一種外徑可變的剛性圓柱形模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種外徑可變的剛性圓柱形模具，適用于碳纖維立體管狀織物與樹脂等復(fù)合成管狀復(fù)合材料的工藝中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前有很多可變直徑模具方案，絕大多數(shù)都是彈性變化，比如通過氣囊的充氣和放氣、通過材料受熱膨脹等。此類變直徑方案，一是無法保證材料復(fù)合之后內(nèi)徑尺寸的準(zhǔn)確性，二是氣囊的壓力如果不足不能使纖維得到充分伸展，降低沿纖維軸向拉伸強(qiáng)度的充分發(fā)揮。
[0003]目前，將碳纖維立體管狀織物復(fù)合成復(fù)合材料的工藝過程中存在兩大問題。問題一，如果使用傳統(tǒng)的定直徑剛性模具，雖然能保證成型的碳纖維復(fù)合管材的內(nèi)徑尺寸，但在復(fù)合之前，碳纖維立體管狀織物需要先套到模具上，因?yàn)樘祭w維織物的內(nèi)徑和模具的外徑幾乎相同，在碳纖維管狀織物套到模具的過程中，很難保證織物內(nèi)側(cè)纖維不會(huì)被損壞。而且，在套裝的過程中，還會(huì)導(dǎo)致織物和纖維出現(xiàn)褶皺和凸起的地方，影響纖維的伸直程度。并且在最后脫模過程中，采用定直徑模具很容易造成碳纖維復(fù)合管材在端口處損壞，良品率底。問題二，由于采用三維圓織法織出的碳纖維管狀織物的直徑會(huì)存在誤差，在碳纖維管材復(fù)合過程中，我們必須保證在織物內(nèi)壁受到足夠的支撐力，使纖維織物瑋向和經(jīng)向都完全張開，因此，定直徑模具同樣不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種外徑可變的剛性圓柱形模具以解決上述兩大問題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種外徑可變的剛性圓柱形模具，其特征在于，包括由A組楔形塊和B組楔形塊構(gòu)成的模具側(cè)壁，所述的A組楔形塊和B組楔形塊的內(nèi)側(cè)設(shè)有軸套，所述的軸套內(nèi)設(shè)有芯軸，所述的A組楔形塊和B組楔形塊分別與芯軸和軸套連接，所述的軸套可沿芯軸的軸向運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)B組楔形塊與A組楔形塊之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而改變所述的模具側(cè)壁的外徑。
[0006]優(yōu)選地，當(dāng)A組楔形塊和B組楔形塊的端面齊平時(shí)，所述的模具側(cè)壁的外周的橫截面為圓形，當(dāng)軸套沿芯軸的軸向運(yùn)動(dòng)到軸肩位置時(shí)，所述的模具側(cè)壁的外周的橫截面為由一段一段的弧邊組成的近似的圓形。
[0007]優(yōu)選地，所述的軸套的一側(cè)設(shè)有法蘭螺母，所述的法蘭螺母可與芯軸固定連接。
[0008]優(yōu)選地，所述的A組楔形塊通過螺釘以及設(shè)于螺釘外側(cè)的彈簧與芯軸連接，所述的B組楔形塊通過螺釘以及設(shè)于螺釘外側(cè)的彈簧與軸套連接。
[0009]優(yōu)選地，所述的A組楔形塊包括至少一個(gè)第一楔形塊，所述的B組楔形塊包括至少一個(gè)第二楔形塊，第一楔形塊和第二楔形塊的側(cè)面皆為斜面。
[0010]更優(yōu)選地，所述的第一楔形塊和第二楔形塊間隔設(shè)置，二者緊密配合。
[0011]更優(yōu)選地，所述的第一楔形塊的一側(cè)設(shè)有矩形槽，另一側(cè)設(shè)有矩形凸臺(tái)，所述的第二楔形塊的一側(cè)設(shè)有矩形槽，另一側(cè)設(shè)有矩形凸臺(tái)，所述的第一楔形塊的矩形凸臺(tái)設(shè)于與之相鄰的第二楔形塊的矩形槽中，所述的第二楔形塊的矩形凸臺(tái)設(shè)于與之相鄰的第一楔形塊的矩形槽中。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013]1、本發(fā)明機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)直徑在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，楔形塊可以根據(jù)使用要求改變側(cè)面斜度設(shè)計(jì)，從而加工出有效外徑變化范圍不同的模具。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，碳纖維立體織物套到模具上后，模具不是固定不動(dòng)的，不同的流程需要在不同地方完成，本發(fā)明設(shè)計(jì)的剛性模具方便工人和機(jī)械的搬運(yùn)。
