阅读说明：本技术 一种大口径非金属筒形制件的复合成型方法 (A kind of composite forming method of the nonmetallic tubular product of heavy caliber ) 是由 许国娟 刘印 阮攀科 刘森茂 郭荣平 郭春梅 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大口径非金属筒形制件的复合成型方法,具体步骤如下：第一步：采用压塑成型工艺对非金属模压料进行预压,得到预压件；第二步：采用热压罐成型工艺对第一步得到所述预压件进行热压固化,得到热固件；第三步：将第二步得到热固件机加成零件设计尺寸,得到最终产品。本发明的复合成型工艺,通过液压机预压与热压罐成型的复合,解决大口径筒形件压塑成型不达标的问题。采用本发明复合成型工艺得到产品,压制密度高,均匀一致性好,并且缩短了整体成型时间,满足对产品大批量生产的要求。(The invention discloses a kind of composite forming methods of the nonmetallic tubular product of heavy caliber, the specific steps are as follows: step 1: carrying out precompressed to nonmetallic molding compound using moulding shaping process, obtains pre-press；Step 2: obtaining the pre-press to the first step using autoclave forming process carries out hot-press solidifying, thermosetting part is obtained；Step 3: second step is obtained thermosetting part machine addition Element Design size, final products are obtained.Composite molding technique of the invention solves the problems, such as that heavy caliber cylindrical member compression molding is not up to standard by the compound of hydraulic press precompressed and autoclave molding.Product is obtained using composite molding technique of the present invention, pressed density is high, and uniformity consistency is good, and shortens the integrally formed time, meets the requirement produced in enormous quantities to product.)

一种大口径非金属筒形制件的复合成型方法

技术领域

本发明涉及一种大口径非金属筒形制件的复合成型方法，属于非金属制件领域。

背景技术

常规筒形结构非金属复合材料制件的成型采取在塑料制品液压机上用专用模具压制成型的方式完成，但随着产品口径的不断增大、现有塑料制品液压机吨位已不能满足大口径产品成型压力大的工艺要求，压制出的产品经常出现制品表面起泡膨涨、凸凹不平、粗糙度差、密度低(产品要求≥1.64g/cm³)等问题，生产出零件不满足图样要求。如某喷管产品的锥筒形零件，其最大口径达到在630吨液压机上压制，压制出产品密度仅为1.52g/cm³，内形底部出现大范围起泡，即使经过车削加工后，仍有小范围的疏松。另外，采用塑料制品液压机成型压制周期较长，不能满足大批量生产需求。

为了解决上述难题，大胆的提出在现有塑料制品液压机上预压成型，然后转入热压罐一起固化的复合成型方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统压塑成型工艺在压制大口径筒形件时，压制出的产品经常出现制品表面起泡膨涨、凸凹不平、粗糙度差、密度低等问题，从而提供一种大口径非金属筒形制件的复合成型方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种大口径非金属筒形制件的复合成型方法，具体步骤如下：

第一步：采用压塑成型工艺对非金属模压料进行预压，得到预压件；

第二步：采用热压罐成型工艺对第一步得到所述预压件进行热压固化，得到热固件；

第三步：将第二步得到热固件机加成零件设计尺寸，得到最终产品。

所述压塑成型工艺的压塑模具中，将任意一个压制面设为与零件设计尺寸一致，并将具有与零件设计尺寸一致压制面的模具分件与预压件一同放入热压罐内进行热压固化。热压固化时，具有与零件设计尺寸一致压制面的模具分件作为热压固化的一个支撑面；热压固化后，仅对非支撑面处进行机加工即可。

有益效果

本发明的复合成型工艺，通过液压机预压与热压罐成型的复合，解决大口径筒形件压塑成型不达标的问题。采用本发明复合成型工艺得到产品，压制密度高，均匀一致性好，并且缩短了整体成型时间，满足对产品大批量生产的要求。

