一种可拆分式C/C复合材料螺旋弹簧成型模具

一种可拆分式c/c复合材料螺旋弹簧成型模具
技术领域
1.本实用新型涉及一种弹簧成型模具，具体涉及一种可拆分式c/c复合材料螺旋弹簧成型模具。


背景技术：

2.螺旋弹簧是一种常见的机械零件，普通的金属弹簧从设计、选材、制造等工艺的研究已经较为成熟，并且已经广泛应用于工业制造和家庭生活的众多方面，起着不可或缺的作用。但是随着人类社会的进步和科学技术的不断发展，许多领域对弹簧的性能提出了更高的要求，尤其是在航空航天、化工、高温热工等领域，某些弹簧应用部位的服役环境相当恶劣，比如高温、强腐蚀等，而传统的金属材质弹簧的工作温度有限，并且随着温度的升高，金属材料的强度急剧下降，无法满足这些特殊领域弹簧的使用要求。
3.c/c复合材料是由碳纤维增强碳基体构成的复合材料，是一种增强相和基体相分别为碳纤维和碳基体的全碳质非均相材料。它具有密度低，比强度大，热膨胀系数低，耐腐蚀性能好，并且随着温度的升高，其力学性能逐渐增强等优点，因此被广泛关注。目前，c/c复合材料已经在飞机机翼前沿、火箭发动机喉衬、航天飞机的热结构部件以及航空刹车等航空航天领域得到了应用，但是其在解决极端环境下的机械振动、缓和冲击等方面作为弹簧的应用尚罕见报道。
4.由于c/c复合材料各向异性，现有的弹簧成型模具中较少适用于c/c复合材料螺旋弹簧的制作，导致生产效率低，且产品质量极不稳定。


