一种整体成型的复材显控台的成型模具

技术领域

本发明涉及显控台生产技术领域，特别涉及一种整体成型的复材显控台的成型模具。

背景技术

舰艇显控台的主体结构由三大部件构成：显示单元、电子机箱单元和操控单元，传统显控台的显示单元、电子机箱单元和操控单元的主壳体结构显示单元壳体、电子机箱壳体和操控单元壳体的材料均为铸铝，铸铝材料相对于碳纤维材料存在比重差、强度低的特点，在相同强度的前提下，利用碳纤维复合材料制成的舰艇显控台显示单元壳体、电子机箱单元壳体和操控单元壳体质量更轻，厚度更薄。

复材显控台主要通过树脂传递塑膜的方式进行生产，其主要是将树脂注入闭合模具中浸润增强碳纤维材料并固化的工艺，但是，在实际操作过程中，为保证树脂完全将模腔填充，需要灌注树脂直至多余的树脂从模腔中流出，而这一过程不仅需要在模腔上开设溢流孔，还会造成一定程度的材料浪费。

因此，发明一种整体成型的复材显控台的成型模具来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整体成型的复材显控台的成型模具，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种整体成型的复材显控台的成型模具，包括支撑组件，所述支撑组件的上方依次设置有加热组件、下模组件、上模组件和冷却组件；

所述上模组件包括位于下模组件的上方的上模支撑架，所述上模支撑架上固定连接有上模具本体，所述上模具本体顶部设有密封板，所述上模具本体的四角均固定安装有内部填充有液压油的固定管，所述固定管另一端贯穿密封板，所述固定管靠近下模组件一端的内部设有滑动块，所述固定管的内部固定连接有环圈，所述滑动块与环圈之间通过第一弹性件连接，所述固定管远离下模组件一端的外壁固定连接有电磁铁，所述固定管远离下模组件的一端内壁滑动连接有活塞块，所述活塞块上设与电磁铁外壁滑动连接的套环，所述固定管的内部套设有抽气管，所述抽气管贯穿滑动块并与滑动块密封滑动连接；所述抽气管另一端贯穿活塞块，且与活塞块滑动连接，所述抽气管靠近滑动块的一端设有电磁阀，所述密封板的中部滑动连接有外衬管，所述外衬管从内至外依次开设有树脂加注道、进气道和液道，所述固定管通过软管与液道连通，所述外衬管底部周侧壁开设有圆周阵列分布的第一沉孔，所述第一沉孔内设有与液道相连通的第二沉孔，所述第二沉孔内设有液压油推动伸缩的伸缩组件，所述进气道通过自由伸缩管与伸缩组件相连接；所述软管与自由伸缩管的内部同样设有电磁阀，所述外衬管的顶部通过电动推杆与密封板的上表面固定连接。

优选的，所述伸缩组件包括圆环形活塞，所述圆环形活塞一侧通过自由伸缩管与进气道相连通，所述圆环形活塞另一侧设有与第一沉孔密封滑动连接的进气头，所述圆环形活塞通过弹簧与第二沉孔内壁连接。

优选的，所述第一弹性件为压簧。

优选的，所述支撑组件包括支撑座，所述支撑座的上表面四角处均固定连接有支撑柱，所述支撑柱的外侧通过螺纹活动连接有多组支撑套，所述支撑座的外侧壁中部固定连接有支撑板，所述支撑板的顶端镶嵌有控制面板。

优选的，所述加热组件包括加热箱，所述加热箱的下表面与支撑座的上表面固定连接，所述加热箱的内部设置有热传油，所述加热箱前侧面开设的两个插槽内均通过螺纹固定连接有活动座，所述活动座的内侧壁固定连接有多个呈环形阵列分布的电热管，所述加热箱的后侧面中部设置有循环泵，所述循环泵的输出端固定连接有导油管。