附图说明

图1为实施例中制备的产品零件图；

图2为实施例中压塑成型工艺所需预压模具的结构图；

图3为实施例中进行热压罐成型工艺前零件封装结构图；

图中，1-外模；2-底模；3-零件；4-拉环；5-定位销；6-止退环；7-上模；8-真空袋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步描述。

实施例

采用本发明的复合成型工艺制备某喷管产品的大口径锥筒形零件，该零件的产品图如图1所示，所需的预压模具如图2所示，所述预压模具包括：外模1、底模2、上模7、止退环6、拉环4和定位销5；所述上模7压制段的压制形面与零件的内形尺寸一致，所述外模1和所述底模2的压制形面相对零件的外形尺寸预留0.8mm的机加余量。

所述底模2安装在所述外模1内腔底部的底模安装槽内，所述止退环6搭接在所述外模1的上端，且所述止退环6下端内沿的限位台***外模1内腔上端口部的止退环***槽，使止退环6相对外模1径向限位；所述上模7的压制段***外模1的内腔，使所述底模2的上端侧壁、所述外模1的内腔中部、所述止退环6限位台的下端面和所述上模7的下端围成与待加工产品相匹配的压制型腔；

所述外模1的上端外壁的定位销孔内连接定位销5，拉环4同时套接在所述定位销5和所述止退环6侧壁的连接柱上，使止退环6相对外模1轴向限位。

具体制备步骤如下：

第一步、预压模具预热至90℃，压制型面均匀涂抹脱模剂。高硅氧模料在80℃预热30分钟。

第二步、高硅氧预压：

压机上行，将上模7拔出，空出料腔，并迅速向料腔内装入预热后的高硅氧模料。上模7随压机下行至离模具闭合20mm时停止下行，焖料15分钟，便于原材料中的气体挥发。后压机继续下行至合模，并开始先快后慢逐渐加压，在10分钟内表压达到预压压力20MPa。加压完成后开启加热系统。升温过程中，升温速率≤1.2℃/分钟，使模具温度升至120℃，并保温保压30分钟.

第三步：开模：

然后卸下拉环4，并将定位销5连接在所述上模7上端侧壁的定位销孔内，将拉环4再次套接在所述定位销5和所述止退环6的连接柱上，使上模7和止退环6轴向限位，控制上模7的压机和顶起底模2的顶出杆同时上行，将上模7、止退环6、底模2，连同零件3一起顶出，之后顶出杆下行，底模2在自重作用下随顶出杆下行复位，将零件3、上模7、连同止退环6一起转入下道工序。

第四步：制真空袋，抽真空。

制真空袋：在零件3表面依次铺带孔隔离膜、透气材料，最后铺设真空袋8，并用密封胶条在零件3与止退环6的接触边缘，以及上模7与止退环6的接触边缘密封，封装后的结构如图3所示。

抽真空、检漏：真空袋封装完毕后，在真空袋薄膜外面安装真空嘴，对模腔缓慢抽真空，使真空袋与零件3外形完全贴合。

第五步：转入热压罐固化。

将第四步封装好的零件3放入热压罐中，按预先设计好的高硅氧固化曲线固化：升温速率0.8℃/分钟，升温至固化温度(165±5)℃后，固化2小时，压力(0.8～1)MPa，真空-0.09MPa。

第六步：开罐、取零件、保温。

固化完成后，将零件3温度降到60℃以下，从热压罐内取出。在零件3降温过程中，热压罐内的压力保持成型压力不变，等零件3降到60℃以下，才可以卸掉热压罐内的压力，压力卸完后打开罐门取出零件3。

第七步：车外形，得最终产品。

敲击止退环6，使零件3与上模7和止退环6分离，再对零件3外表面预留的0.8mm机加余量进行机加工，直至达到零件设计尺寸。

得到的后经剖切验证，零件3高硅氧层密实、均匀一致，实测密度为1.68g/cm³。