一种用于玻璃钢缠绕的可变径模具的制作方法

1.本发明属于缠绕模具技术领域，具体的讲涉及一种用于玻璃钢缠绕的可变径模具。


背景技术：

2.玻璃钢缠绕工艺是树脂基复合材料的主要制造工艺之一，其在控制张力和预定线型的条件下，应用专门的缠绕设备将连续玻璃纤维浸渍树脂胶液后连续、均匀且有规律地缠绕在模具或内衬上，然后在一定温度环境下使之固化，经过脱模后成为特定形状制品的复合材料成型方法。
3.目前实际产生中应用最为普遍的模具全部为金属结构，缺点主要有，其一，在缠绕完成后，对制品进行加热固化时，因金属模具的导热性能好，会额外吸收消耗大量的热能，增加了加热固化的生产成本；其二：固化脱模时，因玻璃钢制品的收缩，导制脱模困难，费时费力，强力退模甚至损坏成型制品，严重影响产品质量，同时对模具也会造成很大的损伤，减少了使用寿命；其三，因为金属模具形状单一，多为管状结构，在缠绕变径管道、表面凹凸起伏以及异形制品时，受到了很大在限制，固化退模也异常艰难。虽然现在有能够实现变径的金属模具，但因其结构复杂，功能不稳定，在实际生产中没有实用价值。
4.专利号为cn2915475的实用新型公开了一种生产玻璃钢管用的可变径模具，其圆筒的侧壁上沿轴向设有长缝，长缝的侧壁与长板条的侧壁相配合，长板条的外表面为与圆筒外表面同曲率的圆弧面，长板条的里端与驱动装置相连，驱动装置安装在圆筒内。可根据玻璃钢管的公称直径制造圆筒，并在其上缠绕所需制成的玻璃钢管，在玻璃钢管固化后，再利用液压控制装置通过管路令多个油缸的活塞杆作收缩运动，带动长板条向内收缩，于是，圆筒与玻璃钢管之间的配合会出现松动，从而将玻璃钢管与圆筒分离。该可变径模具的结构组成部件较多，连接关系复杂，生产制造成本高，使用经济效益差；其次是，脱模过程中需要多组动力配合，使用不稳定，设备故障率高，维护费用多；再者，刚性金属芯模无法完成变径管道、异型管道的缠绕，固化加热过程热损耗依旧较大，脱模也很困难。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是提供一种能够适应变径异型构件的玻璃钢缠绕、通过柔性变形提高脱模效率且结构简单紧凑、加工制造方便的可变径模具，其橡胶材质的胎囊复合结构，显著降低了热传导，提高了固化热能利用率。
6.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种用于玻璃钢缠绕的可变径模具，其特征在于：包括芯轴以及套装在其外部的弹性胎囊；其中，所述弹性胎囊包括两端的封堵以及设置在所述弹性胎囊内表面的多个环型翅片或者螺旋型翅片，所述环型翅片排列套装在所述芯轴外部且其径向与所述芯轴的轴向倾斜相交，所述弹性胎囊填充介质后，所述环型翅片的内缘箍紧所述芯轴且其外缘支撑所述弹性胎囊形成供玻璃钢缠绕的可变径芯模。
7.构成上述一种用于玻璃钢缠绕的可变径模具附加技术特征还包括：——所述芯轴为中空管，其表面设置至少一个用于连通所述弹性胎囊的通孔，所述环型翅片的根部设置一个或多个透孔，所述芯轴内具有连接通孔的介质管道，所述介质管道与泵体连接；——所述透孔与所述弹性胎囊内表面连接，相邻所述环型翅片的透孔沿所述芯轴的轴向对齐，形成供所述弹性胎囊外表面褶皱后的容纳空间；——所述通孔上设置用于超压泄放的单向阀，所述通孔上设置压力传感器，所述压力传感器和泵体均与plc控制器电气连接，用于自动充放介质；——所述弹性胎囊内填充气体，气压的取值在0.5mpa
±
10%范围内；——所述芯轴由金属制成，所述弹性胎囊由橡胶复合材料制成。
8.本发明所提供的一种用于玻璃钢缠绕的可变径模具同现有技术相比，由于该新型可变径模具包括芯轴以及套装在其外部的弹性胎囊，弹性胎囊的内表面具有排列套装在芯轴外部且与其径向与芯轴的轴向倾斜相交的环型翅片，即弹性胎囊内填充介质后，环型翅片的内缘箍紧芯轴且其外缘支撑弹性胎囊形成供玻璃钢缠绕的模具内衬，具有以下优点：其一，通过弹性胎囊的充放介质，实现缠绕模具外径的变化，便于缠绕成品加热固化后，顺利退模，并且弹性胎囊内的环型翅片起到支撑作用，其根部（外缘）与弹性胎囊的内表面连接，其末端（内缘）箍紧在芯轴上，在模具进行缠绕作业时，能传递足够的扭