一种制动吊座的成型模具及方法转让专利

申请号 : CN202310692327.9

文献号 : CN116423870B

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法律信息:

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发明人 : 袁金杨大鹏王常栋丁常方郝鹏君韩宇仙宝君

申请人 : 北京爱思达航天科技有限公司

摘要 :

本发明提供一种制动吊座的成型模具及方法,涉及复合材料成型技术领域,所述成型模具包括:下底板;防护部,设置于所述下底板上,并与所述下底板形成一端为开口式的腔体;底板座,设置于所述下底板上,所述腔体内设置有位于所述底板座上的第三铺层,及设置于所述第三铺层上,且与所述第三铺层之间形成一容纳腔的第二铺层,及设置于所述容纳腔内的芯模以及设置于所述第二铺层上的第一铺层,所述第二铺层上设置有耐高温聚合物;上盖板,盖设于所述腔体的开口处。本发明利用碳纤维复合材料具有比模量高和比强度高的优点,并且还可以起到减重的作用。

权利要求 :

1.一种制动吊座的成型模具,其特征在于,包括:下底板(3);

防护部,设置于所述下底板(3)上,并与所述下底板(3)形成一端为开口式的腔体;

底板座(5),设置于所述下底板(3)上;所述腔体内设置有位于所述底板座(5)上的第三铺层(6),及设置于所述第三铺层(6)上,且与所述第三铺层(6)之间形成一容纳腔的第二铺层(7),及设置于所述容纳腔内的芯模(8)以及设置于所述第二铺层(7)上的第一铺层(12),所述第二铺层(7)上设置有耐高温聚合物(10);

上盖板(1),盖设于所述腔体的开口处。

2.根据权利要求1所述的制动吊座的成型模具,其特征在于,所述防护部包括:内墙(9),设置于所述下底板(3)上;

外墙(2),设置于所述下底板(3)上,并套设于所述内墙(9)外。

3.根据权利要求2所述的制动吊座的成型模具,其特征在于,所述防护部还包括:设置于所述底板座(5)上,且与所述耐高温聚合物(10)一端互相配合的槽体(14);

挡板(13),设置于所述内墙(9)上,并盖设于所述槽体(14)的开口处。

4.根据权利要求3所述的制动吊座的成型模具,其特征在于,所述底板座(5)上设置有凸块(51),所述第三铺层(6)上设置有与所述凸块(51)互相配合的安装槽。

5.根据权利要求4所述的制动吊座的成型模具,其特征在于,所述第二铺层(7)上设置有限位槽(11),所述第一铺层(12)上设置有与所述限位槽(11)互相对应的凸起。

6.根据权利要求5所述的制动吊座的成型模具,其特征在于,所述限位槽(11)至少设置一个。

7.一种制动吊座的成型方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:提供碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料;

将所述碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料制作为第三铺层(6)、第二铺层(7)、芯模(8)和第一铺层(12)的坯料;

将所述第一铺层(12)的坯料铺贴在上盖板(1)上,将第三铺层(6)的坯料铺贴在底板座(5)上,以及将所述芯模(8)的坯料铺贴在所述第三铺层(6)的坯料上;

确定所述芯模(8)的坯料与第三铺层(6)的坯料之间的空缺区域;

根据所述空缺区域计算出需要碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的使用量,并填充;

在所述第三铺层(6)的坯料和芯模(8)的坯料上铺贴第二铺层(7)的坯料;

在所述第二铺层(7)的坯料上安装耐高温聚合物(10);

在所述底板座(5)上以及所述第三铺层(6)、第二铺层(7)、芯模(8)和第一铺层(12)的外部安装防护部;

将所述上盖板(1)盖设在所述防护部上,以使所述上盖板(1)与所述防护部合模;

对合模的上盖板(1)和防护部通过热压机进行加热加压固化,得到制动吊座。

8.根据权利要求7所述的制动吊座的成型方法,其特征在于,根据所述空缺区域计算出需要碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的使用量,包括:对制动吊座模型进行分割,得到每个薄层的轮廓线;

根据需要填补的空缺区域位置,在切片图中定位空缺区域位置,并对空缺区域位置进行分割,得到空缺区域的轮廓线;

选取分割后的轮廓线并计算空缺区域的面积;

