[发明专利]一种用于制造碳纤维复合车轮正面轮盘的模具和方法

权利要求书

1.一种用于制造碳纤维复合车轮正面轮盘的模具，所述的模具包括顶板、上模、下模、顶杆下板、顶杆上板、外顶杆、内顶杆、导向柱、底板、立柱、液压缸、窗口嵌块，其特征在于，所述的上模的上方安装有顶板，所述的上模内部设置有上模热流道；所述的下模的下方通过内顶杆和外顶杆支撑，所述的内顶杆位于下模下方的内圈，所述的外顶杆位于下模下方的外圈；所述的下模和上模相邻并且在闭合之后形成车轮正面轮盘形状的型腔；在上模和下模之间，型腔对应于车轮窗口的位置包括窗口嵌块；所述的内顶杆和外顶杆的下端连接到顶杆上板，顶杆上板下方固定有顶杆下板；所述的顶杆下板上设置有液压缸，并且所述的液压缸设置为驱动顶杆下板的上下运动；所述的底板上包括导向柱，并且顶杆上板和顶杆下板上包括导向柱穿过的通孔。

2.根据权利要求1所述的用于制造碳纤维复合车轮正面轮盘的模具，其特征在于，所述的上模热流道设置为纵横交叉排布；所述的下模热流道设置为弧形排布并且处于曲面上。

3.根据权利要求1所述的用于制造碳纤维复合车轮正面轮盘的模具，其特征在于，所述的内顶杆穿过底模内部的孔，和轮盘中心部位接触。

4.根据权利要求1所述的用于制造碳纤维复合车轮正面轮盘的模具，其特征在于，所述的底板和顶杆之间还包括顶杆下板，并且内顶杆和外顶杆的下方接触到顶杆下板。

5.根据权利要求1所述的用于制造碳纤维复合车轮正面轮盘的模具，其特征在于，所述的液压缸有4个并且在模具的四角对称布置。

6.使用权利要求1-5中任一项所述的模具来制造碳纤维复合车轮正面轮盘的方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：(1)将上模打开，将窗口嵌块放到下模中，并且在下模的对应于轮盘底部的位置放入环状的轮盘底部铝合金预埋体，并且将该轮盘底部铝合金预埋体通过下模定位柱进行准确定位，所述的轮盘底部铝合金预埋体的尺寸和中心法兰盘的尺寸一致；(2)通过下模热流道将下模升温到70-90摄氏度，并且使用的原材料为40-60mm的碳纤维复合材料预浸带，其纤维质量比例为50-65％；(3)将模具振动并且使得步骤2的碳纤维复合材料预浸带随机分布和致密化；(4)在中心法兰盘位置，铝合金预埋体上方放置轮盘中部铝合金预埋体，继续铺设碳纤维复合材料预浸带以充满型腔，其纤维质量比例为50-65％；(5)取出窗口嵌块独立体，并且通过上模热流道使上模升温到70-90摄氏度，随后闭合上模；(6)在39.7MPa压力和70-90摄氏度的条件下保持8-12分钟，随后升温到100-110摄氏度，保持8-12分钟；随手升温到130-150摄氏度，升压到41.0-45.0MPa，保持25-35分钟；(7)打开上模，通过液压缸带动顶杆底板和顶杆上板沿着导向柱向上移动，内顶杆和外顶杆上升，托出碳纤维复合材料轮盘。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将轮盘底部的铝合金预埋体放入下模，利用下模定位柱精确定位；然后通过下模热流道使下模升温至80℃；采用的原材料为50mm长的碳纤维复合材料预浸带，纤维质量比例为60％；通过震动，使得短切片在膜腔随机分布和致密化，将碳纤维复合材料预浸带均匀随机铺放在底模中；第一阶段铺放完成后，放入轮盘中部铝合金预埋体，继续铺放碳纤维复合材料预浸带；将窗口嵌块独立体取出，同时通过上模热流道使上模升温至80℃；压入上模，压力设定为39.7MPa；在39.7MPa压力，80℃条件下保持10分钟；升温至105℃，保持10分钟；升温至140℃，升压至43.6MPa，保持30分钟；打开上模，通过液压缸带动顶杆底板和顶杆上板沿导向柱向上移动，内顶杆和外顶杆上升，将碳纤维复合材料轮盘顶出。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的碳纤维复合材料预浸带是由连续碳纤维和环氧树脂所组成的，并且环氧树脂占碳纤维复合材料预浸带重量的35-45％。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的环氧树脂的固化温度是90-140摄氏度。