一种框架式筒体缠绕成型模具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种框架式筒体缠绕成型模具，包括框架式中段，所述框架式中段的两端分别连接有对称设置的封头，所述封头的中心处设置有芯轴，所述框架式中段的外表面连接有中段壳板，所述封头上设有封头壳板。本实用新型专利技术缠绕模具采用无中间芯轴结构形式，极大的减轻了自重，并采用两边支撑框进行支撑，增大壳体刚度。模具壳体采用分瓣式结构，易于装配及内部拆卸。同时，在壳体内部采用框架式中段结构，环框及纵筋通过环框内部定位孔进行连接定位、壳板通过螺栓与环框进行连接，极大的提升了壳板自身刚度和缠绕模具的刚度并简化安装过程。本实用新型专利技术可以实现大长度、大直径筒体的缠绕成型工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种框架式筒体缠绕成型模具
本技术涉及机械成型
，更具体涉及一种框架式筒体缠绕成型模具。
技术介绍
复合材料缠绕筒体作为新型材料及工艺筒体与传统筒体相比具有低重量、高强度的特点，因此逐步取代金属筒体作为航天航空筒体的主要研究及生产方向。复合材料筒体的制作方法是在已有的成型模具上，纤维对其通过一定角度进行缠绕固化而成，因此，筒体缠绕成型模具则成为筒体成功制备的关键因素。目前大型筒体缠绕成型模具大多采用传统芯轴结构形式，即成型模具中间有一根贯穿前后封头的主轴作为主承力结构，筒体前后壳板及圆柱段壳板通过支撑筋或支撑框等结构形式将壳板与芯轴之间进行连接。贯穿主轴结构形式由于主轴直径较小，且自重大，在模具整体刚度设计中对刚度提升作用有限，因此对产品后续成型质量会产生一定的变形影响。随着超大型筒体的逐步需求，传统芯轴结构模式已不能满足设计要求，设计出一种具有高刚度、低自重、易于装配的超大型筒体缠绕模具势在必行。基于此，做出本案申请。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种框架式筒体缠绕成型模具，用于大型复合材料缠绕筒体的结构成型，自重轻，刚度强。为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：一种框架式筒体缠绕成型模具，包括框架式中段，所述框架式中段的两端分别连接有对称设置的封头，所述封头的中心处设置有芯轴，所述框架式中段的外表面连接有中段壳板，所述封头上设有封头壳板。工作原理，使用前，将前后端的芯轴固定在缠绕机或支撑座上，通过定位装置安装封头，将封头壳板通过螺栓安装与前后封头上，将框架式中段与封头连接，在将中段壳板固定。成型模具安装完毕后，在壳板外侧可以用麻绳、石膏、石蜡等易碎、易熔物质将其包裹，用于缠绕筒体成型之后的脱模。将复合材料以相关设计缠绕角、缠绕张力等技术参数通过缠绕机缠绕在该成型模具上，并将其一起高温加压固化。经复合材料筒体固化后，将芯轴抽出，工作人员通过芯轴封头孔处进入筒体内部进行缠绕芯轴其余部件的拆除。本技术针对复合材料缠绕筒体结构的整体成型，在减轻缠绕模具自重的条件下有效的增加了模具的刚度，对最终产品的定型提供满足设计要求的模具结构。本技术自重低、刚度大、拆装方便快捷，成本低，适用于大批量生产。进一步，所述框架式中段包括若干内部环框，所述内部环框之间通过若干根纵筋串联。内部环框上设有定位孔，纵筋通过内部环框上的定位孔安装与内部环框上，将内部环框与纵筋组成框架结构。进一步，所述框架式中段的两端内部设有支撑框，支撑框的安装数量根据实际需要进行确定安装，通过螺栓连接于内部环框的立筋上，增加整体刚度。进一步，所述支撑框包括支撑外环和支撑内环，所述支撑外环与所述内部环框连接，所述支撑外环和所述支撑内环之间设置有若干支撑杆。进一步，所述支撑杆沿所述支撑内环的周向呈辐射状均匀分布。进一步，所述封头还包括安装在所述芯轴上的支撑法兰盘和封头法兰盘，所述框架式中段的两端与所述支撑法兰盘连接，所述封头壳板连接在所述支撑法兰盘和所述封头法兰盘之间。封头壳板为分瓣式结构，通过螺栓与支撑法兰盘连接，封头法兰盘用于定位封头，且作为封头壳板的支撑。进一步，所述芯轴与所述封头壳板之间设有若干斜支撑，增加整体刚度。进一步，所述斜支撑沿所述芯轴的轴向呈辐射状均匀分布，增加整体刚度。进一步，所述中段壳板采用分瓣式结构，各瓣之间通过T型角材进行连接，构成整体结构式，便于组装和拆卸。综上所述，本技术缠绕模具采用无中间芯轴结构形式，极大的减轻了自重，并采用两边支撑框进行支撑，增大壳体刚度。模具壳体采用分瓣式结构，易于装配及内部拆卸。