矩，防止弹性胎囊与芯轴相对滑动，缠绕快速而稳定；其二，由于弹性胎囊与芯轴之间具有排列套装的环型翅片，即弹性胎囊在填充介质时，环型翅片以芯轴的轴线为中心展开，对弹性胎囊形成强有力的支撑，当固化完成退模时，泄放介质，环型翅片以芯轴的轴线为中心收缩，实现弹性胎囊的幅宽均匀减小；其三，排列套装的环型翅片的宽度可以根据缠绕制品的具体规格，进行适应性调整，使弹性胎囊的外表面形成多种形态的缠绕芯模，该模具能够进行变径、凹凸波动以及多种异形结构的玻璃钢制品的缠绕，拓宽了模具的使用范围；其四，该可变径模具为中心芯轴和套装在外部的弹性胎囊构成的复合结构，弹性胎囊能进行充放变形，一般由橡胶复合材料制成，热传导速度慢，弹性胎囊内填充气体或压力油后，也具有绝热功能，即在固化工序中，热能利用率好，固化效率和成本显著减低，具有突出的经济效益。
附图说明
9.图1为本发明一种用于玻璃钢缠绕的可变径模具的结构示意图；图2为该可变径模具的弹性胎囊的截面示意图。
具体实施方式
10.下面结合附图对本发明所提供的一种用于玻璃钢缠绕的可变径模具的结构和工作原理作进一步的详细说明。
11.参见图1，为本发明所提供的一种用于玻璃钢缠绕的可变径模具的结构示意图。构成该新型可变径模具的结构包括芯轴1以及套装在其外部的弹性胎囊2；其中，弹性胎囊2包括两端的封堵21以及设置在弹性胎囊2内表面的多个环型翅片22或者螺旋型翅片，螺旋型翅片或者环型翅片22排列套装在芯轴1外部且其径向与芯轴1的轴向倾斜相交，弹性胎囊2填充介质后，环型翅片22的内缘箍紧芯轴1且其外缘支撑弹性胎囊2形成供玻璃钢缠绕的可
变径芯模。
12.其工作原理为：该模具的芯轴1与缠绕设备装配，芯轴1的外部套装弹性胎囊2，弹性胎囊2内表面具有多个环型翅片22，环型翅片22排列套装在芯轴1外部且与其径向与芯轴1的轴向倾斜相交，即弹性胎囊2内充放介质（一般为气体、压力油等），环型翅片22以轴向为中心进行绽放和收缩，实现整体芯模直径的变化，便于退模，另外，环型翅片22的幅宽可以根据缠绕制品的形状进行变化，实现变径、弯曲以及异型结构的缠绕。
13.在构成上述可变径模具的结构中，——为了提高弹性胎囊2的充放效率，实现快速形变要求，上述芯轴1为中空管，其表面设置至少一个用于连通弹性胎囊2的通孔11，芯轴1内具有连接通孔11的介质管道12，介质管道12与泵体5连接，通过通孔11对弹性胎囊2快速充放介质，比如充气、充液等，如图2所示，优选地，环型翅片22的根部（外缘）设置一个或多个透孔23，即实现了弹性胎囊2整体压强的一致性，内部压力均匀，变化稳定平衡，使弹性胎囊2外表面始终保持规整，便于形成高质量的缠绕制品；——进一步的，上述透孔23与弹性胎囊2内表面连接，相邻环型翅片22的透孔23沿芯轴1的轴向对齐，形成供弹性胎囊2外表面褶皱后的容纳空间，位于每一个环型翅片22根部的透孔23数量为多个且沿圆周均匀分布，即由轴向看去，所有的透孔23与弹性胎囊2连接后形成空槽架，在弹性胎囊2泄放介质后，透孔23部位形成褶皱，且凹陷进入透孔23内，便于芯轴1和弹性胎囊2快速退出缠绕件；——作为较佳的实施方式，上述通孔11上设置用于超压泄放的单向阀3，当弹性胎囊2内部填充介质压力过大时或者在加热固化过程中，压强超过预设值，单向阀3打开通孔11，将超压释放；上述通孔11上设置压力传感器4，压力传感器4和连接介质管道12的泵体5均与plc控制器6电气连接，用于自动加压，即实现了弹性胎囊2内部压强始终处于智能监控状态，超压后泄放，欠压后自动填充介质，确保了弹性胎囊2始终处于稳定的外观形状和结构强度；——在一个实施例中，上述弹性胎囊2内填充气体，气压的取值在0.5mpa
±
10%范围内，最好维持在0.5mpa，更加适应玻璃钢缠绕安全要求，形成稳定的缠绕芯模，进一步的，上述芯轴1由金属制成，比如钢铁、不锈钢等材料均可，弹性胎囊2由橡胶复合材料制成，橡胶复合材料是指以帘线(聚酯、尼龙、人造丝、钢丝等)为增强相、橡胶为基体的复合材料，其具有优异的粘弹性、大变形、高模量比(可高达3～4个数量级)等特性，兼具柔韧性和机械强度，弹性胎囊2和芯轴1构成的复合结构可变径模具，具有重量轻巧、缠绕灵活，使用维修便捷等优点。