可单次制备多件大长径比制件的双向加压热模压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可单次制备多件大长径比制件的双向加压热模压装置包括：模腔，其为设置有多个沿轴向延伸的柱形通孔的模孔的圆柱体，所述模孔沿圆柱体轴心周向排列；模具底芯，其为直径与模孔基本相同的使用时安装于模孔底端的圆柱体，受压时对模孔内盛装的物料加压；加压芯杆，其具有与模孔直径基本相同的圆柱体状的加压部，受压时加压部对模孔内盛装的物料加压；辅助加料筒，其筒体中设置有用于向模腔加料的通孔，辅助加料杆受压后将加入该通孔内的物料填充入模腔内。该装置通过特殊的双向加压设计，可实现大长径比棒材的成型，从而有效解决耐高温难熔聚合物材料的高效率、高品质大长径比制件的成型问题。

Bidirectional Pressure Hot Molding Device for Making Multi-parts with Large Ratio of Length to Diameter at a Single Time

The utility model discloses a bidirectional pressurized hot pressing device capable of single preparation of a plurality of parts with large aspect ratio, which comprises a die cavity, a cylinder with a plurality of cylindrical through holes extending along the axis, the die holes arranged circumferentially along the axis of the cylinder, a die base core, which is a cylinder installed at the bottom of the die hole when the diameter is basically the same as the die hole, and a die pair when pressed. The material filled in the hole is pressurized; the pressurized core rod has a cylindrical pressurized part with the same diameter as the die hole, and when pressed, the pressurized part pressurizes the material filled in the die hole; the auxiliary feeding cylinder is provided with a through hole for feeding into the die cavity, and the material added in the through hole is filled into the die cavity after the auxiliary feeding rod is pressurized. Through special bidirectional pressure design, the device can realize the forming of bar with large aspect ratio, thus effectively solving the forming problem of high efficiency, high quality and large aspect ratio parts of high temperature refractory polymer materials.

【技术实现步骤摘要】
可单次制备多件大长径比制件的双向加压热模压装置
本技术涉及机械加工领域，特别涉及一种直接应用于聚合物材料的热模压成型装置。
技术介绍
