本發(fā)明屬于碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)，尤其涉及一種碳纖維復(fù)合材料成型模具及其應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
1、碳纖維復(fù)合材料是以碳纖維為增強體，與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合而成的新型材料。它兼具高強度、高模量、低密度等特性，比強度和比模量遠(yuǎn)超鋼材。在航空航天領(lǐng)域能減輕結(jié)構(gòu)重量、提升性能；在汽車工業(yè)助力節(jié)能減排；在體育用品制造中，可讓器材更輕便耐用。其應(yīng)用前景廣闊，正不斷拓展至更多新興領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合材料成型模具是用于碳纖維復(fù)合材料制品成型的工具。常見材質(zhì)有鋼材、鋁合金等，鋼材強度高，能確保制品性能。
2、現(xiàn)有公開號為cn115071165a的一種碳纖維復(fù)合材料的成型模具及方法，具體公開了包括固化模具和可拆卸拼接的預(yù)型殼模，所述固化模具設(shè)有用于容納所述預(yù)型殼模的固化腔，所述預(yù)型殼模設(shè)有與成型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相適配的預(yù)型腔，所述預(yù)型腔的內(nèi)壁用于鋪設(shè)有若干層碳纖維復(fù)合材料的預(yù)型層用于形成產(chǎn)品的預(yù)型件，所述預(yù)型腔內(nèi)設(shè)有尼龍風(fēng)管，且所述尼龍風(fēng)管在充氣狀態(tài)下支撐所述預(yù)型層緊密貼附于所述預(yù)型腔的內(nèi)壁。本發(fā)明提供一種碳纖維復(fù)合材料的成型模具及方法，是由外向內(nèi)進(jìn)行層層鋪設(shè)，可直接在內(nèi)部需要強化的局部地區(qū)進(jìn)行補強，確保成型產(chǎn)品的整體強度。
3、現(xiàn)有技術(shù)中的碳纖維復(fù)合材料成型模具在脫模時，成型件與模具之間粘連牢固，導(dǎo)致成型件脫模不暢。脫模困難時，強行脫模可能會使制品表面受到損傷，導(dǎo)致表面出現(xiàn)凹凸不平的情況，光潔度也會明顯降低。例如，在脫模過程中，制品與模具的粘連部位可能會被拉扯，破壞制品表面的平整度，為解決上述問題，設(shè)計一種碳纖維復(fù)合材料成型模具及其應(yīng)用方法是很有必要的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種碳纖維復(fù)合材料成型模具及其應(yīng)用方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種碳纖維復(fù)合材料成型模具，包括機座，所述機座上端設(shè)有載板，所述載板上開設(shè)有模腔，所述模腔上端設(shè)置壓板，所述壓板壓在模腔上方，所述機座上固定安裝有電動伸縮桿，所述電動伸縮桿輸出端固定連接在壓板上。
3、所述載板底部設(shè)置有槽體，所述槽體上端貫穿載板并延伸至模腔內(nèi)，所述槽體下端可轉(zhuǎn)動安裝在載板上，所述槽體內(nèi)固定安裝有內(nèi)板，所述內(nèi)板上貫穿有外花鍵軸，所述外花鍵軸上端延伸至槽體內(nèi)，所述外花鍵軸頂部固定安裝有頂塊，所述外花鍵軸底部固定安裝有從動輪，所述外花鍵軸外套設(shè)有彈簧，所述彈簧上下兩端分別固定連接在內(nèi)板、從動輪上，所述載板上設(shè)置有驅(qū)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)用于從動輪轉(zhuǎn)動和頂塊上下移動。
4、優(yōu)選地，所述驅(qū)動機構(gòu)包括支架，所述支架固定安裝在載板上，所述支架上可轉(zhuǎn)動安裝有第一轉(zhuǎn)軸，所述第一轉(zhuǎn)軸上端固定安裝有主動輪，所述主動輪設(shè)置為柱狀，所述載板上固定安裝有電機座，所述電機座上固定安裝有雙軸電機，所述雙軸電機上端的輸出軸上固定安裝有不完全齒輪，所述第一轉(zhuǎn)軸底部固定安裝有第一齒輪，所述不完全齒輪與第一齒輪間歇性嚙合。
