复合材料定位器模具及定位器的制作方法技术

本发明专利技术涉及模具技术领域，本发明专利技术提供一种碳纤维定位器模具及其使用方法，模具包括上模和下模，所述上模与下模对扣用于形成与所述定位器的主梁形状相同的型腔；第一定位块和第二定位块，所述第一定位块和第二定位块分别位于所述型腔延伸方向的两端；以及用于连接的多个连接部。根据定位器的形状以及碳纤维复合材料成型工艺设计了专用模具，用专用模具共固化工艺制成整体式结构，可减少零件和紧固件的数量，有效减轻了定位器重量，并同时具有高比强度、高比模量、耐腐蚀性强等诸多优点，提高了定位器的服役性。

Method for manufacturing composite material positioner mold and positioner

The present invention relates to the technical field of mold, the invention provides a carbon fiber positioner mold and method of use, mould includes upper die and a lower die, the upper die and the lower die on the buckle for the formation of the same cavity shape of girder and the positioner; the first positioning block and a positioning block second, the first locating block and the second positioning blocks are respectively positioned on the extending direction of both ends of the cavity; and a plurality of connecting parts used for connecting. According to the shape of the positioner and carbon fiber composite forming special mold design, with special mould co curing process made into an integral structure, can reduce the number of parts and fasteners, effectively reducing the weight and positioner, has many advantages such as high strength, high modulus, strong corrosion resistance, improves the service locator the.

【技术实现步骤摘要】
复合材料定位器模具及定位器的制作方法
本专利技术涉及模具
，特别是涉及一种复合材料定位器模具及定位器的制作方法。
技术介绍
高速铁路是铁路发展的重要方向之一，也是确保中国经济发展的重要保障。高速铁路的简单维护、安全及高效运营对于整个铁路网的发展有着至关重要的意义。截止2015年底，我国铁路运营里程突破12万公里，高速铁路运营里程达到1.9万公里。目前，国内高速铁路接触网装备经过多年发展，通过引进、消化、吸收，已经初步形成自有标准体系，形成了《200～250km/h电气化铁路接触网装备暂行技术条件》、《300～350km/h电气化铁路接触网装备暂行技术条件》等成果。目前定位器一般为铝合金直形定位器，近几年总体运行情况良好，但也存在一些不足和改进空间，主要存在以下问题：(1)在沿海及隧道内等严重腐蚀区域，铝合金定位器防腐蚀能力存在不足；(2)铝合金定位器耐疲劳能力存在不足；(3)直形定位器和受电弓动态包络线匹配性不好，极端工况下存在打弓隐患；(4)定位器钩环连接处易出现过度磨损；(5)定位器零件数量过多，铆接处存在安全风险；(6)铝合金定位器受重量较大，影响受流质量。中国高铁实施走出去战略，现有接触网面临专利和现实维护等问题，由铁路总局立项研发下一代接触网，希望通过采用新材料，新结构和新工艺试制新型接触网各组件，其中方案之一是采用碳纤维复材方案，希望充分利用碳纤维复合材料自身轻量化、高强度、耐腐蚀，一体成型，少维护量等优于现有铝合金或钢材料的优势，提高产品的可靠性，减少客户后期大量的维护工作。因此研发出一种新型的采用碳纤维复合材料制成的定位器，如图1-4所示。该定位器具有强度大、重量轻、耐腐蚀、耐疲劳和安装调整简单等优点；因此，为了实现定位器的批量生产，急需提供一种专用的模具。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供一种复合材料定位器模具及定位器的制作方法，该模具是一种针对上述定位器的基于热压罐成型工艺的专用模具。