一种T形梁复合材料热压罐用成型模具

摘要

本发明公开了一种T形梁复合材料热压罐用成型模具，包括底座、下模和上模；所述底座上开设有一个截面呈梯形的梯形凹槽，所述下模的截面呈梯形且由分体的左下模和右下模通过第一定位机构定位连接而成，左下模的左侧壁和右下模的右侧壁分别形成下模梯形截面的两个侧壁，上模与下模以上下叠置的方式置于底座的梯形凹槽内，且左下模的左侧壁、右下模的右侧壁分别与梯形凹槽的两个侧壁滑动配合，在上模、左下模和右下模三者的接触面之间设有一个用于铺叠容纳复合材料的截面呈T形的T形空腔。本发明成型模具封装后置于热压灌中，复合材料各部位受力均匀，在成型过程中能被均匀地压紧压实，成型件质量优良，T型梁外形轮廓精确，模具和零件拆卸方便。

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料热压罐用成型模具，特别是涉及一种T形梁复合材料热压罐用成型模具，属于模具制造技术领域。

背景技术

复合材料T形梁，例如采用碳纤维或玻璃纤维等复合材料经多层铺叠、胶水固化后制得的T形梁比金属或无机材料T型梁具有更高的比强度，因此复合材料T型梁越来越广泛应用于工程和航空航天领域。在工程领域中T型梁可以用于加固工程，例如增强T型桥梁的承载能力，补强加固钢筋混凝土构建。在航空航天领域中T型梁可以作为机身或其他骨架零件，是很重要的组成部分，直接影响着飞机的外形准确度和结构承载能力，在飞机的整体框架中起着重要作用。

复合材料T型梁通常通过成型模具采用分步成型、胶水粘结制备而成，但是，常规成型模具一方面无法解决复合材料在成型过程中均匀压紧压实的问题，另一方面成型后的T型梁质量和精度均不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使复合材料在成型过程中能被均匀地压紧压实，成型后的T型梁外形轮廓精确、质量优良的T形梁复合材料热压罐用成型模具。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种T形梁复合材料热压罐用成型模具，该模具包括底座、下模和上模；所述底座上开设有一个截面呈梯形的梯形凹槽，所述下模的截面呈梯形且由分体的左下模和右下模通过第一定位机构定位连接而成，所述左下模的左侧壁和右下模的右侧壁分别形成下模梯形截面的两个侧壁，所述上模与下模以上下叠置的方式置于所述底座的梯形凹槽内，且左下模的左侧壁、右下模的右侧壁分别与所述梯形凹槽的两个侧壁滑动配合，在所述上模、左下模和右下模三者的接触面之间设有一个用于铺叠容纳复合材料的截面呈T形的T形空腔。

作为本发明的一种优选实施方式，在所述左下模的顶面上设有一个深度为h₁的第一直角台阶面，在左下模的右侧壁上设有一个深度为h₂的第二直角台阶面，所述第一直角台阶面与第二直角台阶面在交汇处形成第一圆角，在所述右下模的顶面上设有一个深度为h₃的第三直角台阶面，所述第三直角台阶面与右下模的左侧壁在交汇处形成第二圆角，所述第一直角台阶面的深度h₁与第三直角台阶面的深度h₃相同，所述第一圆角与第二圆角的半径相同；所述上模呈平板状，所述T形空腔由上模、左下模的第一和第二直角台阶面以及右下模的第三直角台阶面围成。

在本发明中，在所述左下模上设有两个第一定位销，在右下模上设有两个大小、形状与所述第一定位销相适配的第一定位孔，所述第一定位机构由第一定位销和第一定位孔构成，所述左下模和右下模通过第一定位销插入第一定位孔内定位连接形成一整体下模。

在本发明中，在所述上模上设有两个第二定位销，在左下模上设有两个大小、形状与所述第二定位销相适配的第二定位孔，所述上模的第二定位销插入左下模的第二定位孔内，从而将两者以上下叠置的方式定位组合在一起。

在本发明中，在所述底座的梯形凹槽的左侧壁上设有一个第三定位销，在左下模的左侧壁上设有一个竖直的导向槽，所述第三定位销嵌装在所述导向槽内且两者滑动配合。

在本发明中，所述底座的梯形凹槽优选为等腰梯形凹槽，且梯形凹槽的底部宽度W₁小于下模的底部宽度W₂。

采用这样的结构后，本发明具有以下有益效果：

本发明成型模具整体封装后置于热压灌中，铺叠在模具T形空腔内的复合材料各部位受力均匀，在成型过程中能被均匀地压紧压实，成型件质量优良，T型梁外形轮廓精确，模具和零件拆卸方便，无损坏T形梁问题，解决了复合材料在成型过程中无法均匀压紧压实、精度低的问题。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