根据空缺区域的面积和对应的厚度,计算出需要填补的碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的用量。

9.根据权利要求8所述的制动吊座的成型方法,其特征在于,对合模的上盖板(1)和防护部通过热压机进行加热加压固化,包括:将热压机设置为所需的温度和压力范围;

打开热压机的加热系统,并将温度调节到所需的固化温度,在温度达到设定值后,将加热时间控制在所需时间内;

当温度达到所需的固化温度时,开始施加压力;

当固化时间结束后,将热压机中的温度降至室温。

10.根据权利要求9所述的制动吊座的成型方法,其特征在于,当将热压机中的温度降至室温后,还包括:将成型的制动吊座从成型模具中取出;

获取制动吊座内部结构的信息并判断制动吊座是否存在缺陷。

说明书 :

一种制动吊座的成型模具及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及复合材料成型技术领域,特别是指一种制动吊座的成型模具及方法。

背景技术

[0002] 由于轨道交通产业逐渐全球化,世界各国在激烈竞争的同时,也发展出一系列先进的技术,使高速列车的性能不断提高,更能适应在高海拔、高低温、沙漠等复杂多变的环境下服役运行。而伴随高度列车的不断提速,其自身的冗余重量及运行过程中引发的振动、疲劳、冲击、阻力等问题也愈发突出,现有传统金属结构材料在抗疲劳、轻量化、阻尼减震、提高强度等方面逐渐遇到了瓶颈,无法满足更高的设计要求。
[0003] 转向架质量占整车质量的30% 40%。所以转向架构架轻量化及结构优化对整车性~能提升具有重要意义。复合材料具有密度低、比强度高、比模量大、抗疲劳、阻尼性能好优良力学性能,及制造方法简单、结构轻量化、材料性能可设计性等优点。近年来在轨道交通领域得到了广泛应用。
[0004] 其中,制动吊座是一种常用于转向架上的零件,用于固定制动器并传递制动力。在制造过程中,目前已有许多种制动吊座的成型方法和模具设计,但是存在工艺复杂、成本高、制造周期长等问题。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种制动吊座的成型模具及方法,提供碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料,可以使制作过程更加简单,通过在第三层的坯料和芯模的坯料之间留出空缺区域进行计算和填充,能够准确地控制碳纤维预浸料的使用量,在各层坯料外部安装防护部,可以有效地避免制动吊座成型时的渗漏问题。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
[0007] 第一方面,一种制动吊座的成型模具,包括:
[0008] 下底板;
[0009] 防护部,设置于所述下底板上,并与所述下底板形成一端为开口式的腔体;
[0010] 底板座,设置于所述下底板上,所述腔体内设置有位于所述底板座上的第三铺层,及设置于所述第三铺层上,且与所述第三铺层之间形成一容纳腔的第二铺层,及设置于所述容纳腔内的芯模以及设置于所述第二铺层上的第一铺层,所述第二铺层上设置有耐高温聚合物;
[0011] 上盖板,盖设于所述腔体的开口处。
[0012] 进一步的,所述防护部包括:
[0013] 内墙,设置于所述下底板上;
[0014] 外墙,设置于所述下底板上,并套设于所述内墙外。
[0015] 进一步的,所述防护部还包括:
[0016] 设置于所述底板座上,且与所述耐高温聚合物一端互相配合的槽体;
[0017] 挡板,设置于所述内墙上,并盖设于所述槽体的开口处。
[0018] 进一步的,所述底板座上设置有凸块,所述第三铺层上设置有与所述凸块互相配合的安装槽。
[0019] 进一步的,所述第二铺层上设置有限位槽,所述第一铺层上设置有与所述限位槽互相对应的凸起。
[0020] 进一步的,所述限位槽至少设置一个。