优选的，所述下模组件包括下模支撑架，所述下模支撑架位于加热箱上方，所述下模支撑架的四角处均固定连接有与支撑柱相适配的定位滑套，所述下模支撑架的中部镶嵌有下模体，所述下模体底端中部开设的腔室内设置有导热管，所述导热管设置为蛇形结构，所述导热管的两端均固定连接有旋转接头。

优选的，所述导热管的上方设置有导热板，所述导热板的上方设置有模腔，所述模腔开设于下模体的上表面中部，所述模腔的顶端设置有密封框，所述密封框上表面两端中部开设的通槽内均设置有推板，所述密封框两侧中部均通过销轴活动连接有活动块，所述活动块设置为楔形结构，且活动块的两端均设置有圆角，所述活动块的外侧壁一端固定连接有内六角扳手套。

优选的，所述上模支撑架的四角处均固定连接有与支撑柱相适配的限位滑套，所述上模具本体包括与上模支撑架连接的活动框，所述活动框的底端中部固定连接有上模座，所述上模座的内部设有导水管，所述导水管的底端固定连接有冷却水管。

优选的，所述冷却组件包括固定架，所述固定架位于上模支撑架的上方，所述固定架的四角处均固定连接有与支撑柱相适配的定位套，所述固定架的下表面中部固定连接有液压杆，所述液压杆的底端固定连接有连接架，所述连接架的下表面四角处均固定连接有“L”形结构的连接耳。

优选的，所述固定架的上表面中部固定连接有循环水箱，所述循环水箱的后侧面中部设置有循环水泵，所述循环水泵的输出端固定连接有循环水管，所述循环水箱的前侧面中部设置有多个散热翅片，所述散热翅片的外侧设置有风扇排，所述风扇排的四角处均通过螺栓与循环水箱的外侧壁固定连接。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设置支撑组件，支撑组件的上方设置有下模组件和上模组件，复材显控台的原料碳布可以被铺设在下模组件和上模组件之间，同时，下模组件和上模组件之间还可以灌注环氧树脂，通过设置加热组件和冷却组件，加热组件和冷却组件可以实现对模腔内原料温度的控制，从而使得复材显控台可以在上模组件和下模组件之间一体化成型，并且加热组件和冷却组件相对独立，从而可以实现对原料固化温度的精确控制，进而保证了复材显控台的成型质量。

2、本发明通过设置活塞块，在灌注环氧树脂时，将环氧树脂的出料管与树脂加注道连接，通过灌注泵将环氧树脂注入树脂加注道中，并通过树脂加注道进入模腔中，当环氧树脂将模腔中填满时，滑动块受到环氧树脂的挤压向环圈的方向运动，滑动块在运动的过程中挤压液压油，使得液压油挤压固定管另一端的活塞块，从而使得活塞块向固定管的顶端运动；通过判断活塞块是否被顶起，即可判断环氧树脂是否填满模腔。

3、本发明通过设置抽气装置与吹气装置，同时启动抽气装置、吹气装置以及灌注泵，灌注泵将环氧树脂通过树脂加注道注入到上模座与模腔形成的空腔中，抽气装置通过抽气管对空腔中残存的气体进行抽气，吹气装置通过进气道与自由伸缩管对空腔的内部吹风，从而带动环氧树脂向空腔的四周运动，从而加快环氧树脂在上模座与模腔形成的空腔中的流动速度。

4、本发明通过设置伸缩组件，在环氧树脂进行灌注的同时，活塞块在电磁铁的作用下，对固定管内部的液压油进行反复挤压，使固定管、软管、液道内的液压油增压，高压液压油对圆形活塞进行反复挤压，圆形活塞推动进气头反复伸缩，进而使得进气头的位置发生改变，由于进气头的位置发生改变，使得进气头的出气端的位置改变，进而使得抽气管与进气头之间的气场发生变化，进而进一步的促进环氧树脂向空腔的四周运动，提高环氧树脂对碳纤维的浸润速率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构侧面示意图。

