一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具及方法，该压制模具包括设置在凹模固定板上的凹模和设置在凸模固定板上的凸模组件，凸模组件包括成型凸模和压紧组件，成型凸模包括第一凸模和第二凸模，压紧组件包括第一压紧块和两个对称布设在第二凸模两侧的第二压紧块，凸模组件和预浸布铺设件共同形成一个与矩形模腔相配合的组合式凸模结构；该压制方法包括：一、预浸布的裁剪；二、预浸布的铺层装模；三、合模压制；四、开模脱模。本发明专利技术成型的异形件具有内应力低、翘曲变形小、机械性能稳定的优点，在第一凸模和第二凸模上采用一种或多种形状的裁剪工整的预浸布，提高了异形件的力学强度和外观质量。

A pressing die and method for forming resin matrix composite special-shaped parts

【技术实现步骤摘要】
一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具及方法
本专利技术属于树脂基复合材料异形件加工
，具体涉及一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具及方法。
技术介绍
如图1所示，树脂基复合材料异形件包括立板1-1和设置在立板1-1侧面上的门型护板1-2，目前，树脂基复合材料异形件的生产方式有多种，其中最常见的生产方式是热压罐成型和模具压制成型。采用热压罐成型树脂基复合材料异形件时，首先，需要在成型模具表面铺设多层预浸布形成预浸布铺设件，再依次用多孔防粘布、吸胶毡、透气毡对成型模具和预浸布铺设件进行覆盖，并将成型模具与预浸布铺设件同时密封于真空袋内，之后，将真空袋放入热压罐中，预浸布铺设件固化成型为树脂基复合材料异形件，制作步骤繁琐，热压设备昂贵，且对生产人员的技术要求高；而现有的模具压制成型，大多采用碎布进行压制，压制成型的树脂基复合材料异形件存在胶液分布不均、碎布排列不规整，以及力学强度差，外观不美观等缺陷；因此，应该提供一种便于操作的用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具及方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其结构简单、设计合理，利用本压制模具成型的树脂基复合材料异形件具有内应力低、翘曲变形小、机械性能稳定的优点，在第一凸模和第二凸模上采用一种或多种形状的裁剪工整的预浸布，而不是采用形状各异的碎布，提高了树脂基复合材料异形件的力学强度和外观质量，使用效果好。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：包括平行布设的凹模固定板和凸模固定板、设置在所述凹模固定板上的凹模和设置在所述凸模固定板上的凸模组件，所述凸模组件包括固定安装在所述凸模固定板上的成型凸模和设置在所述成型凸模周侧的压紧组件，所述凹模内具有脱模斜度的矩形模腔，所述成型凸模包括垂直设置在所述凸模固定板上用于成型树脂基复合材料异形件的立板的第一凸模和与所述第一凸模紧贴用于成型树脂基复合材料异形件的门型护板的第二凸模，所述压紧组件包括位于所述第二凸模正上方的第一压紧块和两个对称布设在所述第二凸模两侧的第二压紧块，所述第一凸模、所述第二凸模、所述第一压紧块和两个所述第二压紧块共同围设形成一个将预浸布铺设件压制成树脂基复合材料异形件的压制腔，所述预浸布铺设件由一种或多种形状的裁剪工整的预浸布铺设形成，所述凸模组件和所述预浸布铺设件共同形成一个与所述矩形模腔相配合的组合式凸模结构，所述第二凸模内设置有顶出块，所述凸模固定板上开设有流胶槽。上述的一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：所述第一凸模和所述第二凸模均为长方体凸模，所述第一凸模的长度大于所述第二凸模的长度，所述第一凸模的高度大于所述第二凸模的高度，所述第一凸模上形成一个竖直布设的供预浸布铺设的异形铺层面，所述第二凸模上形成一个呈门拱型的供预浸布铺设的立体铺层面。上述的一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：所述第一压紧块和所述第二压紧块均为长方体压紧块，所述第一压紧块的底部压紧面压紧在铺设在所述立体铺层面上的预浸布的顶面，所述第二压紧块的第一竖直压紧面压紧在铺设在所述立体铺层面上的预浸布的侧面，所述第一压紧块的侧面压紧面和所述第二压紧块的第二竖直压紧面均压紧在铺设在所述异形铺层面上的预浸布的表面。上述的一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：所述第一凸模、所述第二凸模、所述第一压紧块和所述第二压紧块上均具有与所述矩形模腔相配合的配合面。上述的一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：所述凹模的底端与所述凸模固定板的顶面之间设置有合模间隙，所述合模间隙的取值范围为5mm～10mm。