复合材料柱/泡沫塑料夹芯结构加工设备及模具的研究

摘要

复合材料夹芯结构作为一种高效的结构材料，已经广泛应用于国民经济的诸多领域中。复合材料柱/泡沫塑料夹芯结构是一种新型的夹芯结构，它的特点之一是芯材由复合材料柱与泡沫塑料复合而成；另一个特点就是复合芯材和面板是由同一工艺一体成型。
　　基于这种新型夹芯结构的特点，本课题为其设计出了纤维植入设备用以完成芯材毛坯的加工；为夹芯结构的最终成型设计出成型模具。
　　根据夹芯结构的芯材毛坯的结构特点，结合设计要求与设计参数，对纤维植入设备进行了设计。选择、设计了可编程控制器作为设备的控制系统，实现对传动机构、执行机构各项参数的自动化控制；比较并选择了适当型号的气缸及滚珠丝杠，实现了对执行末端件（探头）定位与行程的精确控制；对探头顶端进行了特殊的设计，实现了其带动纤维植入到工作对象的任务；对气缸、滚珠丝杠及探头的连接、支承机构及工作平台进行了设计，实现设备的组装。
　　根据夹芯结构尺寸参数及技术要求，完成了对成型模具的设计。设计了上、中、下三模组合式结构，其尺寸参数与制品一致；为保证模具的密闭性，在各模间配合处设计有密封槽；在上模部分设计了注胶口，用以注入树脂；为了抽真空排除模腔内气泡，在下模部分设计有真空泵接口，最后通过沉头螺钉的连接，完成了对模具的组装。
　　最后结合夹芯结构的制备过程对纤维植入设备的工艺流程进行了阐述，对成型模具工作步骤的进行了说明，验证了设计的合理性与可行性。