技术实现要素：

5.针对以上现有技术的不足，本实用新型提供一种可拆分式c/c复合材料螺旋弹簧成型模具，适用于c/c复合材料螺旋弹簧的制作，具有生产效率高、产品质量稳定的特点。
6.本实用新型所述的一种可拆分式c/c复合材料螺旋弹簧成型模具，其特征在于：包括芯轴、模具顶盖、芯模、模具底座和模具外壳；
7.所述芯模呈圆柱状且位于模具顶盖和模具底座之间，所述模具顶盖沿轴向贯通有插入孔，所述芯模沿轴向贯通有通孔，所述模具底座顶部开设有螺纹孔，所述插入孔、通孔和螺纹孔位于同一轴心线且形成容纳芯轴的空间，所述芯轴的下端加工有与螺纹孔相配合的外螺纹；
8.所述芯模的外表面加工有弹簧纹路，所述芯模沿周向由若干个扇形块拼接而成；
9.所述模具外壳套接于芯模的外表面，所述模具外壳由两个半圆状结构拼接而成，所述模具外壳的内表面加工有弹簧纹路，且模具外壳的弹簧纹路与芯模的弹簧纹路相匹配。
10.更进一步的，所述芯轴的顶部位于模具顶盖的上方且固定设置有把手。方便操作人员借力操作。
11.更进一步的，所述扇形块的个数为6～8个。
12.更进一步的，所述模具顶盖的底部围绕插入孔开设有顶盖卡槽，每个所述扇形块的上端插接于顶盖卡槽内。
13.更进一步的，所述模具底座的顶部围绕螺纹孔开设有底座卡槽，每个所述扇形块的下端插接于底座卡槽内。
14.本实用新型中，模具外壳的弹簧纹路与芯模的弹簧纹路构成完整的螺旋形成型空间。本模具选择聚四氟乙烯作为模具制作的原材料，浸泡碳纤维束的树脂溶液粘性较大，但与聚四氟乙烯材料不发生粘材现象，从而弹簧脱模时杂质引入减少且脱模不费力。
15.在使用时，按照以下步骤进行：(1)根据制作弹簧的尺寸选取合适规格的模具；(2)拼装扇形块组成芯模，然后在上下两端组装上模具顶盖和模具底座，最后插入芯轴并旋转使其外螺纹连接于螺纹孔上；(2)将碳纤维束在树脂溶液中充分浸泡后缠绕在芯模上的弹簧纹路中，缠绕达到目标尺寸后，停止缠绕，合上模具外壳；(4)将模具放入保温箱，进行固化阶段；(5)冷却后，打开模具外壳，旋转取出芯轴，拆除模具顶盖和模具底座，轻轻挤松对立的任意两块扇形块，使其所有的扇形块松散，从而取出成型的c/c复合材料螺旋弹簧；(6)c/c复合材料螺旋弹簧成品再经过打磨、碳化等处理，最后检验其成品性能。
16.本实用新型所具有的有益效果是：(1)该模具可用于制作c/c复合材料螺旋弹簧，生产效率高，产品质量稳定；(2)该模具可拆分，易脱模、便于成型；(3)该模具可重复利用，从而有效降低生产成本，便于产业化推广使用。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型的分解结构示意图(去掉模具外壳)；
19.图2为顶盖卡槽位置处的结构示意图；
20.图3为模具外壳与芯模的组装结构示意图；
21.图中：1、芯轴 2、模具顶盖 3、扇形块 4、模具底座 5、外螺纹 6、把手 7、底座卡槽 8、弹簧纹路 9、顶盖卡槽 10、模具外壳。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.实施例1：
24.如图1
‑
图3所示，一种可拆分式c/c复合材料螺旋弹簧成型模具，包括芯轴1、模具顶盖2、芯模、模具底座4和模具外壳10；
25.所述芯模呈圆柱状且位于模具顶盖2和模具底座4之间，所述模具顶盖2沿轴向贯通有插入孔，所述芯模沿轴向贯通有通孔，所述模具底座4顶部开设有螺纹孔，所述插入孔、
通孔和螺纹孔位于同一轴心线且形成容纳芯轴1的空间，所述芯轴1的下端加工有与螺纹孔相配合的外螺纹5；所述芯轴1的顶部位于模具顶盖2的上方且固定设置有把手6。方便操作人员借力操作。
26.所述芯模的外表面加工有弹簧纹路8，所述芯模沿周向由6个扇形块3拼接而成；
27.所述模具外壳10套接于芯模的外表面，所述模具外壳10由两个半圆状结构拼接而成，所述模具外壳10的内表面加工有弹簧纹路8，且模具外壳10的弹簧纹路8与芯模的弹簧纹路8相匹配。
28.所述模具顶盖2的底部围绕插入孔开设有顶盖卡槽9，每个所述扇形块3的上端插接于顶盖卡槽9内。
29.所述模具底座4的顶部围绕螺纹孔开设有底座卡槽7，每个所述扇形块3的下端插接于底座卡槽7内。
30.本实施例中，模具外壳10的弹簧纹路8与芯模的弹簧纹路8构成完整的螺旋形成型空间。本模具选择聚四氟乙烯作为模具制作的原材料，浸泡碳纤维束的树脂溶液粘性较大，但与聚四氟乙烯材料不发生粘材现象，从而弹簧脱模时杂质引入减少且脱模不费力。
31.在使用时，按照以下步骤进行：(1)根据制作弹簧的尺寸选取合适规格的模具；(2)拼装扇形块3组成芯模，然后在上下两端组装上模具顶盖2和模具底座4，最后插入芯轴1并旋转使其外螺纹5连接于螺纹孔上；(2)将碳纤维束在树脂溶液中充分浸泡后缠绕在芯模上的弹簧纹路8中，缠绕达到目标尺寸后，停止缠绕，合上模具外壳10；(4)将模具放入保温箱，进行固化阶段；(5)冷却后，打开模具外壳10，旋转取出芯轴1，拆除模具顶盖2和模具底座4，轻轻挤松对立的任意两块扇形块3，使其所有的扇形块3松散，从而取出成型的c/c复合材料螺旋弹簧；(6)c/c复合材料螺旋弹簧成品再经过打磨、碳化等处理，最后检验其成品性能。
32.以上是本实用新型的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。