓣模支撑桩内端面高度差匹配，宽度不大于瓣模分割角度沿长线与芯轴1外径相交所夹区域，长度不大于瓣模支撑桩长度，并带有与瓣模支撑桩设置的T型卡槽20相匹配的T型卡台19的金属块，结构如附图6所示。本专利技术涉及的小开口复合材料容器缠绕成型模具，由瓣模、芯轴和瓣模定位机构组成，其特征在于：芯轴1上设置与制品金属件21安装用的定位台阶22及安装金属件21用的螺纹,结构如附图7所示。本专利技术涉及的小开口复合材料容器缠绕成型模具，重量轻，模具尺寸精度高、稳定性好，使用方便，可重复组装、使用。适用于小口容器缠绕成型，特别适用于大型大长细比小口容器缠绕成型。附图说明图1传统压挤定位缠绕成型组装模具示意图图2本专利技术涉及的缠绕成型组装模具结构示意图图3本专利技术涉及的缠绕成型组装模具沿不同时过螺纹孔中心、夹角大于135°半径的剖面锁紧定位结构示意图图4本专利技术涉及的两端外定位缠绕成型组装模具结构示意图图5本专利技术涉及的瓣模支撑桩结构示意图图6本专利技术涉及的组合支撑桩结构示意图图7本专利技术涉及的带金属件缠绕成型模具组合结构示意图图8本专利技术涉及的一种8瓣瓣模分解结构示意图图9本专利技术涉及的一种9瓣瓣模分解结构示意图其中：1—芯轴，2—定位块，3—瓣模，4—紧固螺母，5-内定位槽，6-螺纹孔，7-外定位槽，8-内定位块，9-内定位凸台，10-基准定位端定位台阶，11-锁紧定位端定位台阶，12-外定位块，13-拉紧块，14-外定位凸台，15-通孔，16-螺栓，17-支撑桩,18-支撑块，19-T型卡台，20-T型卡槽，21-金属件，22-安装金属件用定位台阶，23-安装金属件用螺纹，24-宽瓣，25-窄瓣，26金属件定位块，27-金属件安装螺母具体实施方式下面结合实施例对专利技术作进一步说明，但不作为对
技术实现思路
的限制。实施例1以内径180mm，长度1200mm，开口125mm的小口容器缠绕成型模具为例，模具组装结构如附图2所示。芯轴外径φ100mm，总长1600mm，在距基准定位端320mm和锁紧定位端130mm两处分别预置定位台阶为φ75mm。瓣模总长度1200mm，组合外径φ180mm，厚度12mm，支撑桩位于瓣模中间位置，长度20mm，瓣模分割为8瓣，宽瓣24和窄瓣25各4瓣，其中宽瓣为扇形瓣，宽度为91.3mm，窄瓣为矩形瓣，宽度46.4mm，瓣模支撑桩结构如附图5所示，分瓣结构如附图8所示。瓣模基准定位端内侧以φ111mm为中心对称加工环向梯形内定位槽5，外端面槽宽6mm，内端面槽宽4mm，槽深6mm；瓣模锁紧定位端外侧以φ111mm为中心对称加工环向梯形外定位槽7，外端面槽宽6mm，内端面槽宽4mm，槽深6mm，并在瓣模宽度中心线与φ111mm圆周交点处钻有M8、深15mm的螺纹孔6。内定位块8为内径φ100mm,外径φ124mm，厚度16mm的圆盘，一侧端面设置以φ111mm为中心对称的环向梯形定位凸台9，凸台尺寸与内定位槽5匹配。外定位块12为内径φ100mm，外径φ124mm的阶梯状圆盘，在大端设置定位凸台14和φ9通孔8个，凸台结构及通孔位置与外定位槽7和螺纹孔6匹配；在小端设置M116×2螺纹，螺纹长度15mm。拉紧块13为外径φ124mm，长度20mm的圆环盘，一端设有M116×2内螺纹，长度20mm，另一端内径为φ75mm。模具组装：先将芯轴基准定位端向上竖直放置，将内定位块定位凸台向上套入芯轴基准定位端预制定位台阶位置，将8块瓣模按窄瓣—宽瓣的顺序依次安装在内定位块上，从芯轴下端套入瓣模外定位块，用M8的紧固螺栓通过外定位块预制通孔与对应瓣模旋紧连接，再从芯轴下端套入拉紧块，与瓣模外定位块旋紧螺纹，拉拽锁紧完成模具组装。成型后脱模：产品缠绕成型后，依次松开拉紧块和8个瓣模紧固螺栓，将芯轴从锁紧定位端抽出，再将4个窄瓣依次取出，最后依次取出4个宽瓣，完成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小开口复合材料容器缠绕成型模具，由瓣模、芯轴和瓣模定位机构组成，其特征在于：瓣模定位采用牵拉式定位，基准定位端为内定位，锁紧定位端为外定位；瓣模基准定位端内侧设置环带内定位槽(5)，锁紧定位端外侧设置带螺纹孔(6)的环带外定位槽(7)；内定位结构由带有与瓣模基准定位端内定位槽(5)匹配的定位凸台(9)的内定位块(8)和芯轴基准定位端定位台阶(10)组成；外定位机构包括与拉紧块内径匹配的芯轴锁紧定位端定位台阶(11)、外定位块(12)和拉紧块(13)；外定位块(12)为变外径阶梯状圆环，内径与芯轴匹配，小端带外螺纹，大端设置与瓣模锁紧定位端环带外定位槽(7)匹配的锁紧定位端定位凸台(14)和与瓣模锁紧定位端螺纹孔(6)匹配的通孔(15)，瓣模和外定位块通过螺栓(16)连接；拉紧块(13)为带内螺纹的圆环，环内径与芯轴锁紧定位端定位台阶外径匹配，内螺纹与外定位块外螺纹匹配。

【技术特征摘要】
1.一种小开口复合材料容器缠绕成型模具，由瓣模、芯轴和瓣模定位机构组成，其特征在于：瓣模定位采用牵拉式定位，基准定位端为内定位，锁紧定位端为外定位；瓣模基准定位端内侧设置环带内定位槽(5)，锁紧定位端外侧设置带螺纹孔(6)的环带外定位槽(7)；内定位结构由带有与瓣模基准定位端内定位槽(5)匹配的定位凸台(9)的内定位块(8)和芯轴基准定位端定位台阶(10)组成；外定位机构包括与拉紧块内径匹配的芯轴锁紧定位端定位台阶(11)、外定位块(12)和拉紧块(13)；外定位块(12)为变外径阶梯状圆环，内径与芯轴匹配，小端带外螺纹，大端设置与瓣模锁紧定位端环带外定位槽(7)匹配的锁紧定位端定位凸台(14)和与瓣模锁紧定位端螺纹孔(6)匹配的通孔(15)，瓣模和外定位块通过螺栓(16)连接；拉紧块(13)为带内螺纹的圆环，环内径与芯轴锁紧定位端定位台阶外径匹配，内螺纹与外定位块外螺纹匹配。2.根据权利要求1所述的小开口复合材料容器缠绕成型模具，其特征在于：瓣模定位采用牵拉式结构，两端均为外定位。3.根据权利要求1所述的小开口复合材料容器缠绕成型...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙士祥，郑志才，孟祥武，陈艳，王强，王尚，汤振娟，王树伦，
申请(专利权)人：山东非金属材料研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37