本专利技术解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种复合材料定位器模具，所述定位器的横截面为H型，所述H型截面包括腹板，以及位于腹板两端的两个橼条，所述模具指成型中赋予复合材料制品形状所用部件的组合体，包括上模和下模，所述上模与下模对扣用于形成与所述定位器的主梁形状相同的型腔；上模和下模用于铺贴预浸料以及形成型腔。第一定位块和第二定位块，所述第一定位块和第二定位块分别位于所述型腔延伸方向的两端；两端的定位块用于上下模的定位以及连接固定。形成于所述上模一端的第一上连接部以及形成于所述下模一端的第一下连接部，所述第一上连接部和第一下连接部上下相对，且所述第一定位块与所述第一上连接部和第一下连接部固定连接；以及形成于所述上模另一端的第二上连接部和形成于所述下模另一端的第二下连接部，所述第二上连接部和第二下连接部上下相对，且所述第二定位块与所述第二上连接部和第二下连接部固定连接。在上下模两端分别具有定位块的连接结构，配合定位块实现定位，以及完成上下模的连接。进一步，所述上模内侧具有由上凸台形成的上模成型面，所述下模内侧具有由下凸台形成的下模成型面，所述上模成型面与所述下模成型面对扣形成所述型腔。上模成型面和下模成型面的形状根据定位器的形状设计，凸台用于形成定位器的H型的结构的相对的两个凹槽，定型性好。进一步，所述第一定位块包括第一定位部和第一限位部，所述第一定位部和第一限位部为一体连接的T形结构，所述第一定位部插设在所述第一上连接部和第一下连接部之间且通过依次贯穿第一上连接部、第一定位部和第一下连接部的圆柱销钉与所述第一上连接部和第一下连接部固定连接，所述第一限位部紧贴在所述第一上连接部和第一下连接部端部的外侧，且所述第一限位部上端通过圆柱销钉与第一上连接部固定连接，所述第一限位部下端通过圆柱销钉与第一下连接部固定连接。进一步，所述第二定位块包括第二定位部和挡板，所述第二定位部和挡板为分体连接的T形结构，所述第二定位部插设在所述第二上连接部和第二下连接部之间且通过依次贯穿第二上连接部、第二定位部和第二下连接部的圆柱销钉与所述第二上连接部和第二下连接部固定连接，所述挡板紧贴在所述第二上连接部和第二下连接部端部的外侧，且所述挡板上端通过圆柱销钉与第二上连接部固定连接，所述挡板下端通过圆柱销钉与第二下连接部固定连接。第二定位部与挡板分体便于合模；另一端第一定位块为一体有利于对定位销方向施加压力。第一定位块设计为可前后做一定距离移动，并左右方向位置限制，一方面对定位销起到定位作用，另一方面保证真空袋可通过第一定位块对定位销充分施压。进一步，还包括硅橡胶条，所述硅橡胶条封设在所述型腔的两侧。用于H型定位器两侧边的定位成型。硅橡胶条一方面传递压力，另一方面保证表面光洁。进一步，还包括真空袋，所述模具整体位于所述真空袋内部。上述模具满足制品——碳纤维复合材料定位器的结构、形状、尺寸等赋形要求，并满足传压与传热的要求。一种复合材料定位器的制作方法，采用上述复合材料定位器模具热压成型，包括以下步骤：1)模具准备模具首次使用时，首先用清洁白布将模具表面的油渍灰尘等杂物清理干净，并用丙酮擦拭模具表面，随后放置10min左右，涂上脱模剂；作为优选，脱模剂共涂3次，每次时间间隔15min。多次涂脱模剂保证脱膜效果。2)预浸料裁剪根据结构需求，设计下料图；将下料图纸载入裁剪机；按照图纸要求，裁剪对应形状的预浸料；裁剪完成后，对预浸料做好密封保存，等待铺层使用；预浸料裁剪时不允许任何拼接、搭接，且预浸料有缺陷的部位要舍去；其中，预浸料是指树脂体系浸渍连续纤维或织物，形成树脂体系与增强体的复合物，是制备复合材料的中间材料。预浸料类型有单向预浸料、单向织物预浸料(纬纱＜10％)、织物预浸料、窄带预浸料(mm量级)、预浸纱、无皱织物预浸料(结合缝合技术)。3)铺贴先在上模和下模上分别进行预浸料的铺贴，对超出尺寸部分预浸料使用剪刀等进行修剪，并将预浸料的角度偏差控制在一定范围内；第一层预浸料进行铺贴时，橼条部位留有部分翻边；待橼条部分铺贴至倒数第二层预浸料时，将第一层预浸料所留翻边翻起，随后铺贴橼条部分的最后一层预浸料；这样一方面增加了制件橼条边缘的美观，另一方面在一定程度上提高了结构性能。4)合模上模和下模两部分模具铺贴完成后，放置定位销钉和套筒，并将上模和下模两部分模具对扣，随后采用圆柱销钉与螺栓将第一定位块紧固上模和下模，并在另一端使用C型夹夹紧，以避免翘起，以此保证上模和下模紧密贴合，然后铺贴硅橡胶条部分，最后通过采用销钉与螺栓将第一定位块和第二定位块紧固上模和下模；金属套筒部位通过硅橡胶热膨胀进行施加压力，一方面简化了金属模具设计，另一方面保证了型面美观。由于复合材料强度和刚度的各异性，以及复合材料层间强度较低、延展性小等特点，采用金属件定位销钉和套筒作为定位器与其他部件的连接构件，为了保证碳纤维复合材料结构件的安装及使用性能要求，避免机械加工碳纤维复合材料基体，在碳纤维复合材料结构件成形过程中，采用在碳纤维复合材料基体上预先放置金属构件的工艺措施来保证，即预埋件。