一种碳纤维衬管的成型装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种碳纤维衬管的成型装置及方法。成型装置包括：上模组件、下模组件和顶出组件；上模组件包括上型芯，上模组件上下活动设置在下模组件上，下模组件包括成型块、设置在成型块内的下型芯和套设在成型块外的外模块；成型块内设置有成型腔，上型芯中间开设有与下型芯相适配的第一通孔，当成型装置上下合模时，下型芯插入第一通孔内，且衬管成品的形状由成型腔与上型芯的外轮廓共同限定出；成型块底部设置有用于将成型块从外模块内顶出的顶出组件。成型方法使用了上述成型装置。通过本发明专利技术压制碳纤维衬管具有壁厚均匀，同轴度好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维衬管的成型装置及方法
本专利技术涉及衬管成型
，具体涉及一种碳纤维衬管的成型装置及方法。
技术介绍
具有高长径比、薄壁的台阶型衬管类零件的加工不适合用布带缠绕热压成型，因此必须采用油压机模压成型。现有技术中，这类的衬管主要利用单向油压机进行压制成型，主要方法为：工艺上先将零件的壁厚增厚且增加至同一厚度，消除壁厚不均引起的冷却收缩不均；然后将碳纤维材料置于型腔中，型芯从上而下穿过材料，将材料挤入型腔与型芯的空隙中热压成型；最后采用机械加工将其加工至例如图1中零件的形状。然而，现有技术的成型方法中，由于型芯芯杆过长，采用上下压制方法，在压制过程中由于材料在型腔内分布不均且流动方向各异，极易导致芯杆发生弯曲变形，导致型芯上下不同轴，最终导致产品壁厚不均。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种碳纤维衬管的成型装置及方法，克服现有技术中对具有高长径比、薄壁的台阶型衬管类零件压制后出现弯曲变形、型芯上下不同轴，产品壁厚不均的问题。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种碳纤维衬管的成型装置，包括：上模组件、下模组件和顶出组件；所述上模组件包括上型芯，所述上模组件上下活动设置在所述下模组件上，所述下模组件包括成型块、设置在所述成型块内的下型芯和套设在所述成型块外的外模块；所述成型块内设置有成型腔，所述上型芯中间开设有与所述下型芯相适配的第一通孔，当成型装置上下合模时，所述下型芯插入所述第一通孔内，且衬管成品的形状由所述成型腔与所述上型芯的外轮廓共同限定出；所述顶出组件设置在所述成型块底部，用于将所述成型块从所述外模块内顶出。在一种可选的实施例中，所述上模组件包括上模板和上固定板；所述上模板与上固定板之间设置有垫板，所述上固定板上设置有朝向下模组件的上型芯和导柱；所述上模板、上固定板以及垫板相互之间通过紧固件连接构成整体结构；所述下型芯组件还包括调整垫和压圈、下固定板和下模板；所述压圈、调整垫、外模块、下固定板和下模板依次通过紧固件连接构成整体结构；所述压圈底部设置有与所述成型块顶部的凹槽相抵的环形凸台；所述下型芯安装在所述下固定板上，所述下型芯朝所述上模组件向上设置；所述上型芯上部与所述成型块环形凸台的内孔间隙配合，所述环形凸台的外柱面与所述凹槽间隙配合；所述压圈和所述外模块上开设有相互连通的第二通孔，所述导柱上下活动安装在所述第二通孔内。在一种可选的实施例中，所述下固定板上还固定设置有限位销，所述成型块底部设置有与所述导柱销相配合的限位孔。在一种可选的实施例中，所述成型块的外壁上设置有便于其移动的手柄。在一种可选的实施例中，所述顶出组件包括固定在下模板底部的支撑框，所述支撑框底部通过底板封口，所述支撑框内设置顶柱安装板，所述顶柱安装板底部螺纹连接有顶柱，所述顶柱底端可拆卸连接有连接杆；所述顶柱安装板上固定有顶杆固定板，所述顶杆固定板上安装有顶杆，所述顶杆顶端依次穿过所述下模板与所述下固定板与所述成型块底部相抵接。在一种可选的实施例中，所述上模板和下模板上均设置了加热孔及测温孔。本专利技术还提供一种碳纤维衬管的成型方法，使用上述的碳纤维衬管的成型装置，包括以下步骤：将所述上模组件顶部安装在油压机的上活动工作台上，所述顶出组件安装在油压机的下固定工作台上，且所述顶出组件上设置的连接杆与油压机的下油缸连接；启动油压机使成型装置上下合模，并对所述上模组件和所述下模组件进行加热，加热完成后打开成型装置，在成型腔和上型芯的工作表面涂脱模剂；压制前，先将浸胶的碳纤维材料进行预热，预热至设定时间后，再将碳纤维材料置于成型腔中；启动油压机进行压制，压制到位后，对油压机的进行升压并保压，使直至产品固化；将油压机压力卸载，并将上模组件脱出，然后将下型芯组件上设置的压圈卸下，再通过油压机下油缸将成型块顶出，再将衬管成品从成型腔中取出。在一种可选的实施例中，所述对所述外模块内进行加热，包括：加热使成型腔内温度达到140℃～190℃。在一种可选的实施例中，所述将碳纤维材料进行加热，包括：对碳纤维材料加热至温度达到80℃至100℃，保持该温度时间在8～20分钟。在一种可选的实施例中，所述对油压机的进行升压并保压，包括：将油压机的压力升至12MPa～20MPa并保压15分钟～30分钟。本专利技术实施例提供的碳纤维衬管的成型装置，主要针对高长径比、薄壁的台阶型衬管类零件模压成型，通过上型芯和下型芯的配合，实现压制成型的零件的中心孔位置确定，通过使下型芯伸入上型芯内，为压制零件提供必要的刚度，防止弯曲。通过顶出组件实现压制零件的快速出模。本专利技术实施例提供的碳纤维衬管的成型方法，通过使用设定的温度条件和压力条件并使用上述的成型装置成型，可使得碳纤维衬管具有壁厚均匀，同轴度好，具有纤维连续性好、密度高、抗压性和抗剪性好、耐高温冲刷等特点，同时，采用这种设计方式，模具的清理难度大大降低。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的加工零件成品衬管图；图2为本专利技术一实施例提供的成型装置剖视图；图3为本专利技术一实施例提供的成型装置立体结构四分之一剖视图；图4为本专利技术一实施例提供的外模块结构图；图5为本专利技术一实施例提供的成型块结构图；图6为本专利技术一实施例提供的连接杆与顶柱连接关系图；图7为本专利技术一实施例提供的成型块退模示意图。附图标记说明：100-衬管成品；210-上模组件；211-上模板；212-垫板；213-上固定板；214-导柱；215-上型芯；220-下模组件；221-调整垫；222-压圈；223-外模块；224-成型块；225-下固定板；226-下模板；227-下型芯；228-限位销；229-手柄；230-顶出组件；231-支撑框；232-顶杆；233-顶杆固定板；234-顶柱安装板；235-顶柱；236-连接杆；237-底板；240-测温孔；250-加热孔；260-出气孔；331-卸模套；332-卸模柱。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。普通的衬管类零件，通常采用油压机模压成型，这类零件采用模压成型的原理是将加热的碳纤维材料置于模腔中，通过型芯从上而下穿过材料，将材料挤入型腔与型芯的空隙中热压成型，成型之后进行冷却脱模。然而高长径比、薄壁的台阶型衬管类零件，在模压成型的过程中容易导致芯杆发生弯曲变形，型芯上下不同轴，产品壁厚不均的问题，对于这类零部件通用的做法是将零件的壁厚增厚且增加至同一厚度，消除壁厚不均引起的冷却收缩不均，再通过机械加工的方式对其进行二次加工，使其满足设计要求，但是采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纤维衬管的成型装置，其特征在于，包括：上模组件、下模组件和顶出组件；/n所述上模组件包括上型芯，所述上模组件上下活动设置在所述下模组件上，所述下模组件包括成型块、设置在所述成型块内的下型芯和套设在所述成型块外的外模块；/n所述成型块内设置有成型腔，所述上型芯中间开设有与所述下型芯相适配的第一通孔，当成型装置上下合模时，所述下型芯插入所述第一通孔内，且衬管成品的形状由所述成型腔与所述上型芯的外轮廓共同限定出；/n所述顶出组件设置在所述成型块底部，用于将所述成型块从所述外模块内顶出。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维衬管的成型装置，其特征在于，包括：上模组件、下模组件和顶出组件；
所述上模组件包括上型芯，所述上模组件上下活动设置在所述下模组件上，所述下模组件包括成型块、设置在所述成型块内的下型芯和套设在所述成型块外的外模块；
所述成型块内设置有成型腔，所述上型芯中间开设有与所述下型芯相适配的第一通孔，当成型装置上下合模时，所述下型芯插入所述第一通孔内，且衬管成品的形状由所述成型腔与所述上型芯的外轮廓共同限定出；
所述顶出组件设置在所述成型块底部，用于将所述成型块从所述外模块内顶出。