[0021] 第二方面,一种制动吊座的成型方法,所述方法包括以下步骤:
[0022] 提供碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料;
[0023] 将所述碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料制作为第三铺层、第二铺层、芯模和第一铺层的坯料;
[0024] 将所述第一铺层的坯料铺贴在上盖板上,将第三铺层的坯料铺贴在底板座上,以及将所述芯模的坯料铺贴在所述第三铺层的坯料上;
[0025] 确定所述芯模的坯料与第三铺层的坯料之间的空缺区域;
[0026] 根据所述空缺区域计算出需要碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的使用量,并填充;
[0027] 在所述第三铺层的坯料和芯模的坯料上铺贴第二铺层的坯料;
[0028] 在所述第二铺层的坯料上安装耐高温聚合物;
[0029] 在所述底板座上以及所述第三铺层、第二铺层、芯模和第一铺层的外部安装防护部;
[0030] 将所述上盖板盖设在所述防护部上,以使所述上盖板与所述防护部合模;
[0031] 对合模的上盖板和防护部通过热压机进行加热加压固化,得到制动吊座。
[0032] 进一步的,根据所述空缺区域计算出需要碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的使用量,包括:
[0033] 对制动吊座模型进行分割,得到每个薄层的轮廓线;
[0034] 根据需要填补的空缺区域位置,在切片图中定位空缺区域位置,并对空缺区域位置进行分割,得到空缺区域的轮廓线;
[0035] 选取分割后的轮廓线并计算空缺区域的面积;
[0036] 根据空缺区域的面积和对应的厚度,计算出需要填补的碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的用量。
[0037] 进一步的,对合模的上盖板和防护部通过热压机进行加热加压固化,包括:
[0038] 将热压机设置为所需的温度和压力范围;
[0039] 打开热压机的加热系统,并将温度调节到所需的固化温度,在温度达到设定值后,将加热时间控制在所需时间内;
[0040] 当温度达到所需的固化温度时,开始施加压力;
[0041] 当固化时间结束后,将热压机中的温度降至室温。
[0042] 进一步的,当将热压机中的温度降至室温后,还包括:
[0043] 将成型的制动吊座从成型模具中取出;
[0044] 获取制动吊座内部结构的信息并判断制动吊座是否存在缺陷。
[0045] 本发明的上述方案至少包括以下有益效果:
[0046] 本发明的上述方案,提供碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料,可以使制作过程更加简单,通过在第三层的坯料和芯模的坯料之间留出空缺区域进行计算和填充,能够准确地控制碳纤维预浸料的使用量,在各层坯料外部安装防护部,可以有效地避免制动吊座成型时的渗漏问题。
[0047] 将提供的碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料进行加工处理,制作成具有规定形状和大小的各层坯料,具有比模量高和比强度高的优点,并且还可以起到减重的作用,通过确定空缺区域的位置和大小,以便在后续步骤中填充需要的碳纤维预浸料,保证制作出的制动吊座达到所需的强度和刚度,填充碳纤维预浸料可以填补芯模与第三铺层之间的空隙,增加材料的厚度和强度,从而提高整个制动吊座的性能,通过将第二层碳纤维织物预浸料的坯料覆盖到第三层和芯模上,进一步加固材料的强度和刚度,耐高温聚合物可以起到加强材料的作用,提高整个制动吊座的稳定性和强度,通过对上盖板和防护部进行加热加压固化,使得材料能够充分交联和固化,从而形成坚硬、稳定、强度高的制动吊座。

