复合材料锥筒形零件成型模具制造技术

本实用新型专利技术提供一种能精确控温的复合材料锥筒形零件成型模，包括上凸模、上脱模件、上加热件、下凹模、下脱模件、下加热件、保温件和温控系统组成。它具备合理的模具结构和能精确控温的加热系统，有效解决了复合材料布带缠绕的办法成型零件易分层、滑移等质量问题，确保通过模压热成型的方式生产出合格的复合材料锥筒形零件。同时该实用新型专利技术结构较简单，加工工艺性好，成本较低，便于人工操作，产品一次成型，零件脱模方便，温度控制精确，利于推广应用。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及复合材料锥筒形零件成型模具。
技术介绍
复合材料因具有便于成型，重量轻，耐腐蚀，制品整体性好，耐热性能好等诸多优 点，其发展非常迅速，特别在型号产品上得到了越来越广泛的应用。锥筒形复合材料零件， 其锥筒形结构非常不利于成型加热时热量的均匀传递，且其为穿透结构，材料流动困难，不 利于直接模压成型，因难于解决其成型的关键技术，即合理的模具的结构和能精确控温的 加热系统，所以现一般采用复合材料布带缠绕的办法成型，但布带缠绕出的零件易出现分 层、滑移等质量问题，采用模压成型零件性能明显优于缠绕零件，模压成型是锥筒形复合材 料零件成型的技术发展方向。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种复合材料锥筒形零件成型模具，具备 精确控温功能，便于锥筒形复合材料零件的加热成型加工。 为解决上述技术问题，本技术提出了一种精确控温的复合材料锥筒形零件成 型模具，其特征在于，它包括上凸模、上加热件、上脱模件、下凹模、下加热件、下脱模件、温 控系统，所述上凸模的外周与下凹模的内周均为圆锥环形，所述上凸模的外周与下凹模的 内周配合构成锥筒形零件制品的加热成型空间；所述上加热件对所述上凸模加热，所述下 加热件对所述下凹模加热；所述上脱模件安装在所述上凸模下并且接触锥筒形零件制品， 使所述锥筒形零件成型制品在所述上脱模件压迫下与所述上凸模脱离；所述下脱模件可穿 过所述下凹模并压迫接触锥筒形零件制品，将锥筒形零件制品从所述下凹模上顶出；所述 温控系统包括若干连接所述上凸模、下凹模的温度传感器，用于控制所述上加热件、下加热 件的加热状态。 作为改进，本技术还包括上模板，覆盖在所述上凸模上并与之连接，用于固定 所述上凸模。 进一步改进的，所述上加热件还安装于所述上模板内。 优选的，所述下加热件包括两半圆环行结构环绕安装在所述下凹模周围，所述环 行结构内部设置加热管。 进一步优选的，所述下凹模包括下模板，所述下模板位于所述下凹模的底部，所述 下加热件还包括安装于所述下模板内的加热器件。 更优的，本技术还包括保温层，所述保温层安装在所述下凹模与下加热件的 外围。 同样更加优化的，所述保温层还安装在所述上模板的外围。 更加优选的，所述上凸模的外周与下凹模的内周的配合的锥筒端面为圆弧顶结 构。 本技术采用垂直分型结构，可确保成型压力有效地施加于零件上，从而使制 品获得良好表面质量，并又有足够间隙使空气逸出；在上凸模、下凹模上增加了圆弧顶结 构，提高了复合材料成型时的流动性，可确保成型压力有效地施加于零件上，从而使制品获 得良好表面质量，其上脱模件、下脱模件可保证零件顺利从模腔内取出。 其上加热件、下加热件、保温件和温控系统，能确保加热时热量的均匀传递，通过 分组控制各加热件，达到调节模具升温速率，并能控制模具温度值范围不超过±5° 。 合理的模具的结构和能精确控温的加热系统，有效解决了复合材料布带缠绕的办 法成型零件易分层、滑移等质量问题，确保能生产出合格的复合材料锥筒形零件。附图说明图1本技术的模具结构示意图； 图2某锥形复合材料结构示意图； 图3某锥形复合材料工艺状态结构示意图。具体实施方式以下结合附图进一步说明本技术的实施例。 本具体实施例主要包括上模组件、上脱模件、上加热件、下凹模、下脱模件、下加热 件、保温件和温控系统组成。 如图1所示，上模组件包括上模板1、上凸模2和导向件13，用于固定模具和成型 制品内形，导向件13用于保证上凸模2、下凹模6同轴，控制制品厚度尺寸偏差；上脱模件 4用于取下粘接在上凸模上的制品，也可在脱模件上增加加热管，对玻璃钢制品进行辅助加 热；上加热件5在上凸模腔内，用于对制品上部和内部进行加热；下凹模6用于固定模具和 成型制品外形；上凸模2与下凹模6之间形成制品成型空间12。 