可變型腔的高聚物熱壓模具及使用方法

2023-12-10 20:03:27 3

專利名稱：可變型腔的高聚物熱壓模具及使用方法
技術領域：
本發明涉及一種模具及其使用方法，具體地講，是一種可變型腔的，用於高聚物以 及複合材料滿足製作不同力學性能測試的平行試樣件的熱壓模具和其使用方法，屬於材料 成型技術領域。
背景技術：
目前，熱壓模具多為在陰模上設有陰模型腔，然後在陰模型腔內上部設有上陽 模，下部設有下陽模，上陽模和下陽模在陰模型腔內相向運動，使陰模型腔內的材料成型， 製備出的試樣件尺寸單一。而對於結構高聚物及其複合材料材料而言，力學性能檢測是 必須的，根據此類材料力學性能檢測國家標準，如拉伸(GB3354-82和GB3355-82)、彎曲 (GB3356-82)、壓縮(GB1448-83)、剪切(GB3357-82)以及抗衝擊韌性(GB1451-83)可知，每 種檢測試樣件的尺寸差異很大，通常會耗費大量的時間和金錢去製造熱壓模具和生產平行 試樣件；而且，因為每次生產的工藝條件都會不可避免地存在差異，所以難以保證每次生產 的試樣件都相同，給檢測的結果帶來誤差。因此，需要一種用於高聚物以及複合材料製作 的，能同時滿足一次生產多個平行試樣件的，且能生產不同規格尺寸試樣件的熱壓模具。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種既能滿足不同尺寸要求，又能批量的 生產高聚物以及複合材料的多個平行試樣件的成型熱壓模具。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是可變型腔的高聚物熱壓模具，包括 上陽模、陰模、下陽模，所述陰模內部有上下貫通的腔體，腔體的上下部分別與上陽模和下 陽模配合，其特徵在於熱壓模具整體為長方體，所述上陽模、下陽模呈長方體的凸形臺； 所述陰模為上下空心的長方體，內部腔體橫截面呈矩形，腔體的上部開有比腔體矩形各邊 長大6 10mm、距陰模上口 25 40mm深的矩形槽與上陽模的凸臺精密配合，陰模的腔體下 部與下陽模的凸臺精密配合；所述下陽模的凸臺面的上面放置短型腔板和長型腔板組成的 可變型腔組合，或者在短型腔板和長型腔板組成的可變型腔組合與上陽模、下陽模的凸臺 面之間，放置有陰模型腔墊板；所述短型腔板和長型腔板的組合後的上、下面和兩端頭面， 與上陽模、下陽模的凸臺面，陰模腔體的內表面，均按照配合關係相互貼合；或者，當放置有 陰模型腔墊板時，所述陰模型腔墊板的下、上面和兩端頭面，以及短型腔板和長型腔板的組 合後的上、下面和兩端頭面，上陽模、下陽模的凸臺面，陰模腔體的內表面，均按照配合關係 相互貼合。採用上述技術方案後，短型腔板和長型腔板與陰模型腔墊板的配合使用，實現了 高聚物熱壓模具的型腔的可變；上陽模凸臺與陰模通過矩形槽貼合增加了接觸面積，有利 於熱壓模具通過上陽模向陰模傳熱；同時，分隔出的型腔因只通過短型腔板和長型腔板的 端頭和上下兩面傳熱，避免了陰模腔體大從陰模壁直接給模料傳遞熱量而產生的溫度梯度 的影響，保證了每個小型腔受熱的均勻，熱壓條件一致。
