一种编织NOL环的异步内缩固化成型模具、组件及成型方法技术

本发明专利技术提供了一种编织NOL环的异步内缩固化成型模具，该模具包括底盘、芯模、顶盖、若干第一外模和若干第二外模。进行固化成型时，将该模具放置于热压成型机上，热压成型机具有加热和液压压缩的功能。通过热压成型机的液压装置驱动顶盖向下运动，顶盖内部的斜锥面与于外模的斜锥面相对应，能够将顶盖的下压运动转换为外模的收缩运动，从而将套在芯模上的环形碳纤维预浸料进行压缩并加热固化。本发明专利技术的异步内缩模具设计合理，使用方法简单，解决了使用热压成型机固化成型编织NOL环的难题。热压成型机固化成型编织NOL环的难题。热压成型机固化成型编织NOL环的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种编织NOL环的异步内缩固化成型模具、组件及成型方法


[0001]本专利技术涉及复合材料成型
，尤其涉及一种编织NOL环的异步内缩固化成型模具、组件及成型方法。

技术介绍

[0002]连续纤维增强复合材料具有远高于钢铁材料的比刚度、比强度和比模量。纤维增强复合材料由碳纤维预制体经过树脂固化后获得；碳纤维预制体的结构对复合材料的力学性能影响较大，由三维编织或者三维机织制备的碳纤维预制体，其内部纤维具有多个方向，相比于采用铺层或者缠绕技术制备的碳纤维预制体各向力学性能更好，所制备的复合材料力学性能更优。
[0003]为了测定复合材料的各项力学性能，需要制备标准测试样件。NOL环是一种用于测试环形试样层间剪切强度、拉伸强度、拉伸弹性模量及其纤维的拉伸强度的标准试样。NOL环试样通常采用纤维缠绕的方法制备，此方法制备的NOL环只有单一方向的增强纤维，而采用三维编织或者三维机织工艺制备的环形碳纤维预制体具有多个方向的增强纤维，为了测定其力学性能，需要对其进行树脂固化。
[0004]对于使用耐高温树脂的碳纤维复合材料，多采用模压工艺进行树脂固化，而用于成型的热压成型机通常只具备上下压缩功能，多用于成型平板形构件。使用热压成型机成型环形复合材料构件，其模具的设计需考虑诸多因素，具有一定难度，如果单独设计一套固化成型装置则会增加固化成本，并且固化成型装置的通用性低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种编织NOL环的异步内缩固化模具，用以解决现有技术中采用模压工艺制备环形样件所面临的难题，实现低成本制备编织NOL环试样。
[0006]为实现以上目的，本专利技术编织NOL环的异步内缩固化成型模具采用以下技术方案：
[0007]一种编织NOL环的异步内缩固化成型模具，包括底盘、安装于底盘中部的圆环形的芯模、围绕芯模设置并安装于底盘上的外模组件、覆盖且收容外模组件的顶盖；所述外模组件包括若干第一外模及若干第二外模，所述第一外模与第二外模在一个圆周上交替设置围绕芯模，所述每个第一外模的两侧设有横向凸伸的卡扣滑块，所述第二外模两侧设有与相邻的卡扣滑块配合的卡槽；每个第一外模与每个第二外模底部均设有向心滑块，所述底盘上表面设有与向心滑块对应设置配合的滑槽；所述第一外模两侧与第二外模相接处的面为自外向内向两侧倾斜的第一斜切面，所述第二外模两侧与第一外模相接处的面为自内向外向两侧倾斜的第二斜切面；第一斜切面与第二斜切面相互贴合且相互移动；第一外模内表面为横向弧形延伸的第一内表面，第二外模内表面为横向弧形延伸的第二内表面；第一外模的外表面为自上向下逐渐外扩的第一外斜锥面，第二外模的外表面为自上向下逐渐外扩的第二外斜锥面；所述顶盖的底部为中空的空腔，且该空腔内表面设有与第一外斜锥面配合的第一内斜锥面及与第二外斜锥面配合的第二内斜锥面；所述第一内斜锥面与第二内斜
锥面均为自上向下逐渐内缩的斜面；所述外模组件具有扩张状态和收缩状态，当外模组件在扩张状态时，所述第一外模及若干第二外模均远离芯模，且第一斜切面与第二斜切面错开，第一内表面与第二内表面之间露出第二斜切面；当顶盖向下移动时，第一内斜锥面下压第一外斜锥面，第二内斜锥面下压外模组件第二外斜锥面使第一外模与第二外模沿滑槽向内移动至收缩状态，当外模组件在收缩状态时，所有所述第一内表面与第二内表面共同形成连续的圆柱面。
[0008]进一步的，所述卡槽的延伸方向与第一斜切面及第二斜切面平行。
[0009]进一步的，所有第一外模在收缩或者扩张时为同步运动的，所有第二外模在收缩或者扩张时同样为同步运动的；所述第一外模和第二外模沿滑槽向内移动时的位移之比是成正比的；所述第一内斜锥面和所述第二内斜锥面的斜度之比与所述位移之比相等。
[0010]进一步的，所述卡扣滑块的横截面与向心滑块的横截面均为梯形，所述卡槽的横截面与滑槽的横截面同样为梯形。
[0011]进一步的，每条滑槽均为以芯模中轴线为圆心的向心方向延伸。
[0012]进一步的，所述底盘侧面连接有若干第一吊环；所述顶盖侧面连接有若干第二吊环；所述芯模设置在所述底盘上，通过所述芯模底部的若干螺纹孔以及所述底盘对应位置的若干螺纹通孔进行固定。
[0013]本专利技术提供的包括上述编织NOL环的异步内缩固化成型模具的组件，采用以下技术方案：
[0014]还包括热压成型机，所述热压成型机包括：液压装置、上横梁、上压板、上加热块、下加热块以及底座；所述编织NOL环的异步内缩固化成型模具放置在上加热板和下加热板之间，所述上加热板固定在上横梁下方，所述下加热板固定在底座上方，顶盖位于上加热块下方；所述液压装置驱动上横梁进行上下运动，使上加热块压着所述顶盖进行下压运动以驱使第一外模和第二外模向内收缩。
[0015]本专利技术提供的使用上述组件的成型方法，采用以下技术方案：
