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壓縮成型模具的制作方法

文檔序號:4449339閱讀:243來源:國知局
壓縮成型模具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及壓縮成型模具。具體而言,提供了一種壓縮成型模具,包括上模和下模,其特征在于,圍繞所述上?;蛩鱿履0惭b有接收待成型材料的框形的模架,所述模架能夠相對于其所圍繞安裝的所述上?;蛩鱿履T诤夏7较蛏线\(yùn)動(dòng),并且在進(jìn)行合模之前,所述模架與所述上模和所述下模在合模方向上距離開。由于該壓縮成型模具與模架連為一體,模架只用于壓縮成型步驟,因此大大縮減了需準(zhǔn)備的模架的數(shù)量,減小了產(chǎn)能投資,降低了生產(chǎn)成本。另外,由于模架不再用于壓縮成型前的待成型材料加熱階段,不會處于高溫,無需待其冷卻即可立刻進(jìn)行下一壓縮成型過程,因此不僅完全消除了操作人員被燙傷的風(fēng)險(xiǎn),還進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及壓縮成型模具。 壓縮成型模具

【背景技術(shù)】
[0002] 預(yù)浸料(英文為"PREPREG")是一種常用的制造復(fù)合材料的中間材料,通常由樹脂 基體與浸漬在該基體中的增強(qiáng)體(例如:纖維或織物)構(gòu)成。由于包含增強(qiáng)體,預(yù)浸料具有較 高的機(jī)械強(qiáng)度,經(jīng)常用于制造局部區(qū)域或整個(gè)區(qū)域需要加強(qiáng)的部件,例如機(jī)動(dòng)車部件。市場 上購買到的預(yù)浸料通常是片狀或者卷狀。為了制造具有復(fù)雜三維形狀的機(jī)動(dòng)車部件,已知 一種使用熱塑性寬幅預(yù)浸料制成的半成品(術(shù)語"半成品"是指尚未制造完工為最終產(chǎn)品, 仍需進(jìn)一步加工的中間產(chǎn)品)的工業(yè)方法主要包含以下步驟:
[0003] -將購買的熱塑性寬幅預(yù)浸料半成品切割成合適的形狀和尺寸;
[0004]-將切割好的待成型材料鋪設(shè)于模架上,并與模架一起送入爐具中進(jìn)行加熱;
[0005] -從爐具中撤出模架和軟化的待成型材料,并將它們一起轉(zhuǎn)移至壓縮成型模具 中;
[0006]-對模架上的待成型材料進(jìn)行壓縮成型。
[0007] 在該方法中除第一步切割步驟以外,待成型材料在壓縮成型完成前一直被鋪設(shè)于 模架之上,因此需要對模架和待成型材料共同進(jìn)行操作。已知在現(xiàn)有技術(shù)中存在不同的對 待成型材料進(jìn)行支承的裝置,比如彈簧裝置、夾式裝置、爪式裝置等,這些裝置可以是固定 不動(dòng)的或者可移動(dòng)的。然而,現(xiàn)有技術(shù)具有如下所述的諸多弊端。
[0008] 首先,由于模架與待成型材料一同經(jīng)歷加熱步驟,為容納模架所需的爐具尺寸較 大,導(dǎo)致不必要的能源消耗。并且,在將模架與其上的待成型材料送入爐具或撤出爐具時(shí)都 需要機(jī)械臂來進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn),通常為鋼制的模架與寬幅的待成型材料一起的重量使得必須使用 昂貴的大功率機(jī)械臂。更為不便的是,單個(gè)模架在經(jīng)歷加熱壓縮成型之后冷卻下來才能再 度使用,導(dǎo)致模架的使用周期長。于是為了減少爐具和模具等設(shè)備的空閑時(shí)間和并行制造 多個(gè)部件,不得不同時(shí)使用多個(gè)模架。這就增大了企業(yè)的產(chǎn)能投資,提高了生產(chǎn)成本,并且 存在操作人員被高溫模架燙傷的風(fēng)險(xiǎn)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0009] 為解決上述弊端,本實(shí)用新型提供了一種壓縮成型模具,包括上模和下模,其特征 在于,圍繞所述上?;蛩鱿履0惭b有接收待成型材料的框形的模架,所述模架能夠相對 于其所圍繞安裝的所述上模或所述下模在合模方向上運(yùn)動(dòng),并且在進(jìn)行合模之前,所述模 架與所述上模和所述下模在合模方向上距離開。