5、優(yōu)選地，所述從動輪底部固定安裝有豎桿，所述豎桿表面設(shè)置有防滑紋路，所述載板上固定安裝有支撐板，所述支撐板上可轉(zhuǎn)動安裝有第二轉(zhuǎn)軸，所述第二轉(zhuǎn)軸上固定安裝有不完全摩擦輪，所述不完全摩擦輪與豎桿之間通過摩擦力傳動。
6、優(yōu)選地，所述支撐板上可轉(zhuǎn)動安裝有第三轉(zhuǎn)軸，所述第三轉(zhuǎn)軸與第二轉(zhuǎn)軸之間安裝有同步帶機構(gòu)，所述第三轉(zhuǎn)軸另一端固定安裝有第一錐齒輪，所述雙軸電機下端的輸出軸上固定安裝有第二錐齒輪，所述第二錐齒輪與第一錐齒輪嚙合。
7、優(yōu)選地，所述壓板底部固定安裝有多個呈圓周陣列分布的底塊，所述底塊兩側(cè)均設(shè)置有斜面，所述底塊一側(cè)均設(shè)有凸塊，所述凸塊固定安裝在壓板上。
8、優(yōu)選地，所述載板上可轉(zhuǎn)動安裝有環(huán)形圈，所述環(huán)形圈上開設(shè)有多個呈圓周陣列分布的滑槽，所述滑槽內(nèi)滑動安裝有活動塊，所述活動塊上端延伸至滑槽外，所述滑槽內(nèi)設(shè)有彈性件，所述彈性件上下兩端分別固定連接在活動塊和環(huán)形圈上。
9、優(yōu)選地，所述環(huán)形圈外套設(shè)并固定安裝有外齒圈，所述載板底部開設(shè)有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)設(shè)有固定安裝在載板上的伺服電機，所述載板上方設(shè)有第二齒輪，所述第二齒輪與外齒圈嚙合，所述伺服電機輸出軸與第二齒輪固定連接。
10、優(yōu)選地，所述模腔內(nèi)壁和壓板表面均拋光處理。
11、一種碳纖維復(fù)合材料成型模具的應(yīng)用方法，包括以下步驟：
12、步驟一：通過電動伸縮桿帶動壓板上移，使模腔上端口開放；
13、步驟二：將定量熔融的物料加入模腔內(nèi)；
14、步驟三：通過電動伸縮桿帶動壓板下移并封堵模腔上端口，對模腔內(nèi)的物料進(jìn)行壓實；
15、步驟四：通過伺服電機帶動第二齒輪轉(zhuǎn)動，第二齒輪帶動外齒圈轉(zhuǎn)動，環(huán)形圈與外齒圈同步轉(zhuǎn)動，環(huán)形圈上的活動塊同步轉(zhuǎn)動，活動塊在轉(zhuǎn)動過程中先與底塊接觸，底塊上的斜面對活動塊施加下壓力，活動塊下移且彈性件收縮，隨著環(huán)形圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動，活動塊與底塊脫離，彈性件帶動活動塊上移，活動塊上端部撞擊在凸塊上，使壓板不斷受到活動塊的撞擊，壓板產(chǎn)生振動并傳導(dǎo)在成型件上，使模腔內(nèi)的物料更加密實。
16、優(yōu)選地，還包括以下步驟：
17、步驟五：等待模腔內(nèi)的物料冷卻并凝固；
18、步驟六：成型完成后進(jìn)行成型件脫模工作，通過雙軸電機帶動不完全齒輪轉(zhuǎn)動，不完全齒輪間歇性帶動第一齒輪轉(zhuǎn)動，第一齒輪、第一轉(zhuǎn)軸、主動輪轉(zhuǎn)動，主動輪帶動從動輪轉(zhuǎn)動，從動輪、外花鍵軸、內(nèi)板和槽體同步轉(zhuǎn)動，從而帶動槽體轉(zhuǎn)動，槽體受到旋轉(zhuǎn)作用力并與成型件脫離，快速完成成型件內(nèi)側(cè)與裝置的分離；當(dāng)不完全齒輪、第一齒輪分離后，雙軸電機下端的第二錐齒輪帶動第一錐齒輪轉(zhuǎn)動，第三轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動并通過同步帶機構(gòu)帶動第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，第二轉(zhuǎn)軸上的不完全摩擦輪轉(zhuǎn)動并間歇性帶動豎桿下移，豎桿下移且從動輪、外花鍵軸、頂塊同步下移，彈簧被拉伸，不完全摩擦輪與豎桿分離后，彈簧彈力帶動頂塊上移并撞擊在槽體上，使槽體、載板和成型件均受到向上的撞擊力，輔助成型件與載板之間的分離。
19、與相關(guān)技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的碳纖維復(fù)合材料成型模具及其應(yīng)用方法具有如下有益效果：
20、通過雙軸電機驅(qū)動不完全齒輪與第一齒輪的間歇性嚙合，帶動槽體旋轉(zhuǎn)，使成型件內(nèi)側(cè)與裝置快速分離；同時利用不完全摩擦輪與豎桿的間歇性配合，實現(xiàn)頂塊的上下移動，通過撞擊槽體輔助成型件與載板分離，提高了脫模效率，降低了脫模難度和勞動強度。