图3为本发明的支撑组件结构示意图。

图4为本发明的加热组件结构示意图。

图5为本发明的电热管结构示意图。

图6为本发明的加热组件结构侧面示意图。

图7为本发明的下模组件结构示意图。

图8为本发明的下模组件结构剖视示意图。

图9为本发明的导热管结构示意图。

图10为本发明的活动块结构示意图。

图11为本发明的上模组件结构示意图。

图12为本发明的上模组件结构剖视示意图。

图13为本发明图12中A处结构放大示意图。

图14为本发明的冷却组件结构示意图。

图15为本发明的冷却组件结构侧面示意图。

图16为本发明固定管的内部结构图。

图17为本发明图16中部分结构放大示意图。

图中：1、支撑组件；2、加热组件；3、下模组件；4、上模组件；5、冷却组件；101、支撑座；102、支撑柱；103、支撑套；104、支撑板；105、控制面板；201、加热箱；202、插槽；203、活动座；204、电热管；205、循环泵；206、导油管；301、下模支撑架；302、定位滑套；303、下模体；304、导热管；305、旋转接头；306、导热板；307、模腔；308、密封框；309、推板；310、活动块；311、内六角扳手套；401、上模支撑架；402、上模具本体；403、密封板；404、固定管；405、滑动块；406、环圈；407、第一弹性件；408、电磁铁；409、活塞块；410、套环；411、抽气管；412、电磁阀；413、外衬管；414、树脂加注道；415、进气道；416、液道；417、软管；418、第一沉孔；419、第二沉孔；420、伸缩组件；421、自由伸缩管；422、电动推杆；423、圆环形活塞；424、进气头；425、弹簧；426、限位滑套；427、活动框；428、上模座；429、导水管；430、冷却水管；501、固定架；502、定位套；503、液压杆；504、连接架；505、连接耳；506、循环水箱；507、循环水泵；508、循环水管；509、散热翅片；510、风扇排。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了如图1至图15所示的一种整体成型的复材显控台的成型模具，包括支撑组件1、加热组件2、下模组件3、上模组件4和冷却组件5，支撑组件1的上方依次设置有加热组件2、下模组件3、上模组件4和冷却组件5。

支撑组件1包括支撑座101，支撑座101的上表面四角处均固定连接有支撑柱102，支撑柱102的外侧通过螺纹活动连接有多组支撑套103，多组支撑套103可以分别实现对下模支撑架301、上模支撑架401和固定架501的支撑，且通过转动支撑套103使得支撑套103在支撑柱102外侧的位置被调整，可以实现对下模支撑架301、上模支撑架401和固定架501之间位置的调整。

具体的，支撑座101的外侧壁中部固定连接有支撑板104，支撑板104的顶端镶嵌有控制面板105，循环泵205、电热管204、液压杆503、循环水泵507、风扇排510均与控制面板105电连接，控制面板105可以实现对上述各组件的控制。

加热组件2包括加热箱201，加热箱201的下表面与支撑座101的上表面固定连接，加热箱201的内部设置有热传油，加热箱201前侧面开设的两个插槽202内均通过螺纹固定连接有活动座203，活动座203与加热箱201设置为可分离结构，一方面方便了对热传油的更换保养，另一方面方便了对电热管204的维护检修。

具体的，活动座203的内侧壁固定连接有多个呈环形阵列分布的电热管204，加热箱201的后侧面中部设置有循环泵205，循环泵205的输出端固定连接有导油管206。

更为具体的，电热管204对加热箱201中的热传油进行加热，加热后的热传油经循环泵205的作用进入导油管206中，导油管206中的热传油进入导热管304中，而导热管304可以通过热传递的方式对导热板306进行加热，从而可以实现对模腔307内部温度的提升。

下模组件3包括下模支撑架301，下模支撑架301位于加热箱201上方，下模支撑架301的四角处均固定连接有与支撑柱102相适配的定位滑套302，下模支撑架301的中部镶嵌有下模体303，下模体303底端中部开设的腔室内设置有导热管304，导热管304设置为蛇形结构，蛇形结构的设置使得导热管304与导热板306之间的接触面积得到提升，从而使得导热管304的导热效果得到提升。