聚合物材料由于轻质、有弹性、耐腐蚀、绝缘等优点而获得越来越广泛的应用。聚合物制件的成型方法很多，比如注塑、挤塑、吹塑等等，这些制备方法效率通常比较高，可连续、高速制备。适合这些工艺的聚合物使用温度一般低于320℃，成型温度低于380℃。但是部分耐高温高性能聚合物，比如聚酰亚胺、聚苯酯、聚苯撑、聚苯硫醚等，使用温度和成型温度可达380℃乃至以上。但是此类聚合物由于没有明显的熔融状态，或者熔融状态下流动性太差，不适合上述连续、高效的成型方法，而只能采取热模压的方法成型。常见的热模压方法存在以下缺点：(1)热模压方法难以实现单次多件制品的成型，成型效率比较低。(2)受限于原料的低流动性，此类制品通常制作成板材。从板材加工其他部件时往往需要进行切割，效率低而且材料浪费比较严重。(2)此类高性能聚合物棒材的制作有一定难度，特别是大长径比的棒材制作更为困难，主要的原因在于由于低流动性，按常规方法制作的棒材不同部位极有可能性能不均匀、不统一，甚至会发生一端致密而一端疏松的情形。显然，较低的成型效率和制件较小的长径比两大缺点严重制约了此类耐高温高性能聚合物材料的广泛应用。公开号为CN105269833A的中国专利公开了一种热塑性复合材料二次模压成型技术，克服了一次模压成型工艺存在的模具损耗严重、成本高、预浸料片材均匀铺放困难、成型压力难控制、厚度不均匀和孔隙率高等问题，并且该技术不仅降低了成本、改善了工艺窗口的控制难度，而且提高了构件的力学性能。但是该技术不适合耐高温热固性聚合物材料的成型。此外，受构件结构限制，成型压力低于30MPa，而前述耐高温难熔聚合物材料成型压力高于100MPa，显然不适用于前述聚合物材料。其他类似技术也存在耐温性不足或者成型压力不足的问题。针对现有技术中成型技术的相关问题，本专利技术人在现有技术的基础上进行改进，研究出一种适用于流动性差的高温难熔聚合物材料的热模压成型装置。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种适用于流动性差的高温难熔聚合物材料的热模压成型装置。通过设置多孔模具，提高了成型效率；另外，通过特殊的双向加压处理，可实现大长径比棒材的成型，从而有效解决耐高温难熔聚合物材料的高效率、高品质、大长径比制件的成型问题，从而完成了本技术。具体来说，本技术的目的在于提供一种热模压成型装置，该装置包括：模腔1，其为设置有多个沿轴向延伸的柱形通孔的模孔12的圆柱体，所述模孔12沿圆柱体轴心周向排列；模具底芯2，其为直径与模孔12基本相同的使用时安装于模孔12底端的圆柱体，受压时对模孔12内盛装的物料加压；加压芯杆3，其具有与模孔12直径基本相同的圆柱体状的加压部31，受压时加压部31对模孔(12)内盛装的物料加压；辅助加料筒4，其筒体41中设置有用于向模腔1加料的通孔，辅助加料杆5受压后将加入该通孔内的物料填充入模腔1内。所述装置中还设置有位于模腔1下方的加料加压辅助盘6，以转移加料后的模腔1和进行加压成型处理。所述装置中还设置有加料时将模腔1抬高的垫块7，以调整模具底芯2伸入模孔12的高度。所述装置适用于长径比为3～5:1的聚合物棒材的制备。本技术所具有的有益效果包括：(1)本技术提供的热模压成型装置通过特殊的双向加压设计，可实现大长径比棒材的成型，从而有效解决耐高温难熔聚合物材料的高效率、高品质大长径比制件的成型问题；(2)本技术提供的热模压成型装置通过设置多孔模具，实现了单次制备多件制件，提高了成型效率；(3)本技术提供的热模压成型装置可适用于多种难成型的聚合物材料，通过调整垫块的叠加高度可以调整模具底芯的伸入高度，从而调节物料的加料高度和加压压力。附图说明图1示出根据本技术一种优选实施方式的模腔的结构示意图；图2示出根据本技术一种优选实施方式的模具底芯的结构示意图；图3示出根据本技术一种优选实施方式的加压芯杆的结构示意图；图4示出根据本技术一种优选实施方式的辅助加料筒的结构示意图；图5示出根据本技术一种优选实施方式的辅助加料杆的结构示意图；图6示出根据本技术一种优选实施方式的加料加压辅助盘的结构示意图；图7示出根据本技术一种优选实施方式的加料辅助垫块的结构示意图；图8示出根据本技术一种优选实施方式的热模压成型装置的装配示意图。附图标号说明：1-模腔11-衔接孔12-模孔13-空腔14-热电偶插孔2-模具底芯3-加压芯杆31-加压部32-连接部4-辅助加料筒41-筒体42-加料口43-衔接段5-辅助加料杆51-加料部52-连接杆6-加料加压辅助盘7-垫块具体实施方式下面通过附图和实施例对本技术示例性详细说明。通过这些说明，本技术的特点和优点将变得更为清楚明确。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。