[0010] 根據(jù)本實(shí)用新型,壓縮成型模具與模架連為一體,且模架只用于壓縮成型步驟,因 此大大縮減了需準(zhǔn)備的模架的數(shù)量,減小了產(chǎn)能投資,降低了生產(chǎn)成本。另外,由于模架不 再用于壓縮成型前的待成型材料加熱階段,不會處于高溫,無需待其冷卻即可立刻進(jìn)行下 一壓縮成型過程,因此不僅完全消除了操作人員被燙傷的風(fēng)險(xiǎn),還進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。 在加熱步驟中將只對待成型材料進(jìn)行加熱,再用機(jī)械臂將加熱好的待成型材料運(yùn)送并鋪設(shè) 在模具中的模架上,從而避免了需要與待成型材料一起加熱和運(yùn)送模架。并且,由于模架能 夠相對于其所圍繞安裝的上模或下模在合模方向上運(yùn)動(dòng),因此模架能夠在上下模完全閉合 前帶著鋪設(shè)在其上的待成型材料在合模方向上移動(dòng),配合合模過程,從而獲得理想的壓縮 成型效果。進(jìn)一步地,在進(jìn)行合模之前模架與上模和下模在合模方向上距離開,使得溫度較 高的待成型材料不與溫度較低的上下模相接觸,從而避免了加熱好的待成型材料過早冷卻 而硬化,這不利于待成型材料在模架上的鋪設(shè)和隨后的成型。
[0011] 按照本實(shí)用新型的壓縮成型模具還可以包含以下技術(shù)特征中的一個(gè)或多個(gè): [0012] 優(yōu)選地,所述模架被安裝在所述下模上。這樣便于機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)對待成型材料的裝 卸操作。當(dāng)所述壓縮成型模具進(jìn)行合模時(shí),所述上模向著所述下模平移,從而推動(dòng)所述模架 也向著所述下模平移。
[0013] 優(yōu)選地,所述模架包括所述待成型材料的支承裝置,所述待成型材料的支承裝置 分布在所述模架的內(nèi)周上。
[0014] 優(yōu)選地,所述待成型材料的支承裝置是針式裝置。
[0015] 優(yōu)選地,所述針式裝置包括分布在所述模架的內(nèi)周上并能夠在所述模架的徑向方 向上移動(dòng)的多個(gè)推桿,每個(gè)推桿的一端連接針。
[0016] 優(yōu)選地,所述每個(gè)推桿的另一端連接致動(dòng)推桿的彈簧或?qū)蚋?。這樣,各個(gè)推桿通 過針向待成型材料施加的力更加可控,從而可以更好地適應(yīng)該材料在壓縮成型過程中因變 形而產(chǎn)生的位移。
[0017] 優(yōu)選地,所述壓縮成型模具還包括所述模架的多個(gè)緩沖裝置,所述緩沖裝置的一 端固定在所述模架的邊框上,另一端固定在所述下模上。當(dāng)合模時(shí),所述上模推動(dòng)所述模架 向著所述下模平移,所述緩沖裝置能夠提供給所述模架向著所述上模運(yùn)動(dòng)的反向作用力, 以使得所述模架與其上的待成型材料一起以理想的速度逐漸地向著所述下模平移,避免了 所述模架與待成型材料的運(yùn)動(dòng)過快。當(dāng)開模時(shí),所述緩沖裝置提供給所述模架的向著所述 上模運(yùn)動(dòng)的作用力使得所述模架向上升起,回復(fù)到與所述上模和所述下模距離開的準(zhǔn)備位 置。
[0018] 優(yōu)選地,所述緩沖裝置是氣動(dòng)缸或液壓缸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 下面將參照附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的 是,這些附圖僅僅用于說明的目的,而并非意在對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中相 同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。為了說明的目的,這些圖并非完全按比例繪制。
[0020] 圖1示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的壓縮成型模具的俯視圖;
