專利名稱：一種纖維增強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)成型模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料成型模具，特別是一種適于纖維增強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)的成型 模具。
技術(shù)背景聚氨酯篩網(wǎng)因其優(yōu)異的耐磨、耐疲勞、耐腐蝕等性能，在制藥、釆礦、冶金、石油化工 和水處理等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。聚氨酯篩網(wǎng)根據(jù)其篩孔尺寸，可分為粗篩網(wǎng)(大孔)和精 細(xì)篩網(wǎng)(小孔)。大孔篩網(wǎng)主要用于礦物或介質(zhì)的粗選，精細(xì)篩網(wǎng)主要用于礦物或介質(zhì)的精選， 尤其是稀有金屬或介質(zhì)的精選。開孔率是篩網(wǎng)一項非常重要的指標(biāo)，其大小直接影響篩選效 率和篩選成本。篩網(wǎng)的開孔率一般隨篩孔尺寸的減小呈指數(shù)減小，因此精細(xì)篩網(wǎng)的開孔率一 般較低。專利CN 1923498A公丌了一種聚氨酯篩網(wǎng)的成型工藝，先離心成型聚氨酯片材，然后激 光打孔制成篩網(wǎng)。雖然該方法制成的篩網(wǎng)尺寸大，使用時不用拼裝，但是其篩網(wǎng)相鄰孔間距 較大，為0.6mm，孔寬為0.1 2mm，開孔率僅為22%，且不能設(shè)置增強(qiáng)骨架。為解決上述問題，我們在已申請的發(fā)明專利CN101143360中公開了一種纖維增強(qiáng)聚氨 酯精細(xì)篩網(wǎng)及其成型方法，其開孔率等于或大于32%。其中增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、芳綸纖維、 尼龍纖維或聚酯纖維，纖維直徑約0.1mm 0.4mm;其長方形篩孔的孔長1 mm 5mm、孔寬 0.1mm 0.5mm;孔間分隔條的寬度0.1mm 0.5mm、高度0.3 1.0mm;孔間分隔條橫截面呈倒 梯形，篩孔不易被物料阻塞，透篩性好，篩分效率高。長方形篩孔兩側(cè)設(shè)訃有粗分隔條，在 粗分隔條的底部鋪設(shè)計有增強(qiáng)纖維，既提高了篩網(wǎng)的力學(xué)強(qiáng)度，又克服了鋼質(zhì)骨架增強(qiáng)聚氨 酯篩網(wǎng)厚度大、質(zhì)量大、柔性差的缺點。目前，聚氨酯篩網(wǎng)的成型多釆用敞模澆注法，所使用的成型模具為敞口模具。雖然該種 模具具有加工容易、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，但該模具只適合于成型大孔篩網(wǎng)，不適用于成型篩孔 小、開孔率卨的聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)。為制備出聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)，我們在申請的發(fā)明專利 CN101143360中提出了一種適于種纖維增強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)及其成型方法——真空輔助、 多澆口、低粘度聚氨酯體系傳遞模塑法，但沒有公開其成型模具。在成型聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)時， 必須使用專用精細(xì)篩網(wǎng)成型模具。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性及其加工精度對篩網(wǎng)的成型過程和 最終篩網(wǎng)的質(zhì)量具有非常重要的影響。因此，精細(xì)篩網(wǎng)成型模具設(shè)計是制備聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng) 的最關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，國內(nèi)外尚無纖維增強(qiáng)精細(xì)篩網(wǎng)成型模具方面的詳細(xì)文獻(xiàn)公丌。