附图说明

[0048] 图1是本发明的实施例提供的制动吊座的成型模具立体图。
[0049] 图2是本发明的实施例提供的制动吊座的成型模具拆去上盖板后示意图。
[0050] 图3是本发明的实施例提供的制动吊座的成型模具拆去上盖板和外墙后示意图。
[0051] 图4是本发明的实施例提供的制动吊座的成型模具的内部结构示意图。
[0052] 图5是本发明的实施例提供的制动吊座的成型模具的图4中铺设第一铺层后示意图。
[0053] 图6是本发明的实施例提供的制动吊座的成型模具的下底板、底板座和槽体结构示意图。
[0054] 附图标记说明:
[0055] 1‑上盖板;2‑外墙;3‑下底板;4‑提拉件;5‑底板座;51‑凸块;6‑第三铺层;7‑第二铺层;8‑芯模;9‑内墙;10‑耐高温聚合物;11‑限位槽;12‑第一铺层;13‑挡板;14‑槽体。

具体实施方式

[0056] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0057] 如图1至图6所示,本发明的实施例提出一种制动吊座的成型模具,包括:
[0058] 下底板3;
[0059] 防护部,设置于所述下底板3上,并与所述下底板3形成一端为开口式的腔体;
[0060] 底板座5,设置于所述下底板3上,所述腔体内设置有位于所述底板座5上的第三铺层6,及设置于所述第三铺层6上,且与所述第三铺层6之间形成一容纳腔的第二铺层7,及设置于所述容纳腔内的芯模8以及设置于所述第二铺层7上的第一铺层12,所述第二铺层7上设置有耐高温聚合物10;
[0061] 上盖板1,盖设于所述腔体的开口处,其中,所述上盖板1上设置有提拉件4。
[0062] 在本发明实施例中,提供碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料,可以使制作过程更加简单,通过在第三层的坯料和芯模的坯料之间留出空缺区域进行计算和填充,能够准确地控制碳纤维预浸料的使用量,在各层坯料外部安装防护部,可以有效地避免制动吊座成型时的渗漏问题。
[0063] 需要说明的是,所述下底板3是模具的底部板块,为整个模具提供稳定的支撑作用。所述防护部位于下底板3上,设计为一个开口式的腔体结构,其作用是保护制动吊座部件的成型过程中不受到外部环境因素的影响,并防止模具中的复合材料泄漏,从而确保成型品质的稳定性。所述底板座5设置于腔体内,承载着第三铺层6的重量,防止其下沉和变形,起到加固和支撑的作用,同时它的表面光滑平整,使得复合材料能够均匀地压实。所述第二铺层7设置在第三铺层6之上,在其与第三铺层6之间形成一个容纳腔。第二铺层7表面覆盖着耐高温聚合物10,其作用主要是在成型过程中起到隔热的作用,防止芯模中的复合材料未完全固化而导致变形或者内部空腔形状不规则的情况发生。所述第一铺层12设置在第二铺层7上,其作用是使复合材料根据设计形态填充到模具的各个部位,并控制复合材料流动的方向和速度。所述上盖板1安装在腔体的开口处,能够完全覆盖整个模具,起到封闭模具和稳定复合材料的作用。因此,当使用时,先将复合材料放置到第一铺层12上。然后,在压力和温度的作用下,复合材料会逐渐充满容纳腔,填充到模具的各个部位。同时,上盖板1封闭住腔体,从而在模具中形成所需要的形状。待复合材料冷却并固化后,打开上盖板,取出成品制动吊座组件。
[0064] 如图1至图6所示,所述防护部包括:
[0065] 内墙9,设置于所述下底板3上;
[0066] 外墙2,设置于所述下底板3上,并套设于所述内墙9外;
[0067] 设置于所述底板座5上,且与所述耐高温聚合物10一端互相配合的槽体14;
[0068] 挡板13,设置于所述内墙9上,并盖设于所述槽体14的开口处。
[0069] 在本发明实施例中,所述防护部包括内墙9和外墙2,分别设置在下底板3上。内墙与下底板3之间形成一个空腔,该空腔可以装入隔热材料或者保温材料,以降低模具周围环境的温度对模具和复合材料成型过程的影响。外墙套设于内墙外,可以提供额外的增强和保护作用,防止模具受到外部损坏和冲击,同时相互间有脱模斜度,方便脱模。所述底板座5是模具的支撑件,在其上面设置有与耐高温聚合物10互相配合的槽体14。该槽体14上方是挡板13,其目的是用于堵住槽体14的开口处。通过这样的设计,可以确保防护部与复合材料成型区域之间的分离,防止复合材料流入防护部,从而影响成型品质。在使用时,先将复合材料放置到第一铺层12上并封闭上盖板1,之后,施加压力和加热,使复合材料充满模具的各个部位,同时内墙和外墙的隔热作用可以减少环境温度的影响。在成型过程中,槽体14与耐高温聚合物10配合起到一定的支撑作用,防止其下沉或变形。挡板13覆盖在槽体14上方,能够封住槽体的开口处,确保复合材料只填充到成型区域,并防止流入防护部分。
