基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺以及成型模具制造技术

本发明专利技术涉及一种基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺以及成型模具，成型模具的前板的两侧分别连接左侧板的一侧、右侧板的一侧，左侧板的另一侧与右侧板的另一侧汇合连接，前板、左侧板以及右侧板形成圆周封闭结构，在形成的圆周封闭结构的底部覆设左底板和右底板，左底板和右底板将圆周封闭结构的底部全部遮住，且左底板与左侧板相邻，右底板与右侧板相邻；在形成的圆周封闭结构的顶部覆设前上板和后上板，前上板与位于X轴负轴方向的左侧板、右侧板接触，并在合理的位置设置与前上板垂直的加强筋，后上板与位于X轴正轴方向的左侧板、右侧板接触；本发明专利技术解决了传统fsae赛车单体壳模具制造的缺点以及对单体壳成型效果的负面影响。

【技术实现步骤摘要】
基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺以及成型模具
本专利技术涉及一种基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺以及成型模具，属于fsae赛车单体壳成型工艺中的模具领域。
技术介绍
Fsae方程式赛车是世界范围内针对大学生的一项赛事，目前大量车队采用单体壳作为车身，取代了桁架车身，一定程度上减轻了车身重量；在专业赛车领域（如一级方程式赛车），单体壳形状和结构十分复杂、成本极高、对单体壳成型工艺的要求非常高，而在fsae赛车领域，单体壳造型较为简单，由于车检明确了碳纤维铺层数量的硬性底线，故工艺要求略低于一级方程式。总体来说fsae单体壳具有造型简单、成型条件温和的特点，从设计期望来说，考虑车队成员的大学生身份，希望单体壳制造过程中控制成本、减少工作量、工作条件舒适、单体壳孔位精准、单体壳各面质量和精度高。现有的fsae赛车单体壳模具主要为机加工阳模后手工翻阴模的方式，这种方式通过铣床加工泡沫或木质阳模，然后混合树脂与玻璃纤维或碳纤维在阳模基础上翻制阴模，翻模过程非常耗时，需要反复刷树脂，反复等待固化和反复打磨；此方法的优点在于碳纤维成型时需加热，利用碳纤维或玻纤做碳纤维单体壳的模具，可以保证受热变形时模具和单体壳膨胀的一致性，相比于直接铣金属模具，其成本也较低；缺点在于工作量较大，工作环境较差，翻模过程易造成孔位误差，反复打磨使得单体壳难有基准面，对之后的加工造成困难。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺以及成型模具，解决了传统fsae赛车单体壳模具制造的缺点以及对单体壳成型效果的负面影响。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺，具体包括以下步骤：第一步：切割部件，通过激光切割钢板、钣金制造用于制作单体壳模具的各个零部件；第二步：假设有已成型单体壳，以单体壳底面中心为坐标系中心，建立XYZ直角坐标系，已成型单体壳的顶端位于Z轴正轴，其底端由X轴负轴延伸至X轴正轴，已成型单体壳的一侧位于Y轴正轴，另一侧位于Y轴负轴；在已成型单体壳的前端安装前板，且前板与X轴负轴垂直布设；在已成型单体壳的一侧安装左侧板，另一侧安装右侧板，左侧板、右侧板均与Y轴垂直布设，且左侧板、右侧板均由X轴负轴延伸至X轴正轴；在已成型单体壳的底部位于Y轴正轴方向一侧安装左底板，位于Y轴负轴方向一侧安装右底板，左底板、右底板均与Z轴垂直布设，且左底板、右底板均由X轴负轴延伸至X轴正轴；左侧板、右侧板、左底板、右底板与前板形成圆周封闭结构，各零件与前板交接处通过插销进行定位固接；第三步：圆周封闭结构的开口端上覆设前上板和后上板，其中前上板位于X轴负轴方向，后上板位于X轴正轴方向；第四步：在前上板上焊接若干条加强筋，且垂直于已成型单体壳底面；第五步：右侧板与右底板接缝位置通过焊接进行固连，左侧板与左底板接缝位置同样通过焊接进行固连；第六步：左底板与右底板之间通过凹凸边缘相互配合以及插销固定定位板进行初步定位，接着通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连；第七步：左侧板的一端与前板的一侧通过插销连接，右侧板的一端与前板的另一侧通过插销连接，左侧板的另一端与右侧板的另一端在X轴正轴方向汇合，汇合处通过凹凸边缘相互配合以及插销固定定位板进行初步定位，接着通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连；第八步：前上板与左侧板、右侧板的交接处分别通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连。