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種適于纖維增強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)的成型模具，解決高開孔率纖維增 強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)成型技術(shù)問題。本發(fā)明提供的纖維增強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)成型模具主要由上模板和下模板兩部分組成。其 中，上模板為一矩形蓋板，在其四角處設(shè)計有四個定位孔，用于同下模板配合定位。在上模 板反面的屮央設(shè)計有等腰直角三角形橫截面的加強(qiáng)筋槽，在加強(qiáng)筋槽的兩側(cè)平行對稱位置分 別設(shè)計有矩形橫截面的纖維壓塊槽，設(shè)計此槽的目的是為了避開下模板上突起的纖維壓塊， 使上模板與下模板緊密閉合。沿三角形橫截面加強(qiáng)筋槽上均勻設(shè)計有一個或更多(奇數(shù))個 澆口，當(dāng)成型聚氨酯篩網(wǎng)時，物料通過澆口注入閉合的模具中。下模板主要由模芯、模架、纖維鋪設(shè)塊和纖維壓塊組成。其中，模架上設(shè)計有模塊胥槽、 纖維鋪設(shè)塊置槽、溫控管路、定位柱、模塊固定孔和纖維鋪設(shè)塊固定孔。模塊置槽用丁放置 模芯，模芯由1 2000個模塊按一定順序拼接而成。模塊上表面設(shè)計有孔間分割條流道、細(xì) 分隔條流道和粗分割條流道。其截面形狀分別與申請的發(fā)明專利CN101143360所述篩網(wǎng)的孔 間分割條、細(xì)分隔條和粗分割條的截面相同。模塊的一側(cè)設(shè)計有缺口，在裝配時相鄰兩個模 塊的缺口相對拼接，形成加強(qiáng)筋流道。該加強(qiáng)筋流道對應(yīng)于篩網(wǎng)加強(qiáng)筋的下半部分。模塊底 部設(shè)計有螺孔，通過螺栓使模塊固定在模架上。纖維鋪設(shè)塊置槽用于放置纖維鋪設(shè)塊，在纖維鋪設(shè)塊置槽底部設(shè)計有纖維鋪設(shè)塊固定孔， 可通過螺栓將纖維鋪設(shè)塊固定在纖維鋪設(shè)塊置槽內(nèi)。纖維鋪設(shè)塊上設(shè)計有凸臺，在凸臺上設(shè) 計有40~200個"倒梯形"橫截面的纖維鋪設(shè)槽，相鄰纖維鋪設(shè)槽的間距與相鄰粗分割條流道 的間距相等，并且與相對應(yīng)的粗分割條流道位于同一直線上。設(shè)計纖維鋪設(shè)槽的目的是將鋪 設(shè)在粗分割條流道底部的增強(qiáng)纖維從模具內(nèi)部引出，然后通過纖維壓塊將增強(qiáng)纖維固定，使 其在篩網(wǎng)成型的整個過程中始終處于伸直狀態(tài)。纖維壓塊上設(shè)計有4個或多個沉孔，口j'通螺 栓將纖維壓塊固定在纖維鋪設(shè)塊上，實現(xiàn)對增強(qiáng)纖維的固定。溫控管路設(shè)計在模架的底部，該管路數(shù)量為3個以上的奇數(shù)個，并貫通模架，相互連通。 將溫控管路與模具溫度控制儀表連接，可實現(xiàn)對模具的加熱或冷卻，起到控制模具溫度的作 用。定位柱與上模板上的定位孔相對應(yīng)，在閉合模具時起定位上模板的作用。
圖1篩網(wǎng)成型模具結(jié)構(gòu)示意圖 圖2篩網(wǎng)成型模具A—A向視圖 圖3a上模板內(nèi)側(cè)JH視3b上模板A-A向視4下模板結(jié)構(gòu)示意5模塊結(jié)構(gòu)示意6圖5中A矩形區(qū)域放大7模架結(jié)構(gòu)示意8模架A-A向視9模塊與模架裝配示意10纖維鋪設(shè)塊結(jié)構(gòu)示意圖 圖11纖維鋪設(shè)塊局部正視圖 圖12纖維壓塊結(jié)構(gòu)示意圖上述圖中l(wèi)上模板、2下模板、3上模板正面、4上模板反面、5定位孔、6加強(qiáng)筋槽、 7纖維壓塊槽、8澆口、 9模芯、IO模架、ll纖維鋪設(shè)塊、12纖維壓塊、13模塊、14缺口、 15孔間分割條流道、16細(xì)分隔條流道、17粗分割條流道、18模塊置槽、19纖維鋪設(shè)塊置槽、 20溫控管路、21定位柱、22模塊固定螺孔、23纖維鋪設(shè)塊固定螺孔、24加強(qiáng)筋流道、25凸 臺、26纖維鋪設(shè)槽具體實施例以下通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行描述，且只適用于對本發(fā)明的進(jìn)一歩說明，不能理解為對 本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明作一些非 本質(zhì)的改正和調(diào)整。聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)成型模具主要由上模板1和下模板2組成(見圖1)。篩網(wǎng)成型模具A— A向視圖見圖2。其中，上模板l為一長方體蓋板(見圖3a)，開有多個定位孔5;上模板l 的正面3設(shè)計有澆口8;上模板1的反面4設(shè)計有等腰直角三角形橫截面加強(qiáng)筋槽6，并于澆 口 8連通；在加強(qiáng)筋槽6的兩側(cè)平行對稱位置設(shè)計有矩形橫截面的纖維壓塊槽7 (見圖3b)， 以避開下模板上方突起的纖維壓塊12 (見圖2)干涉，使上模板1和下模板2緊密閉合。與 加強(qiáng)筋槽6連通的澆口 8均勻分布且為奇數(shù)，最少大于或等于3。當(dāng)成型聚氨酯篩網(wǎng)時，物 料通過澆口 8注入閉合的模具中。下模板2主要由模芯9、模架IO、纖維鋪設(shè)塊11和纖維壓塊12組成(見圖4)。模芯9 由1~2000個模塊13按"積木式"組合而成。模塊13的結(jié)構(gòu)如圖5所示，在其上表面設(shè)計有 孔間分割條流道15、細(xì)分隔條流道16和粗分割條流道17 (見圖6)。其橫截面形狀分別與發(fā) 明專利CN101143360所述篩網(wǎng)的孔間分割條、細(xì)分割條和粗分割條橫截面相同?？组g分割流道15的頂部寬度為0.1mm 0.5mm、高度為0.3mm lmm，相鄰孔間分割條流道間距為 0.1mm 0.5mm;細(xì)分隔條流道16的頂部寬度為0.4mm 1.0mm，高度為lmm 2mm，相鄰細(xì) 分隔條流道間距為lmm 5mm;粗分割條流道17的寬度為0.8 mm 2.0mm，高度為 lmm 2.5mm，相鄰粗分割條流道間距為5mm 10mm。所有流道橫截面的梯形底角均為80~88 ° 。模塊13的一側(cè)設(shè)計有缺口 14，在裝配時相鄰兩塊模塊13的缺口 14對應(yīng)拼接，形成加 強(qiáng)筋流道24 (見圖9)，對應(yīng)于篩網(wǎng)的加強(qiáng)筋。模架10上設(shè)計有模塊置槽18、纖維鋪設(shè)塊置槽19、溫控管路20、定位柱21、模塊固定 螺孔22和纖維鋪設(shè)塊固定螺孔23 (見圖7和圖8)。模塊置槽18用于放置模塊13，模塊13底部設(shè)計有螺孔，模塊13與模架10的裝配方式 如圖9所示，是通過模塊固定螺孔22和螺栓27固定在模架10上。纖維鋪設(shè)塊置槽19用于放置纖維鋪設(shè)塊11，在纖維鋪設(shè)塊置槽19底部設(shè)計有纖維鋪設(shè) 塊固定螺孔23，可通過螺栓將纖維鋪設(shè)塊11固定在纖維鋪設(shè)塊置槽19內(nèi)。纖維鋪設(shè)塊11 上設(shè)計有凸臺25，在凸臺25上設(shè)計有40 200個倒梯形橫截面的纖維鋪設(shè)槽26 (見圖10和 圖11)，相鄰纖維鋪設(shè)槽26的間距與相鄰粗分割條流道17的間距相等，且與粗分割條流道 17在同一直線上。設(shè)計纖維鋪設(shè)槽26的目的是將鋪設(shè)在粗分割條流道17底部的增強(qiáng)纖維從 模具內(nèi)部引出，然后通過纖維壓塊12將增強(qiáng)纖維固定，使其在篩網(wǎng)成型的整個過程中始終處 于伸直狀態(tài)。纖維壓塊12上設(shè)計有4 20個沉孔(見圖12)，可通螺栓將纖維壓塊12固定在 纖維鋪設(shè)塊ll上，實現(xiàn)對增強(qiáng)纖維的固定。溫控管路20設(shè)計在模架10的底部(見圖8)，其管路數(shù)量為3個以上的奇數(shù)個，每個管 路貫通模架10，管路之間可采取并聯(lián)或串聯(lián)等連通方式相互連通。將溫控管路與模具溫度控 制儀表連接，可實現(xiàn)對模具的加熱或冷卻，起到控制模具溫度的作用。定位柱21與上模板1上的定位孔5對應(yīng)，在閉合模具時起到定位上模板1的作用。如上所述，該精細(xì)篩網(wǎng)成型模具與其他模具相比具有以下特征第一、該模具的模芯利用模塊"積木式"拼接而成，降低了模具的加工難度和模具的報 廢率，而且便于維修，當(dāng)模芯局部損壞時，只須更換受損模塊即可，從而大大降低了模具成 本。第二、每個模塊上都設(shè)計有孔間分割條流道、細(xì)分隔條流道和粗分割條流道。