上述技術方案中，所述的可變型腔的高聚物熱壓模具，還配置有下高陽模，其與下 陽模形狀一致，只是凸臺的尺寸高度比下陽模的凸臺大，尺寸範圍為H下高陽模> H陰模腔 體。所述下高陽模使用在方便脫模上，該下高陽模的凸臺部分可方便地將產品從陰模型腔 內頂出，實現脫模。作為上述技術方案的優選實施例，所述短型腔板、長型腔板和陰模型腔墊板都有 相互配套的各種規格；可變型腔組合是由2 4個短型腔板與3 5個長型腔板通過型腔 板上下開的凹槽口，相互垂直連接成的「 #」字形的立板框架，一次可將陰模的腔體分隔為四 個相同的、共4 12個小型腔；再與配套的陰模型腔墊板組合，共組成三個尺寸區間段的不 同規格的型腔，能夠批量同時生產尺寸滿足多個材料力學性能檢測國家標準所要求的多個 平行試樣件。作為上述技術方案的另一優選實施例，所述上陽模、陰模、下陽模和陰模型腔墊板 的軸心線重合，如此壓力均勻，可保證產品的效果。本發明的有益效果是生產的試樣件都是在同一工藝過程中製備的平行試樣，具 有可比性，檢測結果誤差小；而且，可根據需要對型腔的尺寸進行變化調整，熱壓生產不同 尺寸的試樣件，省時省工，試樣件的製作成本低。


圖1為本模具的主視半剖的一種結構示意圖；圖2為本模具的圖1去掉上陽模的俯視結構示意圖；圖3為本模具的各型腔板使用狀態的俯視示意圖；圖4為本模具的上陽模的主視結構示意圖；圖5為本模具的陰模的主視剖面結構示意圖；圖6為本模具的陰模型腔墊板的主視結構示意圖；圖7為本模具的下陽模的主視結構示意圖；圖8為本模具的下高陽模的主視結構示意圖；圖9為本模具的兩種下陽模的俯視結構示意圖；圖10為本模具的主視半剖的一種結構示意圖；圖11為本模具的主視半剖的一種結構示意圖；圖12為本模具的一種長型腔板的主視結構示意圖；圖13為本模具的一種長型腔板的主視結構示意圖；圖14為本模具的一種短型腔板的主視結構示意圖；圖15為本模具的一種短型腔板的主視結構示意圖；圖中1.上陽模；2.陰模；3.短型腔板；4.長型腔板；5.陰模型腔墊板；6.下陽 模；7.下高陽模
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的說明。參見圖1 15，可變型腔的高聚物熱壓模具，包括上陽模1、陰模2、下陽模6，所述 陰模2內部有上下貫通的腔體，腔體的上下部分別與上陽模1和下陽模6配合，其特徵在於熱壓模具整體為長方體，所述上陽模1、下陽模6呈長方體的凸形臺；所述陰模2為上下 空心的長方體，內部腔體橫截面呈矩形，腔體的上部開有比腔體矩形各邊長大6 10mm、距 陰模2上口 25 40mm深的矩形槽與上陽模1的凸臺精密配合，陰模2的腔體下部與下陽 模6的凸臺精密配合；所述下陽模6的凸臺面的上面放置有短型腔板3和長型腔板4組成 的可變型腔組合，或者在短型腔板3和長型腔板4組成的可變型腔組合與上陽模1、下陽模 6的凸臺面之間，放置有陰模型腔墊板5 ；所述短型腔板3和長型腔板4的組合後的上、下面 和兩端頭面，與上陽模1、下陽模6的凸臺面，陰模2腔體的內表面，均按照配合關係相互貼 合；或者，當放置有陰模型腔墊板5時，所述陰模型腔墊板5的下、上面和兩端頭面，以及短 型腔板3和長型腔板4的組合後的上、下面和兩端頭面，上陽模1、下陽模6的凸臺面，陰模 2腔體的內表面，均按照配合關係相互貼合；所述短型腔板3和長型腔板4的側面不與陰模 2腔體的內表面貼合。短型腔板3和長型腔板4與陰模型腔墊板5的配合使用，實現了高聚 物熱壓模具的型腔的可變。