具体的，导热管304的两端均固定连接有旋转接头305，旋转接头305与导油管206相适配，旋转接头305与导油管206配合，可以实现热传油的输送，导热管304的上方设置有导热板306，导热板306的上方设置有模腔307，模腔307开设于下模体303的上表面中部，模腔307的顶端设置有密封框308，密封框308上表面两端中部开设的通槽内均设置有推板309，复材显控台在固化成型后，其边缘位于推板309的上方。

更为具体的，密封框308两侧中部均通过销轴活动连接有活动块310，活动块310设置为楔形结构，且活动块310的两端均设置有圆角，活动块310的外侧壁一端固定连接有内六角扳手套311，使用内六角扳手转动内六角扳手套311，使得内六角扳手套311带动活动块310转动，此时活动块310的一端挤压推板309，使得推板309向上运动，推板309可以将复材显控台的边缘向上顶起，从而可以实现复材显控台的快速脱模。

上模组件4包括上模支撑架401，上模支撑架401位于下模支撑架301的上方，上模支撑架401的四角处均固定连接有与支撑柱102相适配的限位滑套426，上模支撑架401上固定连接有上模具本体402，上模具本体402顶部设有密封板403，上模具本体402包括与上模支撑架401连接的活动框427，活动框427与密封框308相适配，活动框427与密封框308配合，活动框427的底端中部固定连接有上模座428，上模座428与模腔307相适配，上模座428可以将复材显控台原料压入模腔307内，以便于原料成型；密封板403的中部滑动连接有外衬管413，外衬管413上开设有树脂加注道414；将环氧树脂的出料管与树脂加注道414连接，通过灌注泵将环氧树脂注入树脂加注道414中，环氧树脂通过树脂加注道414进入模腔307中。

更为具体的，上模具本体402的四角均固定安装有内部填充有液压油的固定管404，固定管404靠近下模组件3一端的内部设有滑动块405，固定管404的内部固定连接有环圈406，滑动块405与环圈406之间通过第一弹性件407连接，固定管404远离下模组件3的一端设有与固定管404内部滑动连接的活塞块409，当环氧树脂将模腔307中填满时，滑动块405受到环氧树脂的挤压向固定管404的内部移动，最终使得滑动块405完全进入到固定管404内，滑动块405远离固定管404的一端与上模具本体402的外壁平齐，滑动块405在移动的过程中挤压固定管404内的液压油，使得液压油挤压活塞块409，从而使得活塞块409运动；进而可以通过判断活塞块409是否被顶起，即可判断环氧树脂是否填满模腔307。

同时，上模座428的内部设有导水管429，导水管429的底端固定连接有冷却水管430；冷却水管430可以通过热传递的方式吸收上模板上的热量，从而起到对模腔307的降温。

冷却组件5包括固定架501，固定架501位于上模支撑架401的上方，固定架501的四角处均固定连接有与支撑柱102相适配的定位套502，固定架501的下表面中部固定连接有液压杆503，液压杆503的底端固定连接有连接架504，连接架504的下表面四角处均固定连接有“L”形结构的连接耳505，连接耳505通过螺栓与上模支撑架401的上表面固定连接，连接架504可以将上模组件4的上方架空，从而方便了外衬管413的设置。

具体的，固定架501的上表面中部固定连接有循环水箱506，循环水箱506的后侧面中部设置有循环水泵507，循环水泵507的输出端固定连接有循环水管508，循环水管508与导水管429的一端相连接，循环水管508与导水管429配合，可以实现冷却水的输送，循环水箱506的前侧面中部设置有多个散热翅片509，散热翅片509的外侧设置有风扇排510，风扇排510的四角处均通过螺栓与循环水箱506的外侧壁固定连接。

更为具体的，循环水泵507可以将循环水箱506中的冷却水输送至循环水管508中，循环水管508中的冷却水可以进入冷却水管430中，而冷却水管430可以通过热传递的方式吸收上模板上的热量，从而可以实现对模腔307内温度的降低，而且，吸收热量后的冷却水回流至循环水箱506中，而散热翅片509和风扇排510配合，可以实现对循环水箱506中冷却水的降温，从而可以保证装置的降温效果。