[0070] 如图1至图6所示,所述底板座5上设置有凸块51,所述第三铺层6上设置有与所述凸块51互相配合的安装槽,所述第二铺层7上设置有限位槽11,所述第一铺层12上设置有与所述限位槽11互相对应的凸起,所述限位槽11至少设置一个。
[0071] 在本发明实施例中,制动吊座成型模具中底板座5上的凸块51、第三铺层6上的安装槽、第二铺层7上的限位槽11、以及第一铺层12上的凸起之间的相互配合关系。所述底板座5上设置的凸块51的作用是固定第三铺层6,防止其在成型过程中下沉或移动。第三铺层6上设置的安装槽与底板座5上的凸块51互相配合,使第三铺层6能够稳固地安装在底板座5上。所述第二铺层7上设置的限位槽11的作用是用于与凸起配合,从而起到限制所述第一铺层12的位置。
[0072] 如图1至图6所示,一种制动吊座的成型方法,所述方法包括以下步骤:
[0073] 步骤11,提供碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料;
[0074] 步骤12,将所述碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料制作为第三铺层6、第二铺层7、芯模8和第一铺层12的坯料;
[0075] 步骤13,将所述第一铺层12的坯料铺贴在上盖板1上,将第三铺层6的坯料铺贴在底板座5上,以及将所述芯模8的坯料铺贴在所述第三铺层6的坯料上;
[0076] 步骤14,确定所述芯模8的坯料与第三铺层6的坯料之间的空缺区域;
[0077] 步骤15,根据所述空缺区域计算出需要碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的使用量,并填充;
[0078] 步骤16,在所述第三铺层6的坯料和芯模8的坯料上铺贴第二铺层7的坯料;
[0079] 步骤17,在所述第二铺层7的坯料上安装耐高温聚合物10;
[0080] 步骤18,在所述底板座5上以及所述第三铺层6、第二铺层7、芯模8和第一铺层12的外部安装防护部;
[0081] 步骤19,将所述上盖板1盖设在所述防护部上,以使所述上盖板1与所述防护部合模;
[0082] 步骤20,对合模的上盖板1和防护部通过热压机进行加热加压固化,得到制动吊座。
[0083] 在本发明实施例中,在步骤11中,这个步骤的作用是为后续步骤提供制作需要的原材料,其中,碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料都是一种含有树脂的预先浸渍过的碳纤维材料,可以用来制作高强度、低重量的复合材料。在步骤12中,这个步骤是根据需要制作不同部位所需的不同类型的坯料,将不同类型的碳纤维坯料进行预制,为下一步操作做准备,在制作过程中,设计人员需要结合实际情况和所需性能来确定需要使用的不同类型、不同规格的预浸料,并进行预制加工,以便在后续步骤中进行铺贴和填充。
[0084] 其中,在步骤13中,将预制的不同部位的坯料粘贴到模具组装的相应部位,为下一步填充预浸料做准备,这个步骤通常需要在一个干燥、洁净且封闭的环境中进行,具体来说,需要将预制的不同部位的坯料铺贴到模具的相应部位,以便在下一步填充预浸料时黏附在一起。在步骤14中,在芯模与第三铺层之间的空隙内确定需要填充碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的位置和数量,需要检查芯模和第三铺层之间的间隙,并确定需要填充碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的位置和数量。在步骤15中,根据上一步骤中确定的空缺区域计算需要使用的预浸料量,并在空隙中填充,在这个步骤中,需要根据前一步骤确定的需要填充的位置和数量来计算并测量碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的使用量,并将其填充到空隙中。