其中，孔 間分割條流道頂部寬度為0.1mm 0.5mm、高度為0.3mm lmm，相鄰孔間分割條流道間距為 0.1mm 0.5mm;細(xì)分隔條流道的頂部寬度為0.4mm 1.0mm，高度為lmm 2mm，相鄰細(xì)分隔 條流道間距為lmm 5mm;粗分割條流道的寬度為0.8 mm ~2.0mm，高度為lmm 2.5mm，相 鄰粗分割條流道間距為5mm 10mm。這樣的模具設(shè)計在保證精細(xì)篩網(wǎng)成型的同時，大大提高6了通孔率，達(dá)到32%以上。第三、模具在下模板設(shè)計有纖維鋪設(shè)塊和纖維壓塊，并且在纖維鋪設(shè)塊的凸臺上設(shè)計有 倒梯形橫截面的纖維鋪設(shè)槽，可將增強(qiáng)纖維貫通整個模具，滿足了纖維增強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng) 成型的需要。
權(quán)利要求
1. 一種纖維增強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)成型模具，其特征在于模具由上模板和下模板組成，上模板設(shè)計有定位孔、加強(qiáng)筋槽、纖維壓塊槽及多個澆口。下模板由模芯、模架、纖維鋪設(shè)塊及纖維壓塊組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的模芯，其特征在于模芯由1~2000個相同尺寸的模塊以"積木式"拼接而成，模塊通過螺栓固定在模架上，模芯尺寸為30mm 2000mm的長方形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的模塊，其特征在于每個模塊上表面為30mmX30mm 500mmX 500mm的正方形，在該正方形表面設(shè)計有孔間分割條流道、細(xì)分隔條流道及粗分割條流 道?？组g分割條流道頂部寬度為0.1mm 0.5mm、高度為0.3mm lmm，相鄰孔間分割條流 道間距為0.1mm 0.5mm;細(xì)分隔條流道為頂部寬度為0.4mm 1.0mm，高度為lmm 2mm， 相鄰細(xì)分隔條流道間距為1 mm ~5mm;粗分割條流道的寬度為0.8mm 2.0mm，高度為 lmm 2.5mm，相鄰粗分割條流道間距為5mm 10mm。所有流道橫截面的梯形底角均為 80~88° 。模塊的一側(cè)設(shè)置缺口，其寬度為2mm 5mm，深度為2mm 4mm，相鄰兩個模塊 拼接后可形成加強(qiáng)筋流道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模架，其特征在于模架上設(shè)計有模塊置槽、纖維鋪設(shè)塊置槽、溫 控管路、定位銷、模塊固定螺孔及纖維鋪設(shè)塊固定螺孔。
5. 根據(jù)權(quán)要求1中所述的纖維鋪設(shè)塊，其特征在于纖維鋪設(shè)塊上設(shè)計有凸臺，在凸臺上設(shè) 計有40-200個倒梯形截面的纖維鋪設(shè)槽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的纖維壓塊，其特征在于纖維壓塊上設(shè)計有4 20個沉孔，可通 過螺栓將纖維壓塊固定在纖維鋪設(shè)塊上，實現(xiàn)對增強(qiáng)纖維的固定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種纖維增強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)成型模具，主要由上模板和下模板組成。上模板設(shè)計有定位孔、加強(qiáng)筋槽、纖維壓塊定位槽及多個澆口。下模板由模芯、模架、纖維鋪設(shè)塊及纖維壓塊組成。模芯由1～2000個相同尺寸的模塊組合而成，模芯上表面為30mm～2000mm的長方形。每個模塊上表面為30mm×30mm～500mm×500mm的正方形，在模塊上表面設(shè)計有孔間分割條流道、細(xì)分隔條流道及粗分割條流道，是成型精細(xì)篩網(wǎng)的最重要部件。模架用于模塊組合。在纖維鋪設(shè)塊凸臺上設(shè)計有倒梯形橫截面的纖維鋪設(shè)槽，用于鋪設(shè)增強(qiáng)纖維。該模具設(shè)計降低了模具加工難度和報廢率，解決了制約纖維增強(qiáng)聚氨酯精細(xì)篩網(wǎng)成型技術(shù)中的瓶頸問題。
文檔編號B29C70/54GK101254655SQ20081008955
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者武京明, 凱 王, 詹茂盛 申請人:北京航空航天大學(xué)