同时，在壳体内部采用框架式中段结构，环框及纵筋通过环框内部定位孔进行连接定位、壳板通过螺栓与环框进行连接，极大的提升了壳板自身刚度和缠绕模具的刚度并简化安装过程。本技术可以实现大长度、大直径筒体的缠绕成型工艺。附图说明图1为本技术整体结构示意图；图2为本技术局部拆开结构示意图；图3为本技术内部连接结构示意图；图4为本技术壳板连接局部放大图；图5为本技术封头部分局部放大图。标注说明：1、前封头壳板；2、后封头壳板；3、中段壳板组件；4、前芯轴；5、后芯轴；6、前封头法兰盘；7、后封头法兰盘；8、前支撑法兰盘；9、后支撑法兰盘；10、前支撑框；11、后支撑框；12、支撑杆；13、支撑外环；14、支撑内环；15、斜支撑；31、内部环框；32、纵筋；33、T型角材；34、中段壳板。具体实施方式参照图1至图5对本技术一种框架式筒体缠绕成型模具的具体实施方式作进一步的说明。结合图1至图5所示，一种框架式筒体缠绕成型模具，由前封头壳板1、后封头壳板2、中段壳板34、前芯轴4、后芯轴5、前封头法兰盘6、后封头法兰盘7、前支撑法兰盘8、后支撑法兰盘9、前支撑框10、后支撑框11组成，其中中段壳板组件3由内部环框31、纵筋32、T型角材33及中段壳板34构成。首先将前芯轴4、后芯轴5固定在支座上，将前封头法兰盘6、后封头法兰盘7以及前支撑法兰盘8、后支撑法兰盘9分别通过定位工装安装于前芯轴4、后芯轴5上；将前封头壳板1、后封头壳板2较细一端通过螺栓分别安装于前封头法兰盘6、后封头法兰盘7上，较粗一端通过螺栓分别安装于前支撑法兰盘8、后支撑法兰盘9上；将纵筋32穿过内部环框31定位孔，并将中段壳板34通过螺栓连接于内部环框31上，中段壳板34各瓣通过T型角材33进行连接，从而组成中段壳板组件3；将中段壳板组件3前后端部的壳板通过螺栓分别与前支撑法兰盘8、后支撑法兰盘9进行连接；为提高中段壳板组件3的整体刚度，可在其内部安装前支撑框10、后支撑框11，支撑框通过螺栓连接于内部环框31的立筋上，支撑框的数量可以根据实际需要进行确定安装。本实施例优选的，所述支撑框包括支撑外环13和支撑内环14，所述支撑外环13与所述内部环框31连接，所述支撑外环13和所述支撑内环14之间设置有若干支撑杆12。本实施例优选的，所述支撑杆12沿所述支撑内环14的周向呈辐射状均匀分布。本实施例优选的，所述芯轴与所述封头壳板之间设有若干斜支撑15，增加整体刚度。本实施例优选的，所述斜支撑15沿所述芯轴的轴向呈辐射状均匀分布，增加整体刚度。本技术解决了传统大型筒体缠绕模具刚度不足的问题，将模具刚度控制在3.79mm，并在设计要求刚度5mm的基础上进行了优化。本技术采用无主轴结构形式，即使用两端支撑框及支撑法兰盘对壳板进行支撑的外框架结构设计，极大的降低了整体模具自重，且由于支撑框位置位于模具前后位置，有效提升模具整体刚度。一种框架式筒体缠绕成型模具，其制备过程和方法如下：（1）根据产品长度、直径和允许变形量，计算出前芯轴4、后芯轴5长度、直径、壳体厚度以及内部环框31及纵筋32直径；（2）固定前芯轴4、后芯轴5；（3）将前封头法兰盘6、后封头法兰盘7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种框架式筒体缠绕成型模具，其特征在于：包括框架式中段，所述框架式中段的两端分别连接有对称设置的封头，所述封头的中心处设置有芯轴，所述框架式中段的外表面连接有中段壳板，所述封头上设有封头壳板。/n

【技术特征摘要】
1.一种框架式筒体缠绕成型模具，其特征在于：包括框架式中段，所述框架式中段的两端分别连接有对称设置的封头，所述封头的中心处设置有芯轴，所述框架式中段的外表面连接有中段壳板，所述封头上设有封头壳板。


2.根据权利要求1所述的框架式筒体缠绕成型模具，其特征在于：所述框架式中段包括若干内部环框，所述内部环框之间通过若干根纵筋串联。


3.根据权利要求2所述的框架式筒体缠绕成型模具，其特征在于：所述框架式中段的两端内部设有支撑框。


4.根据权利要求3所述的框架式筒体缠绕成型模具，其特征在于：所述支撑框包括支撑外环和支撑内环，所述支撑外环与所述内部环框连接，所述支撑外环和所述支撑内环之间设置有若干支撑杆。


5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹尚武，贠莉娜，胡纪根，罗海良，汪洋，李玉娟，孙琦，陈立峰，
申请(专利权)人：精功绍兴复合材料技术研发有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33