[0021] 圖2示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施方式的壓縮成型模具的俯視圖;
[0022] 圖3示意性示出了在根據(jù)本實(shí)用新型的壓縮成型模具中包括的用于支承待成型 材料的針式裝置,其中圖(a)至(c)分別示出了該針式裝置的推桿的三種不同的實(shí)施方式; 以及
[0023] 圖4至圖8示意性地示出了利用本實(shí)用新型的壓縮成型模具的壓縮成型過程。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 圖1示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的壓縮成型模具1的俯視圖。 在本實(shí)施方式中,模具1包括上模10 (在此未示出)、下模20以及圍繞安裝在下模20上的 可相對于下模20移動(dòng)的模架30??蛐蔚哪<?0包括支承待成型材料40的多個(gè)支承裝置 32,其分布在模架30的內(nèi)周上,彼此隔開,用于固定和支承由機(jī)械臂50轉(zhuǎn)運(yùn)過來的待成型 材料40。應(yīng)理解,模架30也可圍繞著上模安裝。
[0025] 支承裝置32可以是固定不動(dòng)的或者可移動(dòng)的彈簧裝置、夾式裝置、爪式裝置等, 優(yōu)選地是針式裝置。并且,支承裝置32優(yōu)選地可移動(dòng),從而適應(yīng)于不同形狀和尺寸的待成 型材料,以將其鋪設(shè)得既快又好。應(yīng)理解,支承裝置32的數(shù)量不限于圖示,而是取決于待成 型材料40的形狀和尺寸。如圖2所示,在根據(jù)本實(shí)用新型的壓縮成型模具Γ的另一實(shí)施 方式中,在模架30'的內(nèi)周上分布了6個(gè)針式裝置32'。
[0026] 針式裝置32'利用推桿322來推動(dòng)一端的針324在模架的徑向方向前或向后平移, 如圖3(a)所示。另外,該推桿也可由連接在與針324相對的另一端的彈簧326或?qū)蚋?328來致動(dòng),如圖3 (b)和圖3 (c)中分別所示。這樣,各個(gè)推桿通過針向待成型材料施加 的力更加可控,從而可以更好地適應(yīng)該材料在壓縮成型過程中因變形而產(chǎn)生的位移。
[0027] 可預(yù)先根據(jù)待成型材料40'的形狀和尺寸設(shè)置好針324的位置。當(dāng)機(jī)械臂將待成 型材料40'轉(zhuǎn)運(yùn)至模架30'上時(shí),推桿322-端的針324刺破待成型材料40',從而將待成 型材料40'固定并支承在適當(dāng)?shù)奈恢?。由于?24相對于模架可移動(dòng),在壓縮成型過程中 可對針324的位置進(jìn)行調(diào)節(jié),以保持對待成型材料40'的張力,避免待成型材料40'出現(xiàn)不 希望的褶皺或者位移,影響隨后的壓縮成型效果。
[0028] 根據(jù)本實(shí)用新型的壓縮成型模具還包括模架30或30'的多個(gè)緩沖裝置(圖4至8 中示出),其優(yōu)選地是氣動(dòng)缸或液壓缸。這些緩沖裝置的一端固定在模架的邊框上,另一端 固定在模架所圍繞安裝在的上?;蛳履I稀T谀<車@安裝在下模上的情況下,當(dāng)合模時(shí), 上模推動(dòng)模架向著下模平移,這時(shí)緩沖裝置提供給模架向著上模運(yùn)動(dòng)的反向作用力,使得 模架與其上的待成型材料一起以理想的速度逐漸地向著下模平移,避免了模架與待成型材 料的運(yùn)動(dòng)過快。當(dāng)開模時(shí),緩沖裝置提供給模架的向著上模運(yùn)動(dòng)的作用力還能使得模架向 上升起,回復(fù)到與上模和下模距離開的準(zhǔn)備位置。
[0029]下文將參照示意性的圖4至圖8來描述利用本實(shí)用新型的壓縮成型模具的壓縮成 型過程。
[0030] 如圖4所示,在壓縮成型的準(zhǔn)備位置,鋪設(shè)有加熱好的待成型材料的模架30與上 模10和下模20在合模方向上距離開,使得溫度較高的待成型材料40 (-般為300°C)不與 溫度較低的上下模(一般為80°C至150°C)相接觸,從而避免了加熱好的待成型材料40過早 冷卻而硬化,這不利于待成型材料40在模架30上的鋪設(shè)和隨后的成型。
