【技术实现步骤摘要】
本申请涉及拉挤成型，特别是涉及一种用于多腔型材拉挤成型的模具及成型工艺。
技术介绍
1、碳纤维复合材料因具有较高的抗拉强度和机械性能，还具有抗变形、抗磁化、耐高温、耐腐蚀等优点，在运动产品、风电、航空航天等领域大范围成功应用的基础上，其在轨道交通车辆上的应用也不断增加。
2、对于等截面的复合材料部件来说，拉挤工艺是经济性和效率兼具的成型工艺，能够保证较好的质量。目前得到工业化应用的复合材料型材多是以纤维纱、表面毡为原材料的简单断面，设计简单，制造的型材部件受力简单，但对轨道车辆、航空航天等领域的主承载部件来说，使用多轴向纤维层作为增强材料才能满足载荷和工况需求，且部件通常为复杂的多腔断面结构，如何实现多腔型材的拉挤成型成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种用于多腔型材拉挤成型的模具及成型工艺，该模具及成型工艺为实现多腔型材的拉挤成型提供了技术条件。
2、为解决上述技术问题，本申请提供一种用于多腔型材拉挤成型的模具，包括沿牵引方向排布的预成型模具和成型模具；
3、所述预成型模具包括多个沿牵引方向间隔排布的预成型板，所述预成型板具有供纤维层穿过的多个开口组，所述开口组用于使穿过的所述纤维层朝多腔型材的腔体断面形状的方向变形，多个所述纤维层依次穿过多个所述预成型板后能够变形成截面与多腔型材的断面形状一致的预成型体；
4、所述成型模具包括沿牵引方向依次设置的注射段、冷却段和固化段，所述注射段用于向所述
5、可选的，所述成型模具的入口处在模腔的内腔底壁设有向下凹陷的凹槽段，以对所述预成型体进行定位和导向。
6、可选的，所述注射段的长度为所述冷却段的长度的1～3倍，和/或，所述固化段的长度为所述冷却段的长度的2.5～6倍。
7、可选的，所述成型模具的模腔在其长度方向上依次具有第一等径段、变截面腔段和第二等径段，所述第一等径段和所述变截面腔段对应所述注射段和所述冷却段，所述第二等径段对应所述固化段；自所述注射段至所述固化段的方向，所述变截面腔段的径向尺寸呈减小趋势；所述成型模具具有注胶孔，所述注胶孔与所述变截面腔段靠近所述第一等径段的端部连通。
8、可选的，所述变截面腔段呈锥形腔段，所述变截面腔段的最小径向尺寸与所述第一等径段、所述第二等径段的径向尺寸相同。
9、可选的，所述第一等径段的腔壁与所述变截面腔段的腔壁之间的最大径向距离为多腔型材的壁厚的1～2倍。
10、可选的，所述注胶孔的延伸方向与所述成型模具的长度方向垂直；所述注胶孔的孔径为6～10mm，所述注胶孔与所述成型模具的入口端之间具有设定长度。
11、可选的，所述成型模具在所述冷却段具有环绕所述成型模具的模腔的若干个环形冷却流道，若干个所述环形冷却流道沿所述成型模具的长度方向间隔布置。
12、可选的，所述纤维层经过相邻两个所述预成型板后的变形角度不超过40°。
13、可选的，所述预成型模具包括预成型框架，所述预成型板可拆卸地卡接于所述预成型框架。
14、本申请实施例还提供一种用于多腔型材拉挤成型的成型工艺，所述成型工艺采用上述任一项所述的模具实现，包括如下步骤：
15、采用多轴向布形成多个纤维层，所述多轴向布至少含有0°、+45°、90°、-45°的设计；
16、多个所述纤维层通过所述预成型模具的多次变形后形成截面与多腔型材的断面形状一致的预成型体；
17、所述预成型体通过所述成型模具，在所述成型模具的注射段和冷却段被注射的树脂浸润，在所述成型模具的固化段被加热固化。
18、可选的，所述注射段注射的树脂满足以下条件：
19、树脂在25℃下的混合粘度不超过1000mpa·s，渗透率平面方向达到1*10-8m2、厚度方向达到1*10-9m2，且树脂本体的强度不低于70mpa。
20、可选的，对所述预成型体的加热固化分为三个温度区段，沿牵引方向，三个所述温度区段的温度依次增加，并匹配设定范围的拉挤速度。
21、可选的，三个所述温度区段分别为120～150℃、150～180℃和150～180℃，所述拉挤速度的设定范围为50～200mm/min。
22、本申请提供的用于多腔型材拉挤成型的模具及成型工艺，采用预成型模具对多个纤维层进行逐步变形，使其最终能够变形成为截面与多腔型材断面形状一致的预成型体，为多腔型材能够通过拉挤成型工艺制作提供的技术条件，同时设计了注胶和固化集成为一体的成型模具，可在成型模具内对预成型体进行树脂的浸润操作和固化成型操作，可在保证产品外形尺寸的基础上实现均匀、完全地浸润以及快速固化，为最终制成的多腔型材的产品质量提供保障。
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1.用于多腔型材拉挤成型的模具，其特征在于，包括沿牵引方向排布的预成型模具和成型模具；
