双腔热压模具成型设计及应用

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1、制造技术研究2010年12月第6期双腔热压模具成型设计及应用胡京媛李旭东梅春明(首都航天机械公司，北京100076)摘要：阐述了舵基板的成型原理，介绍了热压模具的结构，对模具进行了受力分析。采用不溢式双腔热压模具的成型方式，解决了尺寸大、精度高、形状复杂及料厚差值大的舵基板成型问题，成功应用于批量生产。关键词：舵基板；成型原理；受力分析；双腔热压模具DesignandApplicationofTwo—cavityHotPressingMoldingHuJingyuanLiXudongMeiChunming(CapitalAe

2、rospaceMachineryCompany，Beijing100076)Abstract：Formingprincipleofrudderbaseplateandhotpressingmoldingstructureareintroduced．Basedonthestressanalysisforthemould，rudderbaseplatemoldingproblemsofbigsize，highaccuracy，complexshapeandmaterialdifferencevaluearesolvedbythe

3、useofnon—flowingtWO—cavityhotpressingmolding．Thereforethismoldingmethodiswidelyusedinbatchproduction．Keywords：rudderbaseplate；moldingprinciple：stressanalysis：two—cavityhotpressingmould1引言舵基板是某产品系统的组件之一，是重要的防热部件，材料为高硅氧纤维／钡酚醛树脂。零件长680mm、宽200mm，迎风面的前端足圆锥面与斜平面相连接的头部突起，

4、突起后部是为其它部件提供转动平台的平面。背风面是平面与弧嘶相连接，后半部为M120mmxl．5ram的细牙螺纹通孔。该组件外形尺寸人，形状复杂，厚度筹别人，最厚处27mm，最薄处只有6mm，成型时极易变形。产晶设计对舵基板的性能要求啦常高。2成型原理及热压作用热压模具成型是根据压制舵基板工艺条件，将高硅氧纤维／钡酚醛树脂放入凹模型腔内逐渐加热、加压，树脂受到加热和加压的作用逐渐软化成粘流状态，充满型腔，经保压钡酚醛树脂产生硬化反应，然后降低模具温度，制晶【司化后将其顶出，成型过程为：预浸料的备制一装料一热压一加工．÷热处理。

5、其中热压的过程很火键，温度的控制分为K个阶段(见图1)。图1时间与温度关系控制图第一阶段是颅热阶段：钡酚醛树脂发生熔化，并进一步浸透纤维，同时排除挥发成分，加压约为伞压的一半左右。第一：阶段是保温阶段：使钡酚醛树脂在较低的反应速度下进行硬化反应。第三阶段是升温阶段：升温小宜太快，否则会使硬化反应速度JJl

6、快而引起成品分层或产生裂纹。第网阶段是当温度达到最高值后保持恒定的阶段：保证钡酚醛树脂充分硬化，而使成品的性能达剑最佳值。第五阶段为冷却阶段，即当舵基板坯中钡酚醛树脂充分硬化后进行降温准备脱模阶段：作用f产品的压力最大，增

7、加钡酚醛树脂作青简介：胡京媛(1957一)．工程师．机械I：程々业：研究方向：模具设计技术．收稿日期：2010-10-0834制造技术研究航天制造技术的流动性，使纤维进一步压缩，防止制品在冷却过程中的变形。3“一模两件”成型设计方案舵基板的成型技术方案为：以24mm长的高硅氧纤维／钡酚醛预浸料为原材料，采用机械混料的方法，用模压成型工艺压制而成。常规舵基板热雎模具一天只能生产一个零件，无法满足生产进度要求，再制造一套单腔热压模具还需增加一台500t液压机及一组熟练操作工人，成本高，效率低，因此提出“一模两件”的构想。普通的非

8、金属制品，收缩率多在0．5％～5％之间，产品精度要求在IT9级以下。这些制品在同一模具一卜的多个型腔能够达到基本一致，因此一模多腔较为普遍。但对于较大型、复杂的热压模具，一般还是采用单模单腔式，特别是成型材料为高硅氧纤维／钡酚醛树脂的热压模具，一模两腔的设计还没有应用到生产的经验。舵基板为长纤维制品，收缩率很小，一般在0．05％以内，产品公差小于117级。对于成型这种高精度、外形尺寸人且型面复杂、材料为高硅氧纤维／钡酚醛树脂的热压模具，要使同一模具卜的两个型腔生产出的两件产品都能满足产品设计公差要求，非常困难，不仅此类模具设

9、计与制造难度人，同时成型工艺卜受到设备的精度、填料的多少、大型模具温度场的控制等诸多因素的影响，两型腔的一致性控制困难。4模具设计及受力分析4．1舵基板双腔热压模具的设计因为加料时稍不均衡就会造成各型腔压力的不均衡。引起制件欠压，使产^^／1i密实而产生废品：热场的不均衡及模具设计不合理也