此外，下面所描述的本技术不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。根据本技术提供的可单次制备多件大长径比制件的双向加压热模压装置，该装置包括模腔1、模具底芯2、加压芯杆3、辅助加料筒4和辅助加料杆5。其中，所述模腔1为设置有多个沿轴向延伸的柱形通孔的模孔12的圆柱体，所述模孔12沿圆柱体轴心周向排列。所述模孔12为贯穿模腔1的通孔，优选模孔12沿圆柱体轴心周向均匀排列，便于机械操作。所述模孔12的数量根据实际需求可以任意设定为2个以上的任意数值，根据模腔1的直径大小合理设置和变换。优选设置为4-10个模孔。通过设置多孔模具，可以单次制备多件制件，提高了成型效率。在一种优选的实施方式中，当所述模腔的外径为130mm时，可以设置8个沿圆柱轴心分布的内径为16mm的模孔12。在聚合物材料受压成型时，模孔12要承受极大的压力。因此，模孔12的壁厚对于承受压力极为重要。一般而言，模孔12的壁厚越大，其可承受的压力越大。所述模孔12可以承受80Mpa以上的压力，优选承受100Mpa以上的压力。模孔12可以通过使用金属制备和/或提高壁厚实现提高耐受压力。在一种优选的实施方式中，模腔1由模具钢制成，模孔12的壁厚为10-30mm，优选为15-30mm。在本技术中，为了减少模腔1的重量，降低能耗或劳动强度，任意地，可以在模腔1中设置一个空腔13，如图1中所示，所述空腔13与模腔1同轴。空腔13的直径越大，减少的重量越大；然而，空腔13的直径越大时，与其相邻的模孔12的壁厚就越小，在加压成型时能够耐受的压力就越小。因而，所述空腔13的直径根据模腔1制备材料和外径的不同可以适应性改变。由于聚合物物料填充于模孔12内，在热模压成型处理过程中无法实时获知物料的实际温度，便无法根据制作参数初步判断制件的质量。较好地，在所述模腔1中距离模孔12不超过6mm处设置有热电偶插孔14，以监控模孔12内物料的温度。热电偶插孔14底部封闭，由于距离模孔12的距离很近，物料的实际温度和该插孔处的温度相差很小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可单次制备多件大长径比制件的双向加压热模压装置，其特征在于，该装置包括：模腔(1)，其为设置有多个沿轴向延伸的柱形通孔的模孔(12)的圆柱体，所述模孔(12)沿圆柱体轴心周向排列；模具底芯(2)，其为直径与模孔(12)基本相同的使用时安装于模孔(12)底端的圆柱体，受压时对模孔(12)内盛装的物料加压；加压芯杆(3)，其具有与模孔(12)直径基本相同的圆柱体状的加压部(31)，受压时加压部(31)对模孔(12)内盛装的物料加压；辅助加料筒(4)，其筒体(41)中设置有用于向模腔(1)加料的通孔，辅助加料杆(5)受压后将加入该通孔内的物料填充入模腔(1)内。

【技术特征摘要】
1.一种可单次制备多件大长径比制件的双向加压热模压装置，其特征在于，该装置包括：模腔(1)，其为设置有多个沿轴向延伸的柱形通孔的模孔(12)的圆柱体，所述模孔(12)沿圆柱体轴心周向排列；模具底芯(2)，其为直径与模孔(12)基本相同的使用时安装于模孔(12)底端的圆柱体，受压时对模孔(12)内盛装的物料加压；加压芯杆(3)，其具有与模孔(12)直径基本相同的圆柱体状的加压部(31)，受压时加压部(31)对模孔(12)内盛装的物料加压；辅助加料筒(4)，其筒体(41)中设置有用于向模腔(1)加料的通孔，辅助加料杆(5)受压后将加入该通孔内的物料填充入模腔(1)内。2.根据权利要求1所述的双向加压热模压装置，其特征在于，所述模腔(1)中，模孔(12)的顶端向下凹陷形成与其同圆心的衔接孔(11)；辅助加料筒(4)的衔接段(43)插入衔接孔(11)中后向模腔(1)填充物料。3.根据权利要求1所述的双向加压热模压装置，其特征在于，所述模腔(1)中在距离模孔(12)不超过6mm处设置有热电偶插孔(14)，以监控模孔(12)内物料的温度。4.根据权利要求1所述的双向加压热模压装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鸿灵，王彦斌，苏琼，赵向飞，梁双，陈慈航，王鹏，
申请(专利权)人：西北民族大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62