[实用新型]一种碳纤维复合材料轮辋成型模具

说明书

本实用新型公开了一种碳纤维复合材料轮辋成型模具，包括：下模；以及内左侧模、内右侧模、内前侧模和内后侧模均可拆卸的安装在所述下模上；所述内右侧模与所述内左侧模的结构完全相同，所述内后侧模与所述内前侧模的结构完全相同；其中，所述内左侧模、所述内右侧模、所述内前侧模和所述内后侧模能够围成第一封闭圆周，所述内前侧模、所述内后侧模能够在拆卸时沿正对第一封闭圆周中心的方向平移抽出，并且能够沿相悖于所述下模的方向取出；外左侧模，其为半圆形结构；外右侧模，其为半圆形结构；其中，所述外左侧模和所述外右侧模能够围成第二封闭圆周，并且所述第二封闭圆周的直径大于所述第一封闭圆周。本实用新型具有结构简单、便捷高效等特点。

技术领域

本实用新型涉及碳纤维复合材料汽车零部件的成型制造技术领域，具体涉及一种碳纤维复合材料轮辋成型模具。

背景技术

碳纤维复合材料是以碳纤维为主体，树脂为基体的聚合物材料，其具有比强度高、比刚度高、耐疲劳、抗冲击、耐腐蚀、阻尼抗震性好和噪音小等优异的综合性能，将逐渐在汽车车身和底盘结构零部件上得到推广应用。

车轮是汽车行驶系中重要的承载件和安全件，属于非簧载质量，工作中既有各向移动，又有绕车轮中心的旋转运动，其轻量化节能效果是汽车上普通移动部件的3-6倍。工作中车轮要承受纵向、垂向和侧向传来的弯曲、扭转、剪切和冲击等多种复杂动载荷作用，需要具备良好的耐疲劳和抗冲击性能。将碳纤维复合材料用于车轮结构的设计，不仅能实现车轮的轻量化，而且能显著提高车轮以及整车的综合性能。

碳纤维复合材料车轮结构主要分为分体组装式结构和一体化成型结构。目前，涉及到碳纤维车轮的生产制造的专利和文献多是针对一体式碳纤维复合材料车轮。

中国专利文献CN103507185A，公开了一种用于碳纤维汽车轮毂坯品固化成型的模具结构及用该模具制作产品的方法，采用此模具及方法制作的碳纤维汽车轮圈，其产品的强度及整体性好，且由于采用全碳纤维汽车轮毂，提升产品品质层次。全碳纤维汽车轮毂与铝轮毂相比重量可减轻60％-80％，节能降耗，降低驾车成本。全碳纤维汽车轮毂的不需要进行产品加工，一体成型，减化生产过程及提高产品强度。

中国专利文献CN107791740A，公开了一种一体化成型碳纤维复合材料轮辋及制备方法。包括轮辋底、轮辐和轮毂；轮辋底背离轮毂的面，从外轮辋边缘到内轮辋边缘间，依次设有为外驼峰、短轮辋平底、凹槽、长轮辋平底和内驼峰，轮辋底为水平面或具有锥度。制备该轮辋的模具，包括至少有两块半圆组成的外侧模，深侧模和浅侧模；在模具内侧敷设所需的碳纤维后，将敷设好碳纤维复合材料轮辋的模具放入固化炉固化，脱模得到所需的轮辋。本实用新型采用一体化成形工艺，轮辐与轮辋底采用圆角过渡，避免应力集中；轮辐与轮毂连接，采用连续纤维叠加压紧，承受很高的剪应力，结构强度可靠。与传统金属轮辋相比，重量减轻50％以上。它可用于各类汽车的轮子、航空飞行器着陆轮子的制造。

目前，一体化成型结构的车轮，其结构和模具复杂、制造效率低，轮辐或轮辋损坏后无法单独更换，维护成本高，没有根据轮辐为扁平结构和轮辋为回转体结构特点分别考虑其成形方法和轻量化设计。同时，采用单一材料，难以实现车轮不同受力特点的部位，如轮辐和轮辋，分别将材料的性能发挥到极致，并且在分体组装式车轮结构领域，尚未报道有涉及到分体式碳纤维复合材料轮辋的组合成型模具的专利和文献，存在着技术空白。

分体组装式车轮结构具有维修简便，经济性好，制造工艺简单和生产效率高的优点，且有利于实现高性能混合材料车轮的推广应用，在未来的市场上应用前景广阔。在分体式车轮结构中，轮辋是轴对称回转体结构，且需具备良好的阻尼减震特性，更加适合采用碳纤维复合材料进行结构设计。

实用新型内容

本实用新型设计开发了一种碳纤维复合材料轮辋成型模具，本实用新型装置的内模和外模均采用组装式分体结构，保证了轮辋成形的精度和质量，通过调节外左侧模和外右侧模间连接螺栓间的预紧力提供成形轮辋在模压成型时的压力，便捷高效。