本装置在使用时，首先将复材显控台生产用的碳纤维布铺设在下模组件3的上方，待多层碳纤维布放置完成后，调整下模组件3与上模组件4之间的位置，使得下模组件3与上模组件4拼接成完成的模具，在此过程中，此时将环氧树脂注入上模组件4与下模组件3之间，直至环氧树脂将下模组件3与上模组件4之间的成型模腔307填满，在此过程中，通过加热组件2对成型模腔307内的原料进行加热，使得成型模腔307内的温度始终保持在一定的温度范围内，环氧树脂注塑完成后，继续保温一段时间，直至碳纤维布与环氧树脂完全固化，此时通过冷却组件5对成型模腔307内的原料进行冷却降温，待原料降温后，将下模组件3与上模组件4分离，此时可以进行复材显控台的脱模，对脱模后的复材显控台毛坯进行切边、打磨即可完成复材显控台的生产。

下模组件3和上模组件4在拼接过程中，液压杆503带动连接架504向下运动，连接架504带动上模支撑架401向下运动，而上模支撑架401可以带动上模座428向下运动，直至上模座428插入模腔307中，此时碳纤维布在模腔307中被挤压定型。

在灌注环氧树脂时，将环氧树脂的出料管与树脂加注道414连接，通过灌注泵将环氧树脂注入树脂加注道414中，环氧树脂通过树脂加注道414进入模腔307中，当环氧树脂将模腔307中填满时，滑动块405受到环氧树脂的挤压发生运动，滑动块405运动插入固定管404内，此时滑动块405挤压液压油，使得液压油挤压活塞块409，从而使得活塞块409运动；通过判断活塞块409是否被顶起，即可判断环氧树脂是否填满模腔307。

加热组件2在对模腔307内部进行加热时，电热管204对加热箱201中的热传油进行加热，加热后的热传油经循环泵205的作用进入导油管206中，导油管206中的热传油进入导热管304中，而导热管304可以通过热传递的方式对导热板306进行加热，从而可以实现对模腔307内部温度的提升。

冷却组件5对模腔307内部进行降温时，循环水泵507可以将循环水箱506中的冷却水输送至循环水管508中，循环水管508中的冷却水可以进入冷却水管430中，而冷却水管430可以通过热传递的方式吸收上模板上的热量，从而可以实现对模腔307内温度的降低，而且，吸收热量后的冷却水回流至循环水箱506中，而散热翅片509和风扇排510配合，可以实现对循环水箱506中冷却水的降温，从而可以保证装置的降温效果。

在对复材显控台进行脱模时，将上模组件4与下模组件3分离，然后使用内六角扳手转动内六角扳手套311，使得内六角扳手套311带动活动块310转动，此时活动块310的一端挤压推板309，使得推板309向上运动，推板309可以将复材显控台的边缘向上顶起，从而可以实现复材显控台的快速脱模。

实施例二

基于上一实施例，虽然上述实施例能够解决复材显控台制造过程中环氧树脂是否填满模腔307的技术问题，但是在对模腔307内注入环氧树脂的过程中，由于树脂的灌注压力不确定，导致树脂流动性差。鉴于此，在实施例一的基础上进行改进，其改进后的技术方案如下。

参考图16至图17，上模组件4包括上模支撑架401，上模支撑架401位于下模组件3的上方；上模支撑架401上固定连接有上模具本体402，上模具本体402顶部设有密封板403，上模具本体402的四角均固定安装有固定管404，固定管404的内部填充有液压油，固定管404另一端贯穿密封板403，固定管404靠近下模组件3一端的内部设有滑动块405，固定管404的内部固定连接有环圈406，滑动块405与环圈406之间通过第一弹性件407连接，固定管404远离下模组件3一端的外壁固定连接有电磁铁408，固定管404远离下模组件3的一端内壁滑动连接有活塞块409，活塞块409上设与电磁铁408外壁滑动连接的套环410，固定管404的内部套设有抽气管411，环圈406与抽气管411之间存在缝隙，抽气管411贯穿滑动块405并与滑动块405密封滑动连接；抽气管411另一端贯穿活塞块409，且与活塞块409滑动连接，抽气管411靠近滑动块405的一端设有电磁阀412。

