[发明专利]一种可溶性芯模模具结构及其成型方法

说明书

本发明公开了一种可溶性芯模模具结构及其成型方法，该可溶性芯模模具结构包括前主轴、圆盖板、前模体、后模体、花键、后主轴，前模体和后模体可拆卸地连接，圆盖板活动扣合于前盖板的端部开口内，前主轴套装于前盖板的中心处，前主轴位于壳体内的一端活动插接有后主轴，后主轴的圆周面上设置有定位凸缘，花键固定套接于前主轴的中部。该可溶性芯模模具结构的成型方法，主要包括以下步骤：(a)粘接溶液配制；(b)配制砂料；(c)模具中装填砂料；(d)芯模分段固化成型。本发明可使芯模在后期使用过程中不易开裂，质量稳定；能够加快水分蒸发，缩短了制模的周期；克服了传统芯模整体加热固化时间较长的缺点。

技术领域

本发明涉及模具制造领域，特别是涉及一种可溶性芯模模具结构及其成型方法。

背景技术

复合材料具有较高的比强度、较大的比模量、质量轻等特点，在压力容器成型、航空航天结构件制造、汽车轻量化制造等领域越来越受到青睐。可溶性芯模是复合材料缠绕成型的必不可要的一部分。

进行复合材料缠绕用的可溶性芯模通常有石膏芯模、磷酸酯淀粉芯模、石英砂芯模等。相比于其他可溶性芯模，由石英砂和聚乙烯醇组成的可溶性芯模具有成本低、质量稳定、可以重复利用等特点。

制作芯模一般选用可溶性芯模材料，芯模加热固化过程中会有水蒸气散发，传统的芯模的金属芯轴结构透气性差，造成水分蒸发慢、加热时间长，很容易造成可溶性芯模加热固化后出现开裂，导致芯模无法正常使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可溶性芯模模具结构及其成型方法，通过花键增加了与可溶性芯模的接触面积，确保可溶性芯模成型稳定可靠；前主轴设计成空心结构，花键上有通气孔，通过花键与主轴的空心孔连接，可以加快砂芯模内部的水分蒸发，确保芯模加热固化后不会发生开裂。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可溶性芯模模具结构，包括前主轴、圆盖板、前模体、后模体、花键、后主轴，所述前模体和后模体可拆卸地连接，形成具有空腔的壳体结构；

所述圆盖板活动扣合于前盖板的端部开口内，所述前主轴套装于前盖板的中心处，前主轴位于壳体内的一端活动插接有后主轴，所述后主轴的圆周面上设置有与后模体的端部开口处贴合连接的定位凸缘；

所述花键固定套接于前主轴的中部。

进一步的，所述前主轴为空心圆柱结构，所述后主轴的端面中心处设置有插接柱，插接柱活动插接于前主轴的中心孔内。

进一步的，所述花键通过位于圆周面内的螺钉与前主轴固定连接。

进一步的，所述花键的每个键齿上均开设有至少两个沿径向分布的通气孔，通气孔与前主轴的中心孔连通。

还提供了一种用于制作所述的可溶性芯模模具结构的成型方法，主要包括以下步骤：

(a)粘接溶液配制：将聚乙烯醇和热水按照重量比1.5：7的比例量取，将聚乙烯醇投入热水中，并不断搅拌至溶液呈现溶胶状；

(b)配制砂料：将石英砂和聚乙烯醇溶胶按照重量比100：8的比例量取，并充分搅拌混合；

(c)模具中装填砂料：将芯模模具的各组件按照既定结构完成装配，在芯模模具中装填砂料的具体步骤为：先将圆盖板取下，将砂料装入前模体和后模体组合形成的芯模模具空腔内，将砂料逐层进行压实，再将圆盖板放置在前模体上，对芯模进行圆周方向上的固定；

(d)芯模分段固化成型：砂料装填完成后将芯模竖直放置，使前主轴竖直朝上；

缓慢取出圆盖板和前模体，确保上半部分砂料不会开裂塌陷，将芯模整体放入固化炉进行固化；

上半部分固化完成后将芯模倒置，使后主轴竖直朝上，并缓慢取出后模体，再进行加热固化，直至水分完全蒸发。