[0031] 圖5至圖8示出了合模過程。如圖所示,上模10向下平移,其兩側(cè)設(shè)置的端塊12 在接觸到模架30后推動(dòng)模架30-起向下平移。這時(shí),模架30的上述緩沖裝置34提供模 架向上運(yùn)動(dòng)的反向作用力。上模10與緩沖裝置34-起作用的結(jié)果使得模架30與其上的 待成型材料40-起以理想的速度逐漸地向下平移,在此過程中待成型材料40與上下模逐 漸接觸,直至上下模完全閉合,成型完成。
[0032] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,根據(jù)本實(shí)用新型的壓縮成型模具至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0033]-為并行進(jìn)行切割、加熱、轉(zhuǎn)運(yùn)、成型這四個(gè)步驟所需的模架數(shù)量減少,減少了產(chǎn)能 投資,從而降低了生產(chǎn)成本;
[0034]-模架不離開模具,也不參與待成型材料的加熱過程,不會處于高溫,從而杜絕了 必須快速鋪設(shè)下一張待成型材料時(shí)熱模架燙傷操作人員的可能性;以及
[0035] -可以縮短生產(chǎn)周期,例如使之小于1分鐘,從而大大提高生產(chǎn)效率。
[0036] 附圖和以上說明描述了本實(shí)用新型的非限制性特定實(shí)施例。為了教導(dǎo)發(fā)明原理, 已簡化或省略了 一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施例的變型落在本實(shí) 用新型的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解上述特征能夠以各種方式結(jié)合以形成本實(shí)用新 型的多個(gè)變型。由此,本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施例,而僅由權(quán)利要求和它們的等 同物限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種壓縮成型模具,包括上模和下模,其特征在于,圍繞所述上模或所述下模安裝有 接收待成型材料的框形的模架,所述模架能夠相對于其所圍繞安裝的所述上?;蛩鱿履?在合模方向上運(yùn)動(dòng),并且在進(jìn)行合模之前,所述模架與所述上模和所述下模在合模方向上 距離開。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓縮成型模具,其特征在于,所述模架被安裝在所述下模上。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的壓縮成型模具,其特征在于,所述模架包括所述待成型材料 的支承裝置,所述待成型材料的支承裝置分布在所述模架的內(nèi)周上。
4. 如權(quán)利要求3所述的壓縮成型模具,其特征在于,所述待成型材料的支承裝置是針 式裝置。
5. 如權(quán)利要求4所述的壓縮成型模具,其特征在于,所述針式裝置包括分布在所述模 架的內(nèi)周上并能夠在所述模架的徑向方向上移動(dòng)的多個(gè)推桿,每個(gè)推桿的一端連接針。
6. 如權(quán)利要求5所述的壓縮成型模具,其特征在于,所述每個(gè)推桿的另一端連接致動(dòng) 推桿的彈簧或?qū)蚋住?br> 7. 如權(quán)利要求2所述的壓縮成型模具,其特征在于還包括所述模架的多個(gè)緩沖裝置, 所述緩沖裝置的一端固定在所述模架的邊框上,另一端固定在所述下模上。
8. 如權(quán)利要求7所述的壓縮成型模具,其特征在于,所述緩沖裝置是氣動(dòng)缸或液壓缸。
【文檔編號】B29C70/54GK203864031SQ201320839025
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】派垂克·博思格 申請人:全耐塑料公司
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