21、電動伸縮桿帶動壓板下移對模腔內(nèi)物料進(jìn)行壓實，確保物料在模腔內(nèi)初步成型緊密。利用伺服電機帶動環(huán)形圈轉(zhuǎn)動，使活動塊在轉(zhuǎn)動過程中與底塊和凸塊相互作用，產(chǎn)生撞擊力并傳導(dǎo)至壓板，進(jìn)而使壓板產(chǎn)生振動并作用于成型件，讓模腔內(nèi)的物料更加密實，提高成型件的質(zhì)量和性能，減少內(nèi)部缺陷。
1.一種碳纖維復(fù)合材料成型模具，其特征在于，包括機座（1），所述機座（1）上端設(shè)有載板（2），所述載板（2）上開設(shè)有模腔（3），所述模腔（3）上端設(shè)置壓板（4），所述壓板（4）壓在模腔（3）上方，所述機座（1）上固定安裝有電動伸縮桿（5），所述電動伸縮桿（5）輸出端固定連接在壓板（4）上；
2.如權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合材料成型模具，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)包括支架（12），所述支架（12）固定安裝在載板（2）上，所述支架（12）上可轉(zhuǎn)動安裝有第一轉(zhuǎn)軸（13），所述第一轉(zhuǎn)軸（13）上端固定安裝有主動輪（14），所述主動輪（14）設(shè)置為柱狀，所述載板（2）上固定安裝有電機座（15），所述電機座（15）上固定安裝有雙軸電機（16），所述雙軸電機（16）上端的輸出軸上固定安裝有不完全齒輪（17），所述第一轉(zhuǎn)軸（13）底部固定安裝有第一齒輪（18），所述不完全齒輪（17）與第一齒輪（18）間歇性嚙合。
3.如權(quán)利要求2所述的碳纖維復(fù)合材料成型模具，其特征在于，所述從動輪（10）底部固定安裝有豎桿（19），所述豎桿（19）表面設(shè)置有防滑紋路，所述載板（2）上固定安裝有支撐板（20），所述支撐板（20）上可轉(zhuǎn)動安裝有第二轉(zhuǎn)軸（21），所述第二轉(zhuǎn)軸（21）上固定安裝有不完全摩擦輪（22），所述不完全摩擦輪（22）與豎桿（19）之間通過摩擦力傳動。
4.如權(quán)利要求3所述的碳纖維復(fù)合材料成型模具，其特征在于，所述支撐板（20）上可轉(zhuǎn)動安裝有第三轉(zhuǎn)軸（23），所述第三轉(zhuǎn)軸（23）與第二轉(zhuǎn)軸（21）之間安裝有同步帶機構(gòu)（24），所述第三轉(zhuǎn)軸（23）另一端固定安裝有第一錐齒輪（25），所述雙軸電機（16）下端的輸出軸上固定安裝有第二錐齒輪（26），所述第二錐齒輪（26）與第一錐齒輪（25）嚙合。
5.如權(quán)利要求4所述的碳纖維復(fù)合材料成型模具，其特征在于，所述壓板（4）底部固定安裝有多個呈圓周陣列分布的底塊（27），所述底塊（27）兩側(cè)均設(shè)置有斜面，所述底塊（27）一側(cè)均設(shè)有凸塊（28），所述凸塊（28）固定安裝在壓板（4）上。
6.如權(quán)利要求5所述的碳纖維復(fù)合材料成型模具，其特征在于，所述載板（2）上可轉(zhuǎn)動安裝有環(huán)形圈（29），所述環(huán)形圈（29）上開設(shè)有多個呈圓周陣列分布的滑槽（30），所述滑槽（30）內(nèi)滑動安裝有活動塊（31），所述活動塊（31）上端延伸至滑槽（30）外，所述滑槽（30）內(nèi)設(shè)有彈性件（32），所述彈性件（32）上下兩端分別固定連接在活動塊（31）和環(huán)形圈（29）上。
7.如權(quán)利要求6所述的碳纖維復(fù)合材料成型模具，其特征在于，所述環(huán)形圈（29）外套設(shè)并固定安裝有外齒圈（33），所述載板（2）底部開設(shè)有安裝槽（34），所述安裝槽（34）內(nèi)設(shè)有固定安裝在載板（2）上的伺服電機（35），所述載板（2）上方設(shè)有第二齒輪（36），所述第二齒輪（36）與外齒圈（33）嚙合，所述伺服電機（35）輸出軸與第二齒輪（36）固定連接。
8.如權(quán)利要求1所述的碳纖維復(fù)合材料成型模具，其特征在于，所述模腔（3）內(nèi)壁和壓板（4）表面均拋光處理。
9.一種碳纖維復(fù)合材料成型模具的應(yīng)用方法，使用如權(quán)利要求7所述的碳纖維復(fù)合材料成型模具，其特征在于，包括以下步驟：
10.如權(quán)利要求9所述的碳纖維復(fù)合材料成型模具的應(yīng)用方法，其特征在于，還包括以下步驟：