图1为本发明T形梁复合材料热压罐用成型模具的一种主视示意图。

图2为本发明T形梁复合材料热压罐用成型模具的侧视示意图。

图3为本发明T形梁复合材料热压罐用成型模具的一种爆炸示意图。

图4为本发明中底座的一种结构示意图。

图5为本发明中底座的主视示意图。

图6为本发明中下模的一种主视示意图。

图7为本发明中左下模的一种结构示意图。

图8为本发明中左下模的侧视示意图。

图9为本发明中左下模的俯视示意图。

图10为本发明中右下模的一种结构示意图。

图11为本发明中右下模的侧视示意图。

图12为本发明中上模的一种结构示意图。

图13为本发明中上模的俯视示意图。

具体实施方式

参见图1至图13所示的一种T形梁复合材料热压罐用成型模具，该模具包括底座1、下模2和上模3；所述底座1上开设有一个截面呈梯形的梯形凹槽1－1，所述下模2的截面呈梯形且由分体的左下模2a和右下模2b通过第一定位机构定位连接而成，所述左下模2a的左侧壁2a－1和右下模2b的右侧壁2b－1分别形成下模2梯形截面的两个侧壁，所述上模3与下模2以上下叠置的方式置于所述底座1的梯形凹槽1－1内，且左下模2a的左侧壁2a－1、右下模2b的右侧壁2b－1分别与所述梯形凹槽1－1的两个侧壁1－1a滑动配合，在所述上模3、左下模2a和右下模2b三者的接触面之间设有一个用于铺叠容纳复合材料的截面呈T形的T形空腔4。在本发明中，所述梯形凹槽1－1的侧壁1－1a的斜度为θ，θ角度优选为3～15°。

作为本发明的一种优选实施方式，如图6～11，在所述左下模2a的顶面上设有一个深度为h₁的第一直角台阶面5，在左下模2a的右侧壁上设有一个深度为h₂的第二直角台阶面6，所述第一直角台阶面5与第二直角台阶面6在交汇处形成第一圆角R₁，在所述右下模2b的顶面上设有一个深度为h₃的第三直角台阶面7，所述第三直角台阶面7与右下模2b的左侧壁在交汇处形成第二圆角R₂，所述第一直角台阶面5的深度h₁与第三直角台阶面7的深度h₃相同，所述第一圆角R₁与第二圆角R₂的半径相同；所述上模3呈平板状，所述T形空腔4由上模3、左下模2a的第一和第二直角台阶面5，6以及右下模2b的第三直角台阶面7围成。

在本发明中，在所述左下模2a上设有两个第一定位销8，如图3所示，第一定位销8设置在左下模2a右侧壁的下部，在右下模2b上设有两个大小、形状与所述第一定位销8相适配的第一定位孔9，所述第一定位机构由第一定位销8和第一定位孔9构成，所述左下模2a和右下模2b通过第一定位销8插入第一定位孔9内定位连接形成一整体下模2。

在本发明中，如图3所示，在所述上模3上设有两个第二定位销10，在左下模2a的顶面上设有两个大小、形状与所述第二定位销10相适配的第二定位孔11，所述上模3的第二定位销10插入左下模2a的第二定位孔11内，从而将上模3与下模2以上下叠置的方式定位组合在一起。

在本发明中，如图3所示，在所述底座1的梯形凹槽1－1的左侧壁1－1a上设有一个第三定位销12，在左下模2a的左侧壁2a－1上设有一个竖直的导向槽13，所述第三定位销12嵌装在所述导向槽13内且两者滑动配合。采用这样的结构后，在工作时，能使下模2沿着竖直方向上下滑动。

在本发明中，所述底座1的梯形凹槽1－1优选为等腰梯形凹槽，且梯形凹槽1－1的底部宽度W₁小于下模2的底部宽度W₂，如图1、5、6所示。另外，在底座1的梯形凹槽1－1底面上还开设有至少一条溢胶凹槽16，以便复合材料在热压成型固化时存储预浸料中多余的胶液。

在本发明中，如图1、2、3所示，在底座1的顶面上还安装有两个吊环14，在左下模2a、右下模2b的前后侧面上均安装有一个把手15。采用这样的结构后，能更便于模具的装卸及T形梁成型件的取出。

本发明在工作时，可分别在左下模2a的第一、第二直角台阶面5，6以及右下模2b的第三直角台阶面7即T形空腔4内铺叠规定层数例如1～10层预浸胶水的复合材料，然后将左下模2a和右下模2b通过第一定位销8插入第一定位孔9内定位连接形成一整体下模2，将整体下模2装入底座1的梯形凹槽1－1内，同时，梯形凹槽1－1的左侧壁1－1a上的第三定位销12进入左下模2a的左侧壁2a－1上的导向槽13中，上模3通过第二定位销10插入第二定位孔11中与下模2定位合模，整体封装后进入热压罐内经热压固化，即可制得T形梁成型件。在热压罐内热压固化过程中，通过梯形斜面使T形梁各部分加压顺畅，各部位受力均匀，在成型过程中复合材料能被均匀地压紧压实，成型件质量优良，T型梁外形轮廓精确。