第九步：后上板与左侧板、右侧板的交接处分别通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连；作为本专利技术的进一步优选，前述的钢板厚度为3mm，钢号为45钢；作为本专利技术的进一步优选，前述的左侧板与右侧板结构相同，两者同时与Y轴垂直布设，且相对X轴对称设置，左侧板或右侧板均包括三部分，为第一侧板、第二侧板和第三侧板，第一侧板与第二侧板之间通过第一过渡板连接，且第一侧板与第二侧板错层布设；第二侧板与第三侧板之间通过第二过渡板连接，第三侧板与第二侧板之间呈90度夹角设置；作为本专利技术的进一步优选，前述的左底板与右底板结构相同，两者同时与Z轴垂直布设，且相对X轴对称设置，左底板或右底板均包括两部分，为第一底板和第二底板，第一底板与第二底板之间通过第三过渡板连接，且第一底板与第二底板错层布设；一种基于上述任意所述的基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺的成型模具，包括前板、左侧板、右侧板、左底板、右底板、前上板以及后上板，前板、左侧板以及右侧板均垂直地面设置，左底板、右底板、前上板以及后上板均平行地面设置；在前板的两侧分别连接左侧板的一侧、右侧板的一侧，左侧板的另一侧与右侧板的另一侧汇合连接，前板、左侧板以及右侧板形成圆周封闭结构，在形成的圆周封闭结构的底部覆设左底板和右底板，左底板和右底板将圆周封闭结构的底部全部遮住，且左底板与左侧板相邻，右底板与右侧板相邻；在形成的圆周封闭结构的顶部覆设前上板和后上板，前上板与位于X轴负轴方向的左侧板、右侧板接触，后上板与位于X轴正轴方向的左侧板、右侧板接触；作为本专利技术的进一步优选，还包括加强筋，其与前上板焊接固连，对前上板进行定型约束；作为本专利技术的进一步优选，右侧板与右底板、左侧板与左底板之间通过焊接进行固连；前上板与右侧板、左侧板交接处通过均匀焊接若干分模耳片组合固连，后上板与左侧板、右侧板交接处通过沿接缝均匀焊接若干分模耳片组合固连；左侧板与右侧板汇合处通过凹凸边缘配合以及插销固定定位板进行初步定位，通过沿接缝均匀焊接若干分模耳片组合进行固连；左底板与右底板交接处通过凹凸边缘配合以及插销固定定位板进行初步定位，通过沿接缝均匀焊接若干分模耳片组合进行固连。通过以上技术方案，相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术制作出的模具仅仅通过钢板钣金即可完成，大大降低了成本；2、本专利技术中模具涉及到的部件均通过激光切割加工，通过插销固定定位板产生的孔位也均通过激光进行开设，孔位精度较高；3、本专利技术采用平面度较高的钢板作为钢制钣金模具成型材料，避免了打磨的过程，使得在该成型模具制造的单体壳具有高精度基准面，方便后续赛车制造的定位工作；4、本专利技术各钣金件具有插销、定位孔、凹凸块，可以在焊接或合模时相互定位，相互固定，故各面之间精度较高；5、本专利技术激光切割以及钣金工作均可通过机器完成，仅在焊接工作和合模工作中需要少量的手工操作，避免了如树脂等粘性液体的使用，同时避免了有害气体或粉尘的产生。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的优选实施例的整体结构示意图；图2是本专利技术对优选实施例拆分示意图；图3是本专利技术的优选实施例的左下视角局部装配示意图。