[0085] 其中,在步骤16中,将第二层预制坯料铺贴在已经粘贴好的第三层和芯模的坯料上,为下一步操作做准备,在这个步骤中,需要将预先制作好的第二铺层坯料铺贴在已经粘贴好的第三铺层和芯模的坯料上。在步骤17中,安装耐高温聚合物,以增强成型件的耐高温性能,这个步骤是为了提高成型件的耐高温性能,需要将预先选定的耐高温聚合物安装在第二铺层上,并确保其牢固和准确地固定在位。在步骤18中,通过安装防护部件,以避免预浸料流出模具,从而保证成型件的质量和形状。
[0086] 其中,在步骤19中,通过将上盖板放置到防护部上,使其与整个模具合模,在这个步骤中,需要将上盖板放置到防护部位上,并使其与整个模具紧密合模,以为下一步操作做好准备。在步骤20中,通过高温和高压将铺设好的坯料定型,得到成型制动吊座,整个制作过程完成,在这个步骤中,需要使用热压机对模具进行高压加热,以将预浸料固化和定型,这个步骤需要严格控制加热温度、压力和加热时间,以确保最终成品的质量和性能。最终,当成型件冷却并硬化后,整个制作过程就完成了。
[0087] 在本发明一优选的实施例中,上述步骤15,可以包括:
[0088] 步骤151,对制动吊座模型进行分割,得到每个薄层的轮廓线;
[0089] 步骤152,根据需要填补的空缺区域位置,在切片图中定位空缺区域位置,并对空缺区域位置进行分割,得到空缺区域的轮廓线;
[0090] 步骤153,选取分割后的轮廓线并计算空缺区域的面积;
[0091] 步骤154,根据空缺区域的面积和对应的厚度,计算出需要填补的碳纤维织物预浸料和碳纤维单向预浸料的用量。
[0092] 在本发明实施例中,在步骤151中,对制动吊座模型进行分割和切割,以得到每个薄层的轮廓线,这个步骤的目的是为后续步骤提供基础数据和形状信息。在步骤152中,选择制动吊座模型,将整个制动吊座模型划按照纹理方向分割分成多个具有厚度的薄层;选定一个薄层的截面平面,并将该平面与薄层相交,然后绘制出该截面平面与薄层的交线,即为该薄层的轮廓线,最后,将每个薄层的轮廓线保存下来,以备后续步骤的使用。在步骤153中,根据得到的空缺区域的轮廓线,从中选取相应的部分,并计算出空缺区域的面积大小,以确保后续计算准确性。在步骤154中,根据所述空缺区域的面积和所需厚度,计算出需要填充的碳纤维预浸料的用量,以确保最终产品的质量和性能。
[0093] 在本发明另一实施例中,在将整个制动吊座模型划按照纹理方向分割分成多个具有厚度的薄层时,具体包括以下步骤:
[0094] 步骤1521,确定制动吊座模型中纤维方向的分布情况,打开制动吊座模型,并选择一个合适的切割平面进行切割。为了保证在纹理方向上的分割精度,这个平面应该与复合材料内部的纤维方向保持一致,在切割平面上,将分割出来的面展开形成具有一定厚度的薄层结构,直到所有纹理方向的分割都完成。在这个过程中,需要保证每个薄层的厚度在设计规格内,并且与相邻薄层的轮廓线正确衔接。在每个薄层中,将薄层对应的轮廓线映射到切割平面上,因此可以得到该薄层在切割平面上的轮廓线,直到所有薄层的轮廓线都被获取,保存这些轮廓线,以备后续使用,因此,按照纹理方向进行分割和切割需要保证非常高的准确性和精度。
[0095] 在本发明一优选的实施例中,上述步骤20,可以包括:
[0096] 步骤201,将热压机设置为所需的温度和压力范围;
[0097] 步骤202,打开热压机的加热系统,并将温度调节到所需的固化温度,在温度达到设定值后,将加热时间控制在所需时间内;
[0098] 步骤203,当温度达到所需的固化温度时,开始施加压力;
[0099] 步骤204,当固化时间结束后,将热压机中的温度降至室温。
[0100] 在本发明实施例中,在步骤201中,在进行制动吊座的热压加固过程中,将热压机按照要求调整到所需的温度和压力范围,以使分子间距离缩短,增加材料的密度和强度,以保证热压加固过程可以达到所需的效果。在步骤202中,在将热压机设置好之后,打开热压机的加热系统,并将温度调整到所需的固化温度,在温度达到设定值后,需要将加热时间控制在所需时间内,以保证材料得到充分的加热和固化。在步骤203中,当热压机的温度达到所需的固化温度时,需要开始施加压力,压力的施加通常会分为多个阶段,以免突然施加大力量对材料造成过大的损伤。在步骤204中,当固化时间结束之后,需要将热压机中的温度降至室温,以便取出制动吊座模型,这个降温过程要进行一定的控制,避免过快或者过慢引起材料内部的应力分布失衡。