碳纤维复合材料线膨胀系数较铝合金和钛合金的小一个数量级以上，而与不锈钢相近，碳纤维定位器对结构性能、热稳定性要求较高，不适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料定位器(100)模具，所述定位器(100)的横截面为H型，所述H型截面包括腹板(104)，以及位于腹板(104)两端的两个橼条(105)，其特征在于：包括上模(4)和下模(1)，所述上模(4)与下模(1)对扣用于形成与所述定位器(100)的主梁(101)形状相同的型腔；第一定位块(2)和第二定位块(5)，所述第一定位块(2)和第二定位块(5)分别位于所述型腔延伸方向的两端；形成于所述上模(4)一端的第一上连接部(4‑1)以及形成于所述下模(1)一端的第一下连接部(1‑1)，所述第一上连接部(4‑1)和第一下连接部(1‑1)上下相对，且所述第一定位块(2)与所述第一上连接部(4‑1)和第一下连接部(1‑1)固定连接；以及形成于所述上模(4)另一端的第二上连接部(4‑2)和形成于所述下模(1)另一端的第二下连接部(1‑2)，所述第二上连接部(4‑2)和第二下连接部(1‑2)上下相对，且所述第二定位块(5)与所述第二上连接部(4‑2)和第二下连接部(1‑2)固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料定位器(100)模具，所述定位器(100)的横截面为H型，所述H型截面包括腹板(104)，以及位于腹板(104)两端的两个橼条(105)，其特征在于：包括上模(4)和下模(1)，所述上模(4)与下模(1)对扣用于形成与所述定位器(100)的主梁(101)形状相同的型腔；第一定位块(2)和第二定位块(5)，所述第一定位块(2)和第二定位块(5)分别位于所述型腔延伸方向的两端；形成于所述上模(4)一端的第一上连接部(4-1)以及形成于所述下模(1)一端的第一下连接部(1-1)，所述第一上连接部(4-1)和第一下连接部(1-1)上下相对，且所述第一定位块(2)与所述第一上连接部(4-1)和第一下连接部(1-1)固定连接；以及形成于所述上模(4)另一端的第二上连接部(4-2)和形成于所述下模(1)另一端的第二下连接部(1-2)，所述第二上连接部(4-2)和第二下连接部(1-2)上下相对，且所述第二定位块(5)与所述第二上连接部(4-2)和第二下连接部(1-2)固定连接。2.如权利要求1所述的复合材料定位器(100)模具，其特征在于：所述上模(4)内侧具有由上凸台形成的上模成型面(4-3)，所述下模(1)内侧具有由下凸台形成的下模成型面(1-3)，所述上模成型面(4-3)与所述下模成型面(1-3)对扣形成所述型腔。3.如权利要求1所述的复合材料定位器(100)模具，其特征在于：所述第一定位块(2)包括第一定位部(2-1)和第一限位部(2-2)，所述第一定位部(2-1)和第一限位部(2-2)为一体连接的T形结构，所述第一定位部(2-1)插设在所述第一上连接部(4-1)和第一下连接部(1-1)之间且与所述第一上连接部(4-1)和第一下连接部(1-1)固定连接，所述第一限位部(2-2)紧贴在所述第一上连接部(4-1)和第一下连接部(1-1)端部的外侧，且所述第一限位部(2-2)上端与第一上连接部(4-1)固定连接，所述第一限位部(2-2)下端与第一下连接部(1-1)固定连接。4.如权利要求1所述的复合材料定位器(100)模具，其特征在于：所述第二定位块(5)包括第二定位部(5-1)和挡板(5-2)，所述第二定位部(5-1)和挡板(5-2)为分体连接的T形结构，所述第二定位部(5-1)插设在所述第二上连接部(4-2)和第二下连接部(1-2)之间且与所述第二上连接部(4-2)和第二下连接部(1-2)固定连接，所述挡板(5-2)紧贴在所述第二上连接部(4-2)和第二下连接部(1-2)端部的外侧，且所述挡板(5-2)上端与第二上连接部(4-2)固定连接，所述挡板(5-2)下端与第二下连接部(1-2)固定连接。5.如权利要求1-4任一项所述的复合材料定位器(100)模具，其特征在于：还包括硅橡胶条(14)，所述硅橡胶条(14)封设在所述型腔的两侧。6.如权利要求5所述的复合材料定位器(100)模具，其特征在于：还包括真空袋(12)，所述模具整体位于所述真空袋(12)内部。7.一种复合材料定位器(100)的制作方法，其特征在于：包括如权利要求1-6任一项所述复合材料定位器(100)模具，还包括以下步骤：1)模具准备模具首次使用时，首先将模具表面的杂物清理干净，并用丙酮擦拭模具表面，随后放置10min左右，涂上脱模剂；2)预浸料(16)裁剪根据结构需求，设计下料图；将下料图纸载入裁剪机；按照图纸要求，裁剪对应形状的预浸料(16)；裁剪完成后，对预浸料(16)做好密封保存，等待铺层使用；预浸料(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗健，韩凌青，陈伟，陈可宁，储文平，牟铁保，王友聪，张星星，贾朋军，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，中铁建电气化局集团轨道交通器材有限公司，江苏恒神股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12