图中：1为前板，2为加强筋，3为前上板，4为右侧板，5为右底板，6为后上板，7为已成型单体壳，8为左侧板，9为左底板，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：/n第一步：切割部件，通过激光切割钢板、钣金制造用于制作单体壳模具的各个零部件；/n第二步：假设有已成型单体壳，以单体壳底面中心为坐标系中心，建立XYZ直角坐标系，已成型单体壳的顶端位于Z轴正轴，其底端由X轴负轴延伸至X轴正轴，已成型单体壳的一侧位于Y轴正轴，另一侧位于Y轴负轴；/n在已成型单体壳的前端安装前板，且前板与X轴负轴垂直布设；/n在已成型单体壳的一侧安装左侧板，另一侧安装右侧板，左侧板、右侧板均与Y轴垂直布设，且左侧板、右侧板均由X轴负轴延伸至X轴正轴；/n在已成型单体壳的底部位于Y轴正轴方向一侧安装左底板，位于Y轴负轴方向一侧安装右底板，左底板、右底板均与Z轴垂直布设，且左底板、右底板均由X轴负轴延伸至X轴正轴；/n左侧板、右侧板、左底板、右底板与前板形成圆周封闭结构，各零件与前板交接处通过插销进行定位固接；/n第三步：圆周封闭结构的开口端上覆设前上板和后上板，其中前上板位于X轴负轴方向，后上板位于X轴正轴方向；/n第四步：在前上板上焊接若干条加强筋，且垂直于已成型单体壳底面；/n第五步：右侧板与右底板接缝位置通过焊接进行固连，左侧板与左底板接缝位置同样通过焊接进行固连；/n第六步：左底板与右底板之间通过凹凸边缘相互配合以及插销固定定位板进行初步定位，接着通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连；/n第七步：左侧板的一端与前板的一侧通过插销连接，右侧板的一端与前板的另一侧通过插销连接，左侧板的另一端与右侧板的另一端在X轴正轴方向汇合，汇合处通过凹凸边缘相互配合以及插销固定定位板进行初步定位，接着通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连；/n第八步：前上板与左侧板、右侧板的交接处分别通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连；/n第九步：后上板与左侧板、右侧板的交接处分别通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
第一步：切割部件，通过激光切割钢板、钣金制造用于制作单体壳模具的各个零部件；
第二步：假设有已成型单体壳，以单体壳底面中心为坐标系中心，建立XYZ直角坐标系，已成型单体壳的顶端位于Z轴正轴，其底端由X轴负轴延伸至X轴正轴，已成型单体壳的一侧位于Y轴正轴，另一侧位于Y轴负轴；
在已成型单体壳的前端安装前板，且前板与X轴负轴垂直布设；
在已成型单体壳的一侧安装左侧板，另一侧安装右侧板，左侧板、右侧板均与Y轴垂直布设，且左侧板、右侧板均由X轴负轴延伸至X轴正轴；
在已成型单体壳的底部位于Y轴正轴方向一侧安装左底板，位于Y轴负轴方向一侧安装右底板，左底板、右底板均与Z轴垂直布设，且左底板、右底板均由X轴负轴延伸至X轴正轴；
左侧板、右侧板、左底板、右底板与前板形成圆周封闭结构，各零件与前板交接处通过插销进行定位固接；
第三步：圆周封闭结构的开口端上覆设前上板和后上板，其中前上板位于X轴负轴方向，后上板位于X轴正轴方向；
第四步：在前上板上焊接若干条加强筋，且垂直于已成型单体壳底面；
第五步：右侧板与右底板接缝位置通过焊接进行固连，左侧板与左底板接缝位置同样通过焊接进行固连；
第六步：左底板与右底板之间通过凹凸边缘相互配合以及插销固定定位板进行初步定位，接着通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连；
第七步：左侧板的一端与前板的一侧通过插销连接，右侧板的一端与前板的另一侧通过插销连接，左侧板的另一端与右侧板的另一端在X轴正轴方向汇合，汇合处通过凹凸边缘相互配合以及插销固定定位板进行初步定位，接着通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连；
第八步：前上板与左侧板、右侧板的交接处分别通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连；
第九步：后上板与左侧板、右侧板的交接处分别通过沿接缝均匀焊接若干对分模耳片组合进行固连。


2.根据权利要求1所述的基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺，其特征在于：前述的钢板厚度为3mm，钢号为45钢。


3.根据权利要求1所述的基于fsae赛车的钢制单体壳模具成型工艺，其特征在于：前述的左侧板与右侧板结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝志晟，冯韵挥，庄伟超，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32