密封板403的中部滑动连接有外衬管413，外衬管413从内至外依次开设有树脂加注道414、进气道415和液道416，固定管404通过软管417与液道416连通，外衬管413底部周侧壁开设有圆周阵列分布的第一沉孔418，第一沉孔418内设有与液道416相连通的第二沉孔419，第二沉孔419内设有液压油推动伸缩的伸缩组件420，进气道415通过自由伸缩管421与伸缩组件420相连接，软管417与自由伸缩管421的内部同样设有电磁阀412。

外衬管413的顶部通过电动推杆422与密封板403的上表面固定连接。

具体的，伸缩组件420包括圆环形活塞423，圆环形活塞423一侧通过自由伸缩管421与进气道415相连通，圆环形活塞423另一侧设有与第一沉孔418密封滑动连接的进气头424，圆环形活塞423通过弹簧425与第二沉孔419内壁连接。

具体的，第一弹性件407为压簧。

将外部抽气装置与抽气管411的输出端连接，将外部吹气装置与进气道415相连接，在上模座428与模腔307合模后，同时启动抽气装置、吹气装置以及灌注泵，同时控制电磁铁408反复通断电，同时控制抽气管411、软管417、自由伸缩管421内的电磁阀412打开，灌注泵将环氧树脂注入树脂加注道414中，环氧树脂通过树脂加注道414进入到上模座428与模腔307形成的空腔中，此时抽气装置通过抽气管411对空腔中残存的气体进行抽气，同时吹气装置通过进气道415与自由伸缩管421使进气头424对空腔的内部吹风，从而使得进气头424与抽气管411形成流动的气场，从而使气场中的气流对空腔内的环氧树脂进行引导，进而促进环氧树脂向空腔的四周运动，提高环氧树脂对碳纤维的浸润速率；在环氧树脂进行灌注的同时，活塞块409在电磁铁408的作用下，对固定管404内部的液压油进行反复挤压，使固定管404、软管417、液道416内的液压油增压，高压液压油对圆环形活塞423进行反复挤压，圆环形活塞423推动进气头424反复伸缩，进而使得进气头424的位置发生改变，由于进气头424的位置发生改变，使得进气头424的出气端的位置改变，进而使得抽气管411与进气头424之间的气场发生变化，进而进一步的促进环氧树脂向空腔的四周运动，提高环氧树脂对碳纤维的浸润速率；通过在树脂加注道414的底部设有液位传感器，在环氧树脂加注过程中，当液位传感器检测到环氧树脂距离加注口的距离大于预设值时，控制电动推杆422伸长，上述预设值根据生产需求进行设置，电动推杆422伸长的过程中同步推动外衬管413向上模支撑架401的上方移动，外衬管413带动树脂加注道414的输出口向上移动，进而使进气头424与空腔内的环氧树脂的液面始终保持在预设距离内，进而使进气头424与抽气管411之间的气场与环氧树脂的液面始终保持在最大接触面积，从而维持环氧树脂对碳纤维的浸润速率。

当电动推杆422伸长到设定的长度时，控制外部抽气装置与外部吹气装置同步关闭，控制抽气管411、自由伸缩管421中的电磁阀412关闭，同时控制电磁铁408断电，在弹簧425的弹性作用下，使液压油推动活塞块409复位，之后控制软管417中的电磁阀412关闭，继续向树脂加注道414内灌注环氧树脂，环氧树脂推动滑动块405向环圈406的方向移动，滑动块405移动的过程中，对固定管404中的液压油进行挤压，液压油推动活塞块409向上运动，进而可以通过判断活塞块409是否被顶起，即可判断环氧树脂是否填满模腔307。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。