军用碳纤维箱体热压罐成型模具设计

  江苏博实科技:热压罐成型模具是碳纤维复合材料箱体制造成型的关键,其结构设计对于产品质量、精度保证、制造成本均有着极大的影响。选用高强度碳纤维增强复合材料制造军用箱体等主体结构件,是当前箱式发射技术实现小型化、轻量化的重要途径和发展趋势。军用箱体作为部队存储设备与物资的重要容器,承担着容装以及主承力的作用,其结构尺寸精度对确保内装物资的安全具有十分重要的影响。
(军用碳纤维箱体)
  1.碳纤维箱体结构的特点及要求
 
  在江苏博实承接的某类型碳纤维军用箱体采用长方体形薄壁箱式总体结构设计,其中箱体部件由复合材料箱体、前后接管法兰、定位方框以及其他相关零部件组成。箱体外部中间均匀布置4处加强筋,靠近两侧的定位方框用于实现发射箱之间以及发射箱与发射平台之间的联装定位,金属接管法兰粘接装配两端,用于与前后箱盖连接。复合材料箱体为矩形截面,单层薄壁结构,箱体内腔要求平整、光洁。
(军用碳纤维箱体)
  2.碳纤维军用箱体成型工艺简析
 
  首先采用成型的工艺塑造箱体毛坯,外部加强框在箱体毛坯叠层时整体成型,固化完成后脱模,修饰制成满足设计图纸要求的碳纤维复合材料箱体。然后将碳纤维复合材料箱体在专用装配平台上通过专用工装装配连接两端金属接管法兰及外部定位方框。其中碳纤维复合材料箱体的成型十分关键,成型模具以及脱模形式直接影响到箱体的结构尺寸精度。
(军用碳纤维箱体)
  3.热压罐成型模具结构设计
 
  模具设计结构为可拆卸组合式芯模结构,主要由端板、旋转轴、前后支撑板、内部支撑组件、上下成型板以及左右成型板等零部件组成,其中支撑板和成型板等主要构件均采用高强度铝合金制造,从而能够减轻模具的质量。
 
  上下左右成型板相互之间通过斜面配合构成模具的主体框架式芯模,利用螺钉定位连接于前后支撑板,前后支撑板分别与两端的端板连接,内部支撑组件为“十”字形结构,其上安装4个滚轮,通过滚轮与成型板中部滑槽配合,可在长度方向自由滑动,根据需要在长度方向均匀布置相应数量的支撑组件以防止成型板发生形变。两端旋转轴与端板焊接为一体,在两端端板相应位置安装起吊机构以方便机械吊装。
(军用碳纤维箱体)
  4.模具工作过程
 
  首先将各零部件按照需求进行组装固定并安装于脱模设备上,在成型板外表面均匀刷涂脱模剂,然后按照箱体铺层设计与工艺要求将浸渍有树脂胶液的碳纤维编制布贴覆于4块成型板组合而成的芯模上,直至达到规定尺寸要求,待固化完成后进行脱模。脱模时,首先拆掉两端的端板,通过专用推扦推出内部支撑组件,然后松开前后两端的支撑板与左右成型板之间的连接螺钉,将左右成型板向内侧移动并拉出箱体,之后松开上下成型板与支撑板间的连接螺钉,同时向内侧移动上下成型板并拉出,完成脱模过程,随后将相关零部件重新组装进行下一个箱体的成型。
  对于长方体形封闭截面复合材料构件,采用可拆卸组合式结构设计制造箱型构件热压罐成型模具,可以有效保证构件在长度方向上的成型精度,同时也确保了脱模方便。该组合式模具为类似箱型构件,特别是有内凹或者外凸结构的复合材料箱体,能够实现军用碳纤维箱体高精度、低成本制造。
 
  (本文由江苏博实碳纤维创作,如需转载,请先联系作者,谢谢!)