[实用新型]一种框架式筒体缠绕成型模具

说明书

本实用新型公开了一种框架式筒体缠绕成型模具，包括框架式中段，所述框架式中段的两端分别连接有对称设置的封头，所述封头的中心处设置有芯轴，所述框架式中段的外表面连接有中段壳板，所述封头上设有封头壳板。本实用新型缠绕模具采用无中间芯轴结构形式，极大的减轻了自重，并采用两边支撑框进行支撑，增大壳体刚度。模具壳体采用分瓣式结构，易于装配及内部拆卸。同时，在壳体内部采用框架式中段结构，环框及纵筋通过环框内部定位孔进行连接定位、壳板通过螺栓与环框进行连接，极大的提升了壳板自身刚度和缠绕模具的刚度并简化安装过程。本实用新型可以实现大长度、大直径筒体的缠绕成型工艺。

技术领域

本实用新型涉及机械成型技术领域，更具体涉及一种框架式筒体缠绕成型模具。

背景技术

复合材料缠绕筒体作为新型材料及工艺筒体与传统筒体相比具有低重量、高强度的特点，因此逐步取代金属筒体作为航天航空筒体的主要研究及生产方向。复合材料筒体的制作方法是在已有的成型模具上，纤维对其通过一定角度进行缠绕固化而成，因此，筒体缠绕成型模具则成为筒体成功制备的关键因素。

目前大型筒体缠绕成型模具大多采用传统芯轴结构形式，即成型模具中间有一根贯穿前后封头的主轴作为主承力结构，筒体前后壳板及圆柱段壳板通过支撑筋或支撑框等结构形式将壳板与芯轴之间进行连接。贯穿主轴结构形式由于主轴直径较小，且自重大，在模具整体刚度设计中对刚度提升作用有限，因此对产品后续成型质量会产生一定的变形影响。随着超大型筒体的逐步需求，传统芯轴结构模式已不能满足设计要求，设计出一种具有高刚度、低自重、易于装配的超大型筒体缠绕模具势在必行。

基于此，做出本案申请。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种框架式筒体缠绕成型模具，用于大型复合材料缠绕筒体的结构成型，自重轻，刚度强。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种框架式筒体缠绕成型模具，包括框架式中段，所述框架式中段的两端分别连接有对称设置的封头，所述封头的中心处设置有芯轴，所述框架式中段的外表面连接有中段壳板，所述封头上设有封头壳板。

工作原理，使用前，将前后端的芯轴固定在缠绕机或支撑座上，通过定位装置安装封头，将封头壳板通过螺栓安装与前后封头上，将框架式中段与封头连接，在将中段壳板固定。成型模具安装完毕后，在壳板外侧可以用麻绳、石膏、石蜡等易碎、易熔物质将其包裹，用于缠绕筒体成型之后的脱模。将复合材料以相关设计缠绕角、缠绕张力等技术参数通过缠绕机缠绕在该成型模具上，并将其一起高温加压固化。经复合材料筒体固化后，将芯轴抽出，工作人员通过芯轴封头孔处进入筒体内部进行缠绕芯轴其余部件的拆除。本实用新型针对复合材料缠绕筒体结构的整体成型，在减轻缠绕模具自重的条件下有效的增加了模具的刚度，对最终产品的定型提供满足设计要求的模具结构。本实用新型自重低、刚度大、拆装方便快捷，成本低，适用于大批量生产。

进一步，所述框架式中段包括若干内部环框，所述内部环框之间通过若干根纵筋串联。内部环框上设有定位孔，纵筋通过内部环框上的定位孔安装与内部环框上，将内部环框与纵筋组成框架结构。

进一步，所述框架式中段的两端内部设有支撑框，支撑框的安装数量根据实际需要进行确定安装，通过螺栓连接于内部环框的立筋上，增加整体刚度。

进一步，所述支撑框包括支撑外环和支撑内环，所述支撑外环与所述内部环框连接，所述支撑外环和所述支撑内环之间设置有若干支撑杆。

进一步，所述支撑杆沿所述支撑内环的周向呈辐射状均匀分布。

进一步，所述封头还包括安装在所述芯轴上的支撑法兰盘和封头法兰盘，所述框架式中段的两端与所述支撑法兰盘连接，所述封头壳板连接在所述支撑法兰盘和所述封头法兰盘之间。封头壳板为分瓣式结构，通过螺栓与支撑法兰盘连接，封头法兰盘用于定位封头，且作为封头壳板的支撑。