本专利技术还提供了一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、预浸布的裁剪，具体包括以下步骤：步骤101、预浸布铺设件的铺层设计：根据树脂基复合材料异形件的立板和门型护板的厚度尺寸以及预浸布的压缩量，确定所述预浸布铺设件的铺层层数N，N为正整数，且N的取值范围为50～100，N层预浸布包括由下至上交替铺设的M个第一铺设单元和M个第二铺设单元，所述第一铺设单元包括m个所述第一单层预浸布组合，所述第二铺设单元包括m个所述第二单层预浸布组合，其中，N/M为正整数；m＝2或3；当M/N为非整数时，N层预浸布还包括一个位于顶部的预留铺设单元；步骤102、第一单层预浸布组合和第二单层预浸布组合的形状设计：所述第一单层预浸布组合包括用于铺设在所述异形铺层面上的I型预浸布和用于铺设在所述立体铺层面上的II型预浸布；所述第二单层预浸布组合包括用于铺设在所述异形铺层面上的III型预浸布和用于铺设在所述立体铺层面上的IV型预浸布；步骤103、裁剪四种不同形状的预浸布，且预浸布的裁剪误差均不大于1mm；步骤二、预浸布的铺层装模，具体包括以下步骤：步骤201、将压制模具放置在液压压机的下加热板上进行预热，使压制模具的温度达到50℃～55℃；步骤202、将预热后的压制模具放置在操作平台上，在所述第一凸模和所述第二凸模上由下至上交替铺设M个第一铺设单元和M个第二铺设单元，形成预浸布铺设件，其中，在所述第一凸模和所述第二凸模上铺设所述第一单层预浸布组合的过程为：先在所述异形铺层面上铺设所述I型预浸布，再在所述立体铺层面铺设所述II型预浸布，所述II型预浸布与所述I型预浸布之间拼接间隙不大于1mm；在所述第一凸模和所述第二凸模上铺设所述第二单层预浸布组合的过程为：先在所述异形铺层面上铺设III型预浸布，再在所述立体铺层面铺设IV型预浸布，并将IV型预浸布的凸缘部翻折后，铺设在所述异形铺层面上；步骤三、合模压制，具体包括以下步骤：步骤301、将凹模固定板固定安装在液压压机的上加热板上，将凸模固定板固定安装在液压压机的下加热板上，并在所述凸模固定板上安装所述压紧组件，即将第一压紧块和两个第二压紧块依次安装在步骤二中铺层形成的预浸布铺设件上；步骤302、初步压制：由液压压机带动压制模具合模，且合模初始压力为2MPa～3MPa；加热压制模具，使压制模具的温度达到75℃～120℃，同时，增大所述合模初始压力，使所述合模初始压力上升至合模压制压力，所述合模压制压力的取值范围为12MPa～15MPa；之后，压制模具保温保压1h～2.5h，完成树脂基复合材料异形件的初步压制成型；步骤303、最终压制：对压制模具继续加热，使压制模具的温度达到190℃～210℃，所述合模压制压力的取值范围为12MPa～15MPa；之后，压制模具保温保压1h～2.5h，完成树脂基复合材料异形件的最终压制成型；步骤四、开模脱模：压制模具静置降温，当压制模具的温度达到20℃～25℃后，由液压压机带动压制模具开模，之后，拆除所述压紧组件，并采用所述顶出块将压制后的树脂基复合材料异形件从所述成型凸模上脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：包括平行布设的凹模固定板(2)和凸模固定板(4)、设置在所述凹模固定板(2)上的凹模(3)和设置在所述凸模固定板(4)上的凸模组件，所述凸模组件包括固定安装在所述凸模固定板(4)上的成型凸模和设置在所述成型凸模周侧的压紧组件，所述凹模(3)内具有脱模斜度的矩形模腔，所述成型凸模包括垂直设置在所述凸模固定板(4)上用于成型树脂基复合材料异形件的立板(1-1)的第一凸模(5)和与所述第一凸模(5)紧贴用于成型树脂基复合材料异形件的门型护板(1-2)的第二凸模(6)，所述压紧组件包括位于所述第二凸模(6)正上方的第一压紧块(7)和两个对称布设在所述第二凸模(6)两侧的第二压紧块(8)，所述第一凸模(5)、所述第二凸模(6)、所述第一压紧块(7)和两个所述第二压紧块(8)共同围设形成一个将预浸布铺设件压制成树脂基复合材料异形件的压制腔，所述预浸布铺设件由一种或多种形状的裁剪工整的预浸布铺设形成，所述凸模组件和所述预浸布铺设件共同形成一个与所述矩形模腔相配合的组合式凸模结构，所述第二凸模(6)内设置有顶出块(9)，所述凸模固定板(4)上开设有流胶槽(10)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：包括平行布设的凹模固定板(2)和凸模固定板(4)、设置在所述凹模固定板(2)上的凹模(3)和设置在所述凸模固定板(4)上的凸模组件，所述凸模组件包括固定安装在所述凸模固定板(4)上的成型凸模和设置在所述成型凸模周侧的压紧组件，所述凹模(3)内具有脱模斜度的矩形模腔，所述成型凸模包括垂直设置在所述凸模固定板(4)上用于成型树脂基复合材料异形件的立板(1-1)的第一凸模(5)和与所述第一凸模(5)紧贴用于成型树脂基复合材料异形件的门型护板(1-2)的第二凸模(6)，所述压紧组件包括位于所述第二凸模(6)正上方的第一压紧块(7)和两个对称布设在所述第二凸模(6)两侧的第二压紧块(8)，所述第一凸模(5)、所述第二凸模(6)、所述第一压紧块(7)和两个所述第二压紧块(8)共同围设形成一个将预浸布铺设件压制成树脂基复合材料异形件的压制腔，所述预浸布铺设件由一种或多种形状的裁剪工整的预浸布铺设形成，所述凸模组件和所述预浸布铺设件共同形成一个与所述矩形模腔相配合的组合式凸模结构，所述第二凸模(6)内设置有顶出块(9)，所述凸模固定板(4)上开设有流胶槽(10)。


