一種纖維預制件制作模具的制作方法

文檔序號:19115180發布日期:2019-11-13 00:08
一種纖維預制件制作模具的制作方法

本實用新型涉及一種模具結構,具體涉及一種纖維預制件制作模具。



背景技術:

Al2O3短纖維增強鋁基復合材料是將Al2O3短纖維置于鋁基體材料內復合而成。Al2O3短纖維鋁基增強復合材料在輕質、耐高溫、高壓、高強度和抗負荷特性方面具有優異的性能。

Al2O3短纖維鋁基增強復合材料活塞采用擠壓鑄造工藝制造,組織致密;第一環槽采用鋁基復合材料替代高鎳鑄鐵,活塞重量輕,與鋁合金基體結合強度高。Al2O3短纖維增強鋁基復合材料廣泛應用于活塞、連桿等發動機的關鍵零部件。

從國內采購的Al2O3短纖維是棉絮狀的,纖維長短不一,而且渣球較多,不能直接用于制備復合材料預制件。因此,制作預制件之前必須進行纖維的預處理,即將長度不一、雜亂排列的Al2O3短纖維粉碎到所需要的長度,國內通常采用機械壓碎法,將短纖維裝在模具中加壓,由于纖維較脆,在壓力下被粉碎。這種方法雖簡單,但由于裝模時不可能使雜亂的短纖維均勻分布,實際操作中堆積密度較高的部分在壓力下破損得很厲害,而堆積密度較低的部分受壓力小,纖維破碎就不完全,導致粉碎后纖維長短相差大,難以控制,且粉碎時纖維飛揚,工作條件十分惡劣。

Al2O3短纖維預制件成型質量的好壞是影響復合材料性能的關鍵因素之一。國內、外有些單位通常制作預制件的方法是將壓碎預處理后的纖維放入水中攪拌,加入一定量的粘結劑,混合均勻后,澆入預制件模具中,將水慢慢滲出,等到有一定強度時取出風干,然后再烘烤、加工。這樣制成的預制件制造周期很長,加工量大,制造成本高,并且難以滿足批量生產條件下的需要。

現有的纖維增強復合材料預制件制作模具由于沒有設置過濾裝置,預制件都在壓力作用下,在模具型腔中將水分慢慢滲出,最終凝固成型。采用該模具制作纖維增強預制件,成型過程緩慢,效率極其低下,制造成本高。



技術實現要素:

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而提供一種結構簡單、成型速度快、效率高且制造成本低的纖維預制件制作模具。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種纖維預制件制作模具,其特征在于:包括從上往下設置的上壓板、上模壓頭、外模、內模、下模過濾板和底模,其中外模和內模設置在下模過濾板上,上模壓頭可隨上壓板上下活動地設置在外模和內模之間,上模壓頭的上端與上壓板的底部連接固定,下模過濾板設置在底模上,下模過濾板上對應與成形預制件的底部位置設有濾孔和過濾網,底模的上端對應于下模過濾板的過濾網下方凹設有一空腔,底模的側部開設有與空腔相連通的供濾液排出的抽真空排氣通孔。

作為改進,所述下模過濾板的上端面中部成型有一圓形的定位凸臺,內模的下端面中部成型有對應的圓形的定位凹槽,內模通過定位凹槽與定位凸臺的間隙配合套設在定位凸臺上,二者的配合間隙0.10-0.15mm。

作為改進,所述下模過濾板的上端面外周成型有向上凸起的圓環形凸沿,外模的外徑尺寸與圓環形凸沿的內徑相配合,外模插置定位在下模過濾板上。

再改進,所述上模壓頭為上下開口的圓筒狀結構,上模壓頭套設在外模和內模之間、且與外模形成動態配合,配合間隙0.06-0.12mm。

進一步,所述上模壓頭的上端面環向間隔開設有若干連接孔,上壓板上開設有對應的連接沉孔,上壓板與上模壓頭通過緊定螺釘連接固定,形成模具的上模部分。

進一步,所述上壓板的中心部位開有一圓孔,內模的頂部設有方便取件時取出內模的吊環螺釘。

進一步,所述底模的上端面凹設有供下模過濾板置入定位的圓形槽,空腔為圓形腔,空腔凹設在圓形槽的中部,空腔的直徑與過濾網的內徑相匹配。

進一步,所述濾孔為Φ2~Φ3mm圓形孔,濾孔環向均勻密布在下模過濾板上對應于成形預制件的底部位置,過濾網呈對應的圓環形結構,過濾網設置在下模過濾板上對應于成形預制件的底部位置。