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述成型模具的入口处在模腔的内腔底壁设有向下凹陷的凹槽段，以对所述预成型体进行定位和导向。
3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述注射段的长度为所述冷却段的长度的1～3倍，和/或，所述固化段的长度为所述冷却段的长度的2.5～6倍。
4.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述成型模具的模腔在其长度方向上依次具有第一等径段、变截面腔段和第二等径段，所述第一等径段和所述变截面腔段对应所述注射段和所述冷却段，所述第二等径段对应所述固化段；自所述注射段至所述固化段的方向，所述变截面腔段的径向尺寸呈减小趋势；所述成型模具具有注胶孔，所述注胶孔与所述变截面腔段靠近所述第一等径段的端部连通。
5.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述变截面腔段呈锥形腔段，所述变截面腔段的最小径向尺寸与所述第一等径段、所述第二等径段的径向尺寸相同。
6.根据权利要求5所述的模具，其特征在于，所述第一等径段的腔壁
7.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述注胶孔的延伸方向与所述成型模具的长度方向垂直；所述注胶孔的孔径为6～10mm，所述注胶孔与所述成型模具的入口端之间具有设定长度。
8.根据权利要求1-7任一项所述的模具，其特征在于，所述成型模具在所述冷却段具有环绕所述成型模具的模腔的若干个环形冷却流道，若干个所述环形冷却流道沿所述成型模具的长度方向间隔布置。
9.根据权利要求1-7任一项所述的模具，其特征在于，所述纤维层经过相邻两个所述预成型板后的变形角度不超过40°。
10.根据权利要求1-7任一项所述的模具，其特征在于，所述预成型模具包括预成型框架，所述预成型板可拆卸地卡接于所述预成型框架。
11.用于多腔型材拉挤成型的成型工艺，其特征在于，所述成型工艺采用权利要求1-10任一项所述的模具实现，包括如下步骤：
12.根据权利要求11所述的成型工艺，其特征在于，所述注射段注射的树脂满足以下条件：
13.根据权利要求11所述的成型工艺，其特征在于，对所述预成型体的加热固化分为三个温度区段，沿牵引方向，三个所述温度区段的温度依次增加，并匹配设定范围的拉挤速度。
14.根据权利要求13所述的成型工艺，其特征在于，三个所述温度区段分别为120～150℃、150～180℃和150～180℃，所述拉挤速度的设定范围为50～200mm/min。
...【技术特征摘要】
1.用于多腔型材拉挤成型的模具，其特征在于，包括沿牵引方向排布的预成型模具和成型模具；
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述成型模具的入口处在模腔的内腔底壁设有向下凹陷的凹槽段，以对所述预成型体进行定位和导向。
3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述注射段的长度为所述冷却段的长度的1～3倍，和/或，所述固化段的长度为所述冷却段的长度的2.5～6倍。
4.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述成型模具的模腔在其长度方向上依次具有第一等径段、变截面腔段和第二等径段，所述第一等径段和所述变截面腔段对应所述注射段和所述冷却段，所述第二等径段对应所述固化段；自所述注射段至所述固化段的方向，所述变截面腔段的径向尺寸呈减小趋势；所述成型模具具有注胶孔，所述注胶孔与所述变截面腔段靠近所述第一等径段的端部连通。
5.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述变截面腔段呈锥形腔段，所述变截面腔段的最小径向尺寸与所述第一等径段、所述第二等径段的径向尺寸相同。
6.根据权利要求5所述的模具，其特征在于，所述第一等径段的腔壁与所述变截面腔段的腔壁之间的最大径向距离为多腔型材的壁厚的1～2倍。
7.根据权利要求4所述的模具，其特征在于，所述注胶孔的延伸方向与所述成型模具的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭，葛继文，曹亚周，崔健，尹秋之，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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