上陽模1凸臺與陰模2通過矩形槽貼合增加了接觸面積，有利 於熱壓模具通過上陽模1向陰模2傳熱；同時，分隔出的型腔因只通過短型腔板3和長型腔 板4的端頭和上下兩面傳熱，避免了陰模2腔體大從陰模2壁直接給模料傳遞熱量而產生 的溫度梯度的影響，保證了每個型腔受熱的均勻，熱壓條件一致。本發明的模具還配置有下高陽模7，其與下陽模6形狀一致，只是凸臺的尺寸高度 比下陽模6的凸臺大，尺寸範圍為Htwws彡H_Sfi#。該下高陽模7與可變型腔的高聚物熱 壓模具配合使用，主要用於模具產品的脫模。脫模時，先取下下陽模6，將下高陽模7替代裝 入，然後頂出上陽模1，試樣件即可取出。所述短型腔板3、長型腔板4和陰模型腔墊板5都有相互配套的各種規格；可變型 腔組合是由2 4個短型腔板3與3 5個長型腔板4通過型腔板上下開的凹槽口，相互 垂直連接成的「#」字形的立板框架，一次可將陰模2的腔體分隔為四個一組的、共4 12 個小型腔；再與配套的陰模型腔墊板5組合，共組成三個尺寸區間段的不同規格的型腔。三 個區間段的型腔尺寸為長a = 100. 0 250. Omm,寬b = 10. 5 30. 5mm，高H = 2. 0 6. Omm ；長 a = 30. 0 50. 0mm，寬 b = 10. 0 16. 5mm，高H= 10. 0 16. 5mm ；長 a = 10. 0 50. 0mm，寬b = 5. 0 8. 5mm，高H = 2. 0 10. Omm,能夠批量同時生產尺寸滿足多個材料 力學性能檢測國家標準所要求的多個平行試樣件。所述上陽模1、陰模2、下陽模6和陰模 型腔墊板5的軸心線重合，如此壓力均勻，可保證產品的效果。具體操作一見圖10，首先將下陽模6與陰模2配合安裝，按試樣件尺寸要求，放 入規格選配好的短型腔板3和長型腔板4的組合，加入提前計算設計好的材料用量。如要 製備纖維增強高聚物複合材料，可以把修剪好的纖維預製體放於陰模2中被短型腔板3和 長型腔板4分隔出的各個小型腔中，上面用高聚物鋪層，然後將上陽模1嵌入陰模中，置於 平板熱壓機熱壓，然後冷卻成型；脫模時先取下下陽模6，將下高陽模7替換裝入，頂出上陽 模1，試樣件即可取出，完成高聚物以及複合材料試樣件的熱壓成型。具體操作二 見圖1，首先將下陽模6與陰模2配合安裝，按試樣件尺寸要求，依次 放入規格選配好的陰模型腔墊板5、短型腔板3和長型腔板4的組合；或者，先放短型腔板3 和長型腔板4的組合，再放入規格選配好的陰模型腔墊板5，然後加入提前計算設計好的材 料用量。後續操作同上面具體操作一，完成高聚物以及複合材料試樣件的熱壓成型。具體操作三見圖11，首先將下陽模6與陰模2配合安裝，按試樣件尺寸要求，依次放入規格選配好的第一塊陰模型腔墊板5、短型腔板3和長型腔板4的組合、第二塊陰模 型腔墊板5，然後加入提前計算設計好的材料用量。後續操作同上面具體操作一，完成高聚 物以及複合材料試樣件的熱壓成型。
權利要求
