[发明专利]一种碳碳支撑环制备模具及制备方法

权利要求书

1.一种碳碳支撑环制备模具，其特征在于，包括：

上凸模（1），其下端设有环形的上模压头（11）；

凹模（2），可拆卸设置于模座（21）上，其至少由两块模块（22）拼装而成，模块（22）上设有凹腔（23），各模块（22）拼装后其上的凹腔（23）围合形成与上模压头（11）外围配合的且上下相通的环形凹模腔；

环形模芯（3），同轴贯穿上模压头（11）、环形凹模腔设置，其包括：芯座（31）、至少两块沿环形径向移动设置于芯座（31）上的弧形芯模板（32）、以及沿环形轴线移动设置的芯模头（33），各块所述弧形芯模板（32）拼装后，其外围形成环状，所述弧形芯模板（32）与芯模头（33）之间通过径向缩放机构与芯模头（33）连接；

下凸模（4），其上端设有环形且与环形凹模腔配合的下模压头（41），所述的环形模芯（3）同轴贯穿下模压头（41）设置。

2.根据权利要求1所述的碳碳支撑环制备模具，其特征在于，所述径向缩放机构包括：设置于弧形芯模板（32）上的倒锥形凹腔（34）、以及同轴设置于芯模头（33）上的倒锥形模头（35），所述倒锥形模头（35）下移时，与倒锥形凹腔（34）配合使得弧形芯模板（32）沿径向向外运动。

3.根据权利要求2所述的碳碳支撑环制备模具，其特征在于，所述倒锥形凹腔（34）上设有开口朝环形轴心的截面为C形的限位槽（36），所述倒锥形模头（35）外围上设有与限位槽（36）相配合的限位条（37）。

4.根据权利要求1所述的碳碳支撑环制备模具，其特征在于，所述芯座（31）上沿环形径向开设滑槽（38），所述弧形芯模板（32）底部设有与滑槽（38）配合的滑块（39）。

5.根据权利要求1所述的碳碳支撑环制备模具，其特征在于，所述上凸模（1）绕环形轴线转动设置于上模座（12）上，所述上模座（12）上设有用以控制上凸模（1）转动的旋转复位机构；所述下凸模（4）绕环形轴线转动设置于下模座（42）上，所述下模座（42）上设有用以控制下凸模（4）转动的旋转复位机构；当上凸模（1）、下凸模（4）向凹模（2）挤压时，分别通过旋转复位机构驱动绕环形轴线转动，且转动方向相反。

6.根据权利要求5所述的碳碳支撑环制备模具，其特征在于，所述旋转复位机构包括：相对设置的第一斜面（51）、第二斜面（52）；所述凹模（2）上、下端面均设有第一斜面（51），且斜面的朝向相反；相应地，所述上凸模（1）的下端面设有第二斜面（52），其与凹模（2）上端面上的第一斜面（51）相配合；所述下凸模（4）的上端面同样设有第二斜面（52），其与凹模（2）下端面上的第一斜面（51）相配合。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的碳碳支撑环制备模具的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

S1、配制碳纤维混合料：将短切碳纤维、不饱和树脂、固化剂、促进剂按照质量比75~130：30：0.8~1.2：0.5~1.5的比例进行混合分散，备用；

S2、合模：首先，将模块（22）拼装后放置于模座（21）上，芯座（31）带动各弧形芯模板（32）上移至环形凹模腔内，相应地，芯模头（33）下移且通过径向缩放机构使弧形芯模板（32）径向外扩；其次，下凸模（4）上移使下模压头（41）移至环形凹模腔中的下预压位；

S3、压制成型：第一阶段，将S1中的碳纤维混合料装填入环形凹模腔中，上凸模（1）下移使上模压头（11）移至环形凹模腔中的上预压位；第二阶段，上凸模（1）继续下移，且下凸模（4）上移，进行同时模压形成碳碳支撑环坯体，并至固化稳定；

S4、出模：首先，芯模头（33）上移，通过径向缩放机构使弧形芯模板（32）径向内缩；其次，上凸模（1）上移、下凸模（4）下移，与凹模（2）分离；最后，将模块（22）从模座（21）上卸下，并将各模块（22）分散开，使得碳碳支撑环坯体取出。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述S3的第二阶段中，上凸模（1）下移的同时绕环形轴线转动，且下凸模（4）上移的同时绕环形轴线转动，二者转动方向相反。