成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具及使用步驟的制作方法

本發明設計一種模具，具體的說是一種成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具以及使用步驟。

背景技術：

隨著航天事業的發展，尤其是航天材料工藝水平的不斷提高，復合材料網格結構得到愈來愈廣泛的應用。單向復合材料交叉制成的網格結構可以充分發揮復合材料的優越性，設計和制造工藝的不斷完善可望盡快降低制造成本，有廣闊的發展前景和巨大的潛能；最為常見的成型網格的模具方法主要是以下三種：一是軟模成型，該方法美國空軍飛力普實驗室（usafphillipslaboratory）處于技術領先地位，并用于生產太陽能極板、整流罩和導彈適配器，但是軟模成型的方法也有其缺點，產品表面光潔度差，筋條尺寸不穩定，產品固化后需要將軟模劈開，成本較高，同時對于筋條的高度/寬度比較大的結構將難以脫模；另一種網格成型方法是采用硬質泡沫塑料開溝槽的模具方案。與軟模法相似，纖維束和樹脂進入泡沫溝槽從而形成網格結構，泡沫可以留在復合材料結構中；起到保溫隔音的作用，也可以通過機械、化學或熱破壞等方法除掉，這種方法的主要缺點在于，網格節點纖維體積含量最高為60%，因而導致筋條非節點部位纖維含量為節點處的50%，纖維體積含量僅為30%；在這種纖維體積含量下，網格結構的性能遠低于鋪層成型復合材料結構；第三種方法是硬模法，如金屬模，其缺點在于纖維體積含量低，筋條高度不能過高，勞動強度大等，但優點也十分明顯，即產品的尺寸穩定性好，精度高。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提供了一種碳纖維增強樹脂基復合材料網格結構件成型模具，該模具可多次重復使用，成型產品的網格加強筋具有較高的尺寸精度和位置精度，產品質量一致性好。

為了達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明是一種成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具，包括主體模、芯模和外模，在主體模兩側分別設置均布的t型槽，芯模通過t型塊與主體模進行裝配，外模設置在芯模的外側，用來限定成型制件的外形，在主體模的兩端分別設置利于成型制件翻邊的端框法蘭，在端框法蘭的外側設置有封頭。

本發明的進一步改進在于：在所述芯模的兩端通過定位環進行定位。

一種成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具的使用步驟，所述使用步驟包括：

（1）清理模具，裝配模具；

（2）然后通過纏繞機在芯模的筋槽上進行加強筋的預浸帶纏繞，并貼著加強筋放上透氣氈打真空袋進行預壓實；如此反復進行上述操作，直至筋條纏繞完畢；

（3）再貼著芯模外表面進行蒙皮預浸料的鋪貼，完畢后將模具移至烘箱進行固化，固化后脫模；

（4）脫模順序為：先拆卸外模，然后拆卸兩端端框法蘭，進行制件的余量加工，加工完將兩端定位環拆卸，將剩下部分移至脫管機脫主體模，最后將芯模從制件內側取出，得到制件。

本發明的有益效果是：該種成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具，適用于成型筋條尺寸較大的網格結構，可以有效解決大尺寸加強筋網格結構不易加壓和脫模困難的問題。本發明模具可多次重復使用，成型產品的網格加強筋具有較高的尺寸精度和位置精度，產品質量一致性好，利于產品的后期裝配。采用的分瓣網格陽模，適用于高性能網格結構產品的成型；其分瓣形式解決了網格結構難于脫模的問題。在網格節點處模具劃窩并進行倒角，增加體積，解決了網格加強筋連續交叉的問題。

附圖說明

圖1是本發明制品的結構示意圖。

圖2是本發明成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具的結構示意圖。

圖3是本發明成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具的分解結構示意圖。

圖4是本發明t形槽和t形塊的結構示意圖。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細描述，該實施例僅用于解釋本發明，并不對本發明的保護范圍構成限定。

