[实用新型]一种碳纤维复合材料盒状加筋结构的成型模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种碳纤维复合材料盒状加筋结构的成型模具，属于碳纤维增强树脂基复合材料结构成型技术领域。

背景技术

模具是碳纤维增强树脂基复合材料构件制造用的主要工艺装备，用以确定制件形状、结构关系、控制外缘和获得良好的表面质量，在模具上完成复合材料聚合固化，有时还在成形模上进行预浸料的铺叠，复合材料模具的设计制造对复合材料构件的产品质量影响较大，要求模具的设计合理：

复合材料构件成型模具的结构随着工艺方法的变化而变化，比较有代表性的是热压罐法用复合材料制品模具，其模具设计包含的基本内容有以下几个方面：（1）模具型面要具有较高的精度，根据精度要求决定是否采用组合加工的方法，这是复合材料构件成型的基本依据；（2）复合材料件制备过程模具的可操作性，包括层合体铺层和固化成型后的脱模；（3）根据产品表观质量要求合理确定模具分型面；（4）碳纤维增强树脂基复合材料与模具材料热膨胀匹配性。

对于碳纤维复合材料盒状结构的产品，根据使用部位的不同在进行模具设计时有两种方式：（1）阳模成型模具；（2）阴模成型模具。而对于中间有加强筋的盒状结构，仅使用阳模模具无法成型。模具设计不当会出现以下问题：（1）盒状加筋结构产品加强筋出现缺陷；（2）铺叠好的层合件无法装模；（3）固化好的坯件无法脱模或脱模导致产品损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提出一种碳纤维复合材料盒状加筋结构的成型模具，使用该模具制备的碳纤维复合材料盒状加筋结构的无损探伤符合GJB2895-A级要求，形位尺寸公差满足要求。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种碳纤维复合材料盒状加筋结构的成型模具，该成型模具包括成型阳模和成型阴模；成型阳模包括阳模A、阳模B、阳模C、阳模D和底座；成型阴模包括左侧板、下侧板、定位板、上侧板、右侧板、定位销和螺钉；下侧板上带有U型槽；

左侧板、下侧板、上侧板和右侧板围成的空腔与待成型的盒状加筋结构的外形尺寸一致；下侧板和上侧板上分别有一个导向槽；

待成型的盒状加筋结构的横截面为直角梯形；中间的一条筋将该盒状加筋结构的内腔分为两个梯形空腔，即左侧空腔和右侧空腔；左侧空腔和右侧空腔均为由口向里逐渐变大的梯形结构；

阳模A和阳模B紧挨一起组成的形状与左侧空腔形状一致，阳模A和阳模B固定在底座上；

阳模C和阳模D紧挨一起组成的形状与右侧空腔形状一致，阳模C和阳模D固定在底座上；

阳模A、阳模B、阳模C和阳模D组成的外形尺寸与待成型的盒状加筋结构的外形尺寸一致；

在上侧板、左侧板和右侧板上分别安装各自的定位销，然后将上侧板、左侧板和右侧板通过各自的定位销定位在下侧板上，最后用螺钉进行紧固；

将定位板安装在下侧板和上侧板的导向槽中，定位板可以在下侧板和上侧板的导向槽中滑动。

本实用新型根据热膨胀软模-热压罐成型技术制备碳纤维增强树脂基复合材料盒状加筋结构的原理设计出铺层阳模和成型阴模。在封装好的热压罐系统内有高温高压气体，随着温度的升高，高压气体将压力传递到产品成型模具和热膨胀软模上，进而对产品施加稳定压力，产品内的树脂基体在高温高压作用下发生化学反应，最后固化成型。具体模具设计技术方案为：（1）根据产品结构特点，确定模具总体形式；（2）模具材料选择；（3）模具材料与碳纤维复合材料热膨胀匹配性计算；（4）确定模具分型面；（5）铺层阳模设计；（6）成型阴模设计。

使用本实用新型制造的模具解决了碳纤维增强树脂基盒状加筋结构加强筋的定位问题，解决了操作过程中层合件无法装模和坯件脱模可操作性的问题，提供了一种针对盒状加筋结构复合材料件的模具设计形式。该模具形式适用于不同尺寸的盒状加筋结构件的模具设计，应用范围广泛，具有很高的实用价值。

附图说明

图1为本实用新型待成型的盒状加筋结构的结构示意图；

图2为本实用新型铺层阳模的结构示意图；

图3为本实用新型成型阴模的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例