[0014]2、本發(fā)明的外徑可變的剛性圓柱形模具，相鄰的兩片楔形塊緊密的配合在一起，模具外表面有一定的氣密性，在復(fù)合過程中，軟化的樹脂在外力作用下有流動(dòng)傾向，模具外壁如果有較大的縫隙的話，雖說復(fù)合過程，模具上會(huì)套上塑料薄膜，但樹脂或其他有流動(dòng)性的原料還會(huì)連同薄膜在縫隙處凹陷進(jìn)去，導(dǎo)致復(fù)合后把模具抽出非常困難，并且是管材內(nèi)壁不美觀，本發(fā)明能有效的避免這個(gè)問題。
[0015]3、本發(fā)明的外徑可變的剛性圓柱形模具的外表面由圓弧組成有一定的圓度，當(dāng)碳纖維立體管狀織物套到模具的過程中，模具不會(huì)把織物的內(nèi)表面刮傷。
[0016]4、本發(fā)明的外徑可變的剛性圓柱形模具是剛性的，在外力作用下，能有效保證有效外徑不改變。碳纖維管材復(fù)合過程中，有一個(gè)固化過程，在這個(gè)固化過程中，樹脂等其他原料會(huì)有一定的收縮，產(chǎn)生一種勒緊模具的力，在這種力的作用下，本發(fā)明中的模具有效外徑不會(huì)減小。
[0017]5、本發(fā)明的外徑可變的剛性圓柱形模具，直徑變化數(shù)值連續(xù)。碳纖維立體管狀織物通過三維圓織法成型，內(nèi)徑存在的誤差是隨機(jī)的，內(nèi)徑尺寸在標(biāo)準(zhǔn)值上下隨機(jī)波動(dòng)，為了使碳纖維立體管狀織物的瑋向完全張開，模具的直徑的變化必須是連續(xù)的，本發(fā)明中的剛性模具能滿足規(guī)定范圍內(nèi)的有效外徑的任何值變化。
[0018]6、本發(fā)明專利可用于使用立體管狀織物直接復(fù)合成樹脂基復(fù)合材料的工藝中，模具主要由兩組楔形塊，一根芯軸和一個(gè)軸套構(gòu)成?？梢酝ㄟ^推動(dòng)軸套在芯軸上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)兩組楔形塊沿軸向運(yùn)動(dòng)，從而改變模具的有效外徑。在使用過程中可以通過改變模具的有效外徑，使立體管狀織物的圓周方向完全伸展。
【附圖說明】
:
[0019]圖1為一種外徑可變的剛性圓柱形模具直徑最小時(shí)的側(cè)視圖
[0020]圖2為一種外徑可變的剛性圓柱形模具的示意圖
[0021]圖3為一種外徑可變的剛性圓柱形模具直徑最大時(shí)的側(cè)視圖
[0022]圖4為一種外徑可變的剛性圓柱形模具剖面圖
[0023]圖5為一種外徑可變的剛性圓柱形模具楔形塊三個(gè)不同位置剖面圖
[0024]圖6為一種外徑可變的剛性圓柱形模具楔形塊的設(shè)計(jì)草圖
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0026]實(shí)施例
[0027]如圖2所示，一種外徑可變的剛性圓柱形模具，包括由A組楔形塊I和B組楔形塊2構(gòu)成的模具側(cè)壁，所述的A組楔形塊I和B組楔形塊2的內(nèi)側(cè)設(shè)有軸套3，所述的軸套3內(nèi)設(shè)有芯軸5，所述的A組楔形塊I和B組楔形塊2分別與芯軸5和軸套3連接，所述的軸套3可沿芯軸5的軸向運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)B組楔形塊2與A組楔形塊I之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)而改變所述的模具側(cè)壁的外徑。所述的軸套3的一側(cè)設(shè)有法蘭螺母4，所述的法蘭螺母4可與芯軸5固定連接。
[0028]如圖1所示，所述的A組楔形塊I包括3