下脱模件7用于取下粘接在下凹模6内的制品，下脱模件7与下凹模6之间过渡 应光滑无台阶，下脱模件7有通气作用，避免压制玻璃钢制品时外表面与下凹模6间形成真 空，影响制品质量和脱模；下加热件8主要对下凹模6部分进行加热，是主要加热部件；为 解决锥筒形零件上下表面受热均匀性，采用了在上模板1、下模板10内部增加加热管方式， 模板内加热管可环形或呈辐射状布局；保温层9为提高热效率，设置在上模板1、下模板10 及下加热件8外表面；温控系统的温度传感器11分布在上模组件、下凹模6内实时采集加 温温度，温控系统通过分组控制上、下加热件，达到调节模具升温速率，并控制模具温度值 范围不超过士5。。 某锥筒形制品结构见图2，为高硅氧纤维增强酚醛塑料模压成型，该制品尺寸比较 大，壁薄，该形状非常不利于加热时热量的均匀传递，且其为穿透结构，材料流动困难，不利 于直接模压成型。 为克服图2某锥形制品结构模压成型加工上缺陷，在图1中上凸模2外周与下凹 模6内周配合的锥筒端面为连通的圆弧顶结构，从而提高模压时预浸料的流动性，其直接 模压成型后的制品如图3所示，S卩，在制品小端有一个圆弧形底面，大端面比设计制品多出 lmm 2mm高余量，然后用机械加工方式去除大小端面，就得到符合设计要求的锥筒形制PR o4 模具主要结构完全按本专利所示结构，包括上模组件1、上脱模件2、上加热件3、 下模组件4、下脱模件5、下加热件6、辅助加热件7、保温件8和温控系统9，通过对加热件分 组控制，保证模具温度值范围不超过±5° ，确保模压出合格的零件。 该模具结构属于垂直分型结构，可确保成型压力有效地施加于零件上，从而使制 品获得良好表面质量，并又有足够间隙使空气逸出；模具溢料间隙选择合理，大制品则溢 料间隙应增大，溢料间隙过小，空气逸出困难，过大则会助长在该方向的流动而导致纤维取 向，产生波纹，削弱制品强度，其溢料间隙与垂直分型结构的间隙在同一范围之内；加料腔 的大小依据制品密度和加料次数计算确定，应以尽量减少加料次数为原则，以免增加材料 分层几率；为保证制品精度，凸模和凹模需要考虑收縮量，该类型模具成型后产品直径有收 縮趋势，高度有伸长趋势。采用上述结构解决了锥筒形复合材料零件成型的关键技术，可实 现产品一次成型，有效保证了产品质量。 另外，上述实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领 域人员可以对其进行一些非实质性的改变，只要是没有超出本专利的精神实质，都视为对 本专利的等同替换，因此都在本专利的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料锥筒形零件成型模具，其特征在于，它包括上凸模、上加热件、上脱模件、下凹模、下加热件、下脱模件、温控系统，所述上凸模的外周与下凹模的内周均为圆锥环形，所述上凸模的外周与下凹模的内周配合构成锥筒形零件制品的加热成型空间；所述上加热件对所述上凸模加热，所述下加热件对所述下凹模加热；所述上脱模件安装在所述上凸模下并且接触锥筒形零件制品，使所述锥筒形零件成型制品在所述上脱模件压迫下与所述上凸模脱离；所述下脱模件可穿过所述下凹模并压迫接触锥筒形零件制品，将锥筒形零件制品从所述下凹模上顶出；所述温控系统包括若干连接所述上凸模、下凹模的温度传感器，用于控制所述上加热件、下加热件的加热状态。

【技术特征摘要】
一种复合材料锥筒形零件成型模具，其特征在于，它包括上凸模、上加热件、上脱模件、下凹模、下加热件、下脱模件、温控系统，所述上凸模的外周与下凹模的内周均为圆锥环形，所述上凸模的外周与下凹模的内周配合构成锥筒形零件制品的加热成型空间；所述上加热件对所述上凸模加热，所述下加热件对所述下凹模加热；所述上脱模件安装在所述上凸模下并且接触锥筒形零件制品，使所述锥筒形零件成型制品在所述上脱模件压迫下与所述上凸模脱离；所述下脱模件可穿过所述下凹模并压迫接触锥筒形零件制品，将锥筒形零件制品从所述下凹模上顶出；所述温控系统包括若干连接所述上凸模、下凹模的温度传感器，用于控制所述上加热件、下加热件的加热状态。2. 根据权利要求1所述的复合材料锥筒形零件成型模具，其特征在于，还包括上模板， 覆盖在所述上凸模上并与之连接，用于固定所述上凸模。3. 根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昕，左亿泉，林守雁，
申请(专利权)人：国营红阳机械厂，
类型：实用新型
国别省市：42[中国|湖北]