2.按照权利要求1所述的一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：所述第一凸模(5)和所述第二凸模(6)均为长方体凸模，所述第一凸模(5)的长度大于所述第二凸模(6)的长度，所述第一凸模(5)的高度大于所述第二凸模(6)的高度，所述第一凸模(5)上形成一个竖直布设的供预浸布铺设的异形铺层面(5-1)，所述第二凸模(6)上形成一个呈门拱型的供预浸布铺设的立体铺层面(6-1)。


3.按照权利要求2所述的一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：所述第一压紧块(7)和所述第二压紧块(8)均为长方体压紧块，所述第一压紧块(7)的底部压紧面(7-1)压紧在铺设在所述立体铺层面(6-1)上的预浸布的顶面，所述第二压紧块(8)的第一竖直压紧面(8-1)压紧在铺设在所述立体铺层面(6-1)上的预浸布的侧面，所述第一压紧块(7)的侧面压紧面(7-2)和所述第二压紧块(8)的第二竖直压紧面(8-2)均压紧在铺设在所述异形铺层面(5-1)上的预浸布的表面。


4.按照权利要求1所述的一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：所述第一凸模(5)、所述第二凸模(6)、所述第一压紧块(7)和所述第二压紧块(8)上均具有与所述矩形模腔相配合的配合面。


5.按照权利要求1所述的一种用于成型树脂基复合材料异形件的压制模具，其特征在于：所述凹模(3)的底端与所述凸模固定板(4)的顶面之间设置有合模间隙，所述合模间隙的取值范围为5mm～10mm。


6.一种利用如权利要求1所述的压制模具成型树脂基复合材料异形件的压制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、预浸布的裁剪，具体包括以下步骤：
步骤101、预浸布铺设件的铺层设计：
根据树脂基复合材料异形件的立板(1-1)和门型护板(1-2)的厚度尺寸以及预浸布的压缩量，确定所述预浸布铺设件的铺层层数N，N为正整数，且N的取值范围为50～100，N层预浸布包括由下至上交替铺设的M个第一铺设单元和M个第二铺设单元，所述第一铺设单元包括m个所述第一单层预浸布组合，所述第二铺设单元包括m个所述第二单层预浸布组合，其中，N/M为正整数；m＝2或3；
当M/N为非整数时，N层预浸布还包括一个位于顶部的预留铺设单元；
步骤102、第一单层预浸布组合和第二单层预浸布组合的形状...

【专利技术属性】
技术研发人员：程皓，黄粉超，薛宁娟，
申请(专利权)人：西安超码科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61