最后,所述抽真空排氣通孔的外端部為與抽真空裝置的接管相連接的內螺紋孔。

與現有技術相比,本實用新型的優點在于:成形預制件底部的下模過濾板上均勻密布有多個濾孔,能夠使纖維預制件的混合液,在抽真空力的作用下將混合液中的水分快速排出,濾絲網的設置能夠過濾Al2O3短纖維和水,使Al2O3短纖維滯留在模具型腔中,在上模壓頭的壓力作用下,快速成形。濾絲網的設置也有利于Al2O3短纖維成形后的預制件的脫模和取出,能夠防止剛成形的預制件開裂。本實用新型該模具結構簡單、效率高且制造成本低,由于帶有真空過濾裝置,可通過抽真空進行快速過濾,極大的提高了纖維預制件的成型速度。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的結構示意圖;

圖2為圖1中下模過濾板的結構示意圖;

圖3為圖2的俯視圖;

圖4為過濾網的結構示意圖;

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1~4所示,一種纖維預制件制作模具,包括從上往下設置的上壓板1、上模壓頭2、外模3、內模4、下模過濾板5和底模6,其中外模3和內模4設置在下模過濾板5上,外模3和內模4之間成型模具型腔,上模壓頭2可隨上壓板1上下活動地設置在外模3和內模4之間,上模壓頭2的上端與上壓板1的底部連接固定,下模過濾板5設置在底模6上。下模過濾板5的上端面中部成型有一圓形的定位凸臺51,內模4的下端面中部成型有對應的圓形的定位凹槽,內模4通過定位凹槽與定位凸臺51的間隙配合套設在定位凸臺51上,二者的配合間隙0.10-0.15mm。下模過濾板5的上端面外周成型有向上凸起的圓環形凸沿52,外模3的外徑尺寸與圓環形凸沿52的內徑相配合,外模3插置定位在下模過濾板5上。上模壓頭2為上下開口的圓筒狀結構,上模壓頭2的上端面環向間隔開設有若干連接孔,上壓板1上開設有對應的連接沉孔12,上壓板1與上模壓頭2通過緊定螺釘連接固定,形成模具的上模部分,上模壓頭2套設在外模3和內模4之間、且與外模3形成動態配合,配合間隙0.06-0.12mm,上壓板1的中心部位開有一圓孔11,內模4的頂部設有吊環螺釘41,吊環螺釘41的設置能方便取件時取出內模4。底模6的上端面凹設有供下模過濾板5置入定位的圓形槽,下模過濾板5上對應與成形預制件的底部位置設有濾孔53和過濾網54,濾孔53為Φ2~Φ3mm的圓形孔,濾孔53環向均勻密布在下模過濾板5上對應于成形預制件的底部位置,過濾網54呈對應的圓環形結構,過濾網54設置在下模過濾板5上對應于成形預制件的底部位置,過濾網54能夠過濾Al2O3短纖維和水,使Al2O3短纖維滯留在模具型腔中,在上模壓頭2的壓力作用下,快速成形,過濾網54的設置也有利于Al2O3短纖維成形后的預制件的脫模和取出,能夠防止剛成形的預制件開裂;底模6的上端對應于下模過濾板5的過濾網54下方凹設有一空腔61,空腔61為圓形腔,空腔61凹設在圓形槽的中部,空腔61的直徑與過濾網54的內徑相匹配,底模6的側部開設有與空腔61相連通的抽真空排氣通孔62,抽真空排氣通孔62的外端部為與抽真空裝置的接管相連接的內螺紋孔,能夠使纖維預制件的混合液,在抽真空力的作用下快速排出。

工作時,將壓碎預處理后的Al2O3短纖維放入水中攪拌,加入一定量的粘結劑,混合均勻后,澆入模具的型腔中,水通過下模過濾板5的過濾網54以抽真空方式從底模6的抽真空排氣通孔62流出模具外,Al2O3短纖維滯留在模具型腔中,在上模壓頭2的壓力作用下,快速成形。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本實用新型技術原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。

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