如圖1-4所示，本發明是一種成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具，包括主體模3、芯模7和外模4，在所述主體模3兩側分別設置均布的t型槽9，所述芯模7通過可調節t型塊10與主體模3進行裝配，所述外模4設置在所述芯模7的外側，用來限定成型制件1的外形，在所述主體模3的兩端分別設置利于成型制件翻邊的端框法蘭5，在所述端框法蘭5的外側設置有封頭8，通過兩端裝上封頭輔助裝置實現10°纏繞，并起纏繞鋪層過程中壓實的作用，在所述芯模7的兩端通過定位環6進行定位。

該纏繞模具的使用步驟包括：

（1）清理模具，裝配模具；

（2）然后通過纏繞機在芯模7的筋槽上進行加強筋的預浸帶纏繞，并貼著加強筋放上透氣氈打真空袋進行預壓實；如此反復進行上述操作，直至筋條纏繞完畢；

（3）再貼著芯模7外表面進行蒙皮預浸料的鋪貼，完畢后將模具移至烘箱進行固化，固化后脫模；

（4）脫模順序為：先拆卸外模4，然后拆卸兩端端框法蘭5，進行制件的余量加工，加工完將兩端定位環6拆卸，將剩下部分移至脫管機脫主體模3，最后將芯模7從制件1內側取出，得到制件。

實施例一

本發明是一種成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具，如圖2、圖3，包括主體模3、芯模7、定位環6、端框法蘭5、封頭8和外模4，以上所述的主體模3為鋼模，芯模7為鋁模，其余均為鋼模，如圖4所示，芯模7在縱向分為若干瓣，如圖4所示，分瓣芯模7上安裝有t型塊，通過與主體模3上開有的t型槽9進行裝配。

該模具的使用過程如下：先清理模具，裝配模具，然后通過纏繞機進行加強筋的預浸帶纏繞，放上透氣氈等打真空袋進行預壓實；如此反復進行上述操作，直至筋條纏繞完畢；再進行蒙皮預浸料的鋪貼，完畢后將模具移至烘箱進行固化，固化后脫模；脫模順序為：先拆卸外模4，然后拆卸兩端端框法蘭5，進行制件的余量加工，加工完將兩端定位環6拆卸，將剩下部分移至脫管機脫主體模3，最后將芯模7從制件1內側取出，得到制件1。制件1結構如圖1所示。

該類纏繞模具，主體模3和芯模7是分開式結構，可以單獨拆卸，脫模時，主體模3可從中間抽出，再進行芯模7的脫模，大大降低了帶網格加強筋2制件1的脫模難度，外模4為鋼模，可準確控制制件1的外形尺寸，做成的制件1外蒙皮無需后處理。

實施例中模具采用先將外模4、端框法蘭5和定位環6拆卸，再將主體模3抽出，最后將芯模從制件1內腔取出的脫模方式進行脫模，主體模3與芯模7連接的t型槽設有適當間隙；芯模7部分設有脫模角，大大降低了脫模難度，實施例中芯模7通過t型槽和定位環與主體模3固定，可精確定位。實施例制件1的尺寸由模具保證，做出來的制件1尺寸精確而不需要后處理，省時省力。

技術特征：

技術總結
本發明是一種成型內網格加筋圓柱殼結構制件的纏繞模具，包括主體模、芯模和外模，在主體模兩側分別設置均布的T型槽，芯模通過T型塊與主體模進行裝配，外模設置在芯模的外側，用來限定成型制件的外形，在主體模的兩端分別設置利于成型制件翻邊的端框法蘭，在端框法蘭的外側設置有封頭，該模具使用步驟包括：（1）清理、裝配模具；（2）繞加強筋、打真空袋進行預壓實；（3）將模具移至烘箱進行固化，固化后脫模。本發明模具可多次重復使用，成型產品的網格加強筋具有較高的尺寸精度和位置精度，產品質量一致性好，利于產品的后期裝配。

技術研發人員：楊靜文;於永紅;陳明新;林志明
受保護的技術使用者：江蘇恒神股份有限公司
技術研發日：2017.04.10
技術公布日：2017.07.25