2.根据权利要求1所述的成型装置，其特征在于，
所述上模组件包括上模板和上固定板；所述上模板与上固定板之间设置有垫板，所述上固定板上设置有朝向下模组件的上型芯和导柱；所述上模板、上固定板以及垫板相互之间通过紧固件连接构成整体结构；
所述下型芯组件还包括调整垫和压圈、下固定板和下模板；所述压圈、调整垫、外模块、下固定板和下模板依次通过紧固件连接构成整体结构；所述压圈底部设置有与所述成型块顶部的凹槽相抵的环形凸台；所述下型芯安装在所述下固定板上，所述下型芯朝所述上模组件向上设置；
所述上型芯上部与所述成型块环形凸台的内孔间隙配合，所述环形凸台的外柱面与所述凹槽间隙配合；所述压圈和所述外模块上开设有相互连通的第二通孔，所述导柱上下活动安装在所述第二通孔内。


3.根据权利要求2所述的成型装置，其特征在于，所述下固定板上还固定设置有限位销，所述成型块底部设置有与所述导柱销相配合的限位孔。


4.根据权利要求2所述的成型装置，其特征在于，所述成型块的外壁上设置有便于其移动的手柄。


5.根据权利要求2所述的成型装置，其特征在于，所述顶出组件包括固定在下模板底部的支撑框，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，王海云，王敏，李文平，丁洵，王敏辉，陈科竞，曾立，
申请(专利权)人：江南工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43