[0016]当进行环形碳纤维预浸料的固化成型时，环形碳纤维预浸料套在芯模上，由热压成型机的液压装置驱动，经过运动转换驱使第一外模和第二外模向内收缩并压紧环形碳纤维预浸料，从而对环形碳纤维预浸料进行压缩；由所述上加热块和所述下加热块对异步内缩固化成型模具进行加热，并在一定时间内保持温度，完成环形碳纤维预浸料的固化。
[0017]有益效果：本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具，能够在热压成型机上完成环形碳纤维预浸料的固化成型，有效降低了固化成本，并且使用方法简单。该模具结构独特且严谨，外模采用两种外形的第一外模和第二外模拼接而成，能够在收缩时确保相邻两块外模接合处不留缝隙，防止树脂渗入其中；外模与顶盖接触的斜锥面把热压成型机的液压力有效转换为模具收缩的力，有利于将其中的环形碳纤维预浸料压缩到指定尺寸。
附图说明
[0018]图1是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具的结构示意图；
[0019]图2是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具的向心滑块以及滑槽局部放大结构示意图；
[0020]图3是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具收缩时的结构示意图；
[0021]图4是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具的外模扩张时的结构示意图；
[0022]图5是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具的外模收缩时的结构示意图；
[0023]图6是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具的第二梯形滑块与第二梯形滑槽配合的结构示意图；
[0024]图7是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具的外模扩张时底部观察方向的结构示意图；
[0025]图8是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具的外模收缩时底部观察方向的结构示意图；
[0026]图9是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具的顶盖结构示意图；
[0027]图10是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模具的芯模与底座配合的结构示意图；
[0028]图11是本专利技术提供的编织NOL环的异步内缩固化成型模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编织NOL环的异步内缩固化成型模具，其特征在于，包括底盘(13)、安装于底盘(13)中部的圆环形的芯模(15)、围绕芯模(15)设置并安装于底盘(13)上的外模组件、覆盖且收容外模组件的顶盖(11)；所述外模组件包括若干第一外模(121)及若干第二外模(122)，所述第一外模(121)与第二外模(122)在一个圆周上交替设置围绕芯模(15)，所述每个第一外模(121)的两侧设有横向凸伸的卡扣滑块(162)，所述第二外模两侧设有与相邻的卡扣滑块(162)配合的卡槽(1224)；每个第一外模(121)与每个第二外模(122)底部均设有向心滑块(161)，所述底盘(13)上表面设有与向心滑块(161)对应设置配合的滑槽(131)；所述第一外模(121)两侧与第二外模(122)相接处的面为自外向内向两侧倾斜的第一斜切面(101)，所述第二外模(122)两侧与第一外模(121)相接处的面为自内向外向两侧倾斜的第二斜切面(102)；第一斜切面(101)与第二斜切面(102)相互贴合且相互移动；第一外模(121)内表面为横向弧形延伸的第一内表面(1212)，第二外模(122)内表面为横向弧形延伸的第二内表面(1222)；第一外模(121)的外表面为自上向下逐渐外扩的第一外斜锥面(1211)，第二外模(122)的外表面为自上向下逐渐外扩的第二外斜锥面(1221)；所述顶盖(11)的底部为中空的空腔，且该空腔内表面设有与第一外斜锥面(1211)配合的第一内斜锥面(111)及与第二外斜锥面(1221)配合的第二内斜锥面(112)；所述第一内斜锥面(111)与第二内斜锥面(112)均为自上向下逐渐内缩的斜面；所述外模组件具有扩张状态和收缩状态，当外模组件在扩张状态时，所述第一外模(121)及若干第二外模(122)均远离芯模(15)，且第一斜切面(101)与第二斜切面(102)错开，第一内表面(1212)与第二内表面(1222)之间露出第二斜切面(102)；当顶盖(11)向下移动时，第一内斜锥面(111)下压第一外斜锥面(1211)，第二内斜锥面(112)下压外模组件第二外斜锥面(1221)使第一外模(121)与第二外模(122)沿滑槽(131)向内移动至收缩状态，当外模组件在收缩状态时，所有所述第一内表面(1212)与第二内表面(1222)共同形成连续的圆柱面。2.根据权利要求1所述的编织NOL环的异步内缩固化成型模具，其特征在于，所述卡槽(1224)的延伸方向与第一斜切面(101)及第二斜切面(102)平行。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙正，单忠德，王尧尧，欧阳林志，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：