[0101] 在本发明另一实施例中,在步骤202中,热压机的加热系统在工作时,具体包括:接通电源,打开热压机的加热元件的开关,开始进行加热;根据工艺要求和材料性质,将控制器设定到所需的固化温度;在加热过程中,加热元件会不断地向内部输送热量,使得热压机内部的温度逐渐升高,同时,根据工艺要求和材料性质,在控制器中设置所需的固化温度以及允许的误差范围,温度传感器会不断地测量内部温度并将信号反馈给控制器,不断地从温度传感器读取当前温度,并将其与设定的固化温度和误差范围进行比较。如果当前温度在预设的范围内,则维持加热功率不变,继续保持温度不变;如果当前温度超出了预设的范围,控制器会及时调整加热功率,使得内部温度重新回到设定的固化温度范围内,如果当前温度偏离目标值太远,超出了所允许的最大误差范围,则控制器会进行报警提示,提醒操作人员及时处理,通过判断当前的温度是否在设定的范围内,自动调节加热功率,以实现温度控制并保证产品质量。同时,当出现异常情况时,控制器还能及时发出报警信号,避免损失产生。
[0102] 例如,为了实现在控制温度时,使得控制效果更加精确,因此,可以设置N个温度传感器分布在热压机的不同位置,每个温度传感器读取的温度为T1,T2,...,TN。为了更加准确地控制温度,可以对N个温度传感器读取的温度值进行加权平均,得到一个加权平均温度Tavg,并且为了更加准确地控制温度,对每个温度传感器分别对应设置一个权重系数W1,W2,...,WN,以代表其在加权平均中所占的比例,加权平均温度Tavg的计算公式为:
[0103]
[0104] 其中,权重系数WN可以根据实际情况进行设置,例如根据传感器的位置、灵敏度等因素来决定。
[0105] 为了更加准确地控制温度,可以进一步的对所述加热元件进行控制,那么目标温度为TtargetTtarget,最大允许偏差为ΔTmax,在控制过程中,需要调整加热元件的加热功率Pheat,使得加热元件的加权平均温度Tavg尽可能接近目标温度,同时不超过允许的最大偏差,具体来说:
[0106] 当加权平均温度Tavg≤(Ttarget-ΔTmax)时,表示平均温度低于或等于目标温度减去最大允许偏差,这意味着需要增加加热功率以提高温度,因此将加热功率Pheat设置为100%。也就是说,此时要最大化加热功率输出,以达到目标温度。
[0107] 当(Ttarget-ΔTmax)
[0108] 当加权平均温度Tavg≥(Ttarget+ΔTmax)时,表示平均温度高于或等于目标温度加上最大允许偏差。这说明需要减少加热功率以降低温度,因此将加热功率Pheat设置为0%,也就是说,此时要完全停止加热功率输出,以避免超过目标温度的上限。
[0109] 其中,在实际应用时,当前时刻测得的加热元件的加权平均温度值Tavg(t)的计算公式为:
[0110] Tavg(t)=αt×Tavg(t-1)+(1-αt)×T(t)
[0111] 其中,αt为时间衰减因子,T(t)为当前时刻测得的加热元件温度值,Tavg(t-1)表示上一时刻计算出的加权平均温度值。因此,根据当前时刻测得的加热元件的加权平均温度值Tavg(t),当需要快速响应温度变化时,可以适当增大时间衰减因子αt的取值,当需要提高模具的稳定性时,可以适当降低时间衰减因子αt的取值,以减缓当前时刻测得的加热元件的加权平均温度值的变化速度。
[0112] 在本发明另一实施例中,当在上述步骤204后,还可以包括:
[0113] 步骤205,将成型的制动吊座从成型模具中取出;
[0114] 步骤206,将超声波探伤仪连接到探头,并通过仪器使探头发射超声波信号进入被检测制动吊座内部;
[0115] 步骤207,当超声波信号遇到制动吊座中的界面或缺陷时,部分超声波波束被反射,经过探头接收并传回至超声波探伤仪;
[0116] 步骤208,通过所述超声波探伤仪对接收的超声波波束进行分析,以获得被检测制动吊座内部结构的信息;
[0117] 步骤209,根据制动吊座内部结构的信息判断制动吊座是否存在缺陷。
[0118] 在本发明实施例中,在固化完成后,复合材料已经形成固定的结构和形状,并且已经达到了一定强度,此时需要将其从成型模具中取出,为后续的检测和加工做好准备。在步骤206中,超声波探伤是一种无损检测技术,通过将超声波信号传入被检测材料中,利用波的传播和反射情况来检测材料内部的缺陷和结构信息,在这个步骤中,需要将超声波探伤仪连接到探头,并将探头放置在制动吊座的表面上,通过探头向复合材料内部发射超声波信号。