一種可變型腔的高聚物熱壓模具，包括上陽模、陰模、下陽模，所述陰模內部有上下貫通的腔體，腔體的上下部分別與上陽模和下陽模配合，其特徵在於熱壓模具整體為長方體，所述上陽模、下陽模呈長方體的凸形臺；所述陰模為下空心的長方體，內部腔體橫截面呈矩形，腔體的上部開有比腔體矩形各邊長大6～10mm、距陰模上口25～40mm深的矩形槽與上陽模的凸臺精密配合，陰模的腔體下部與下陽模的凸臺精密配合；所述下陽模的凸臺面的上面放置有的短型腔板和長型腔板組成的可變型腔組合；或者在短型腔板和長型腔板組成的可變型腔組合與上陽模、下陽模的凸臺面之間，放置有陰模型腔墊板；所述短型腔板和長型腔板的組合後的上、下面和兩端頭面，與上陽模、下陽模的凸臺面，陰模腔體的內表面，均按照配合關係相互貼合；或者，當放置有陰模型腔墊板時，所述陰模型腔墊板的下、上面和兩端頭面，以及短型腔板和長型腔板的組合後的上、下面和兩端頭面，上陽模、下陽模的凸臺面，陰模腔體的內表面，均按照配合關係相互貼合；所述短型腔板和長型腔板的側面不與陰模腔體的內表面貼合。
2.根據權利要求1所述的可變型腔的高聚物熱壓模具，其特徵在於還配置有下高陽 模，其與下陽模形狀一致，只是凸臺的尺寸高度比下陽模的凸臺大，尺寸範圍為HTS_≥H陰模腔體。
3.根據權利要求1所述的可變型腔的高聚物熱壓模具，其特徵在於所述短型腔板、長 型腔板和陰模型腔墊板)都有相互配套的各種規格；可變型腔組合是由2 4個短型腔板 與3 5個長型腔板)通過型腔板上下開的凹槽口，相互垂直連接成的「#」字形的立板框 架，一次可將陰模的腔體分隔為四個一組的、共4 12個小型腔；再與配套的陰模型腔墊板 組合，共組成三個尺寸區間段的不同規格的型腔。
4.根據權利要求1所述的可變型腔的高聚物熱壓模具，其特徵在於所述上陽模、陰 模、下陽模和陰模型腔墊板的軸心線重合。
5.一種可變型腔的高聚物熱壓模具的使用方法，通過短型腔板和長型腔板與陰模型腔 墊板的配合使用，實現了高聚物熱壓模具的型腔的可變，其特徵在於操作之一是首先將下 陽模與陰模配合安裝，按試樣件尺寸要求，放入規格選配好的短型腔板和長型腔板的組合， 加入提前計算設計好的材料用量；操作之二是首先將下陽模與陰模配合安裝，按試樣件尺 寸要求，依次放入規格選配好的陰模型腔墊板、短型腔板和長型腔板的組合；或者，先放短 型腔板和長型腔板的組合，再放入規格選配好的陰模型腔墊板，然後加入提前計算設計好 的材料用量；操作之三是首先將下陽模與陰模配合安裝，按試樣件尺寸要求，依次放入規格 選配好的第一塊陰模型腔墊板、短型腔板和長型腔板的組合、第二塊陰模型腔墊板，然後加 入提前計算設計好的材料用量。
全文摘要
本發明公開了一種可變型腔的高聚物熱壓模具及其使用方法，包括上陽模(1)、陰模(2)、下陽模(6)，其特徵在於熱壓模具整體為長方體，所述上陽模(1)、下陽模(6)呈長方體的凸形臺；所述陰模(2)內部腔體橫截面呈矩形，腔體上部開有矩形槽與上陽模(1)的凸臺精密配合，陰模(2)的腔體下部與下陽模(6)的凸臺精密配合；陰模(2)的腔體內放置有陰模型腔墊板(5)和短型腔板(3)和長型腔板(4)組成的可變型腔組合。該發明實現了高聚物熱壓模具的型腔的可變，能夠批量同時生產尺寸滿足多個材料力學性能檢測國家標準所要求的多個平行試樣件，省時省工，試樣件的製作成本低。
文檔編號B29C51/30GK101954737SQ20101028816
公開日2011年1月26日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者廖曉玲, 徐文峰, 楊方洲 申請人:重慶文理學院