[0119] 在本发明实施例中,在步骤207中,在超声波信号进入复合材料内部后,会遇到不同介质之间的边界或内部缺陷,并产生反射、散射等现象,这些反射回来的信号可以被探头接收并传回至超声波探伤仪,用于后续的信号分析和处理。在步骤208中,接收回来的超声波信号需要经过处理和分析,超声波探伤仪可以采集和显示一系列刻度图形,供操作人员参考,此外,或者通过计算机对超声波信号进行数字处理,得到更加准确的结果,其中,在采用计算机对超声波信号进行数字处理时,具体包括以下步骤:将探头产生的超声波信号采集并转换成数字信号,对采集到的信号进行滤波处理,去除噪声和杂波,通过对处理过后的信号进行处理和分析,提取出信号中的有用特征,根据所提取的特征信息,对信号进行重构,得到更加准确的结果和图像,将处理后的信号进行显示和诊断。显示方式可以是声波图像、时间‑幅度‑相位图、彩色三维图像等,数字信号处理不仅可以提高信号的质量和准确度,还可以实现自动化检测和数据分析,提高检测的效率和精度。在步骤209中,分析完成后,可以根据超声波探伤的结果来判断制动吊座内部是否存在缺陷或异常情况,如果存在缺陷,则需要进行进一步的修补和处理,以保证产品的质量和安全性,如果没有发现缺陷,则可以进行后续的加工和装配。
[0120] 需要说明的是,制动吊座设计为复合材料层压结构,结合表面质量要求和内部质量要求,选用碳纤维织物预浸料FP700/IS1303G和碳纤维单向预浸料UD700/IS1303G进行铺贴,刚性闭合模具模压工艺成型。
[0121] 工艺设计遵循厚度方向及外观表面依靠成型来保证,后续不加工。其余线性尺寸在成型过程中保留余量,后期机械加工保证。孔位依据图纸中定位方式来找正。原材料选用碳纤维织物预浸料FP700/IS1303G和碳纤维单向预浸料UD700/IS1303G,按照产品各部位厚度及铺层方案制定铺层数量、顺序及方向。选用刚性模具,在模具铺贴面完成各部位预浸料铺层后,按顺序组合模具,选用压机加热加压固化成型。脱模后无损检测,并在机床上进行机外形加工和制孔等工作。依据图纸中安装孔位置和尺寸为基准,进行产品成型控制和机加控制,尺寸链于加工后形成,图纸中为直线尺寸链和平面尺寸链。产品为多部位组合结构,成型过程压力传递均为压机加载方向。产品涉及的钛合金件设计为成型后粘接和铆接。
[0122] 其中,成型模具选用45#钢,热处理HRC28‑32(是一种常见的硬度指标,表示经过热处理后材料的硬度在28 32 HRC之间)。产品接触面粗糙度Ra1.6,其余Ra3.2(Ra是表面平均~粗糙度,是表面粗糙度的一个参数),模具满足长期180℃和100T(吨位)使用工况。
[0123] 当具体成型时,芯模8铺层设计为 0FP700[0FP700/45FP700]6,其中芯模8具有13层FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料(单层压厚0.4mm),形成厚度5.2mm,预浸料环绕满铺,上述描述中芯模铺层的铺层角度分别为:0度/0度/45度/0度/45度/0度/45度/0度/45度/0度/45度/0度/45度(即为:第一层为0度,第二层为0度,第三层为45度,依次类推),使用的是FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料,铺层数量共13层。
[0124] 第一铺层12设计为 [0FP700/45UD700/‑45UD700/0FP700](5 即为:FP700代表该层使用FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料。UD700代表该层使用UD700/IS1303G碳纤维单向预浸料),其中,第一铺层具有10层FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料(单层压厚0.4mm)和10层UD700/IS1303G碳纤维单向预浸料(单层压厚0.2mm),从而形成的总厚度为6mm,上述描述中第一铺层的铺层角度分别为:0度/45度/‑45度/0度/0度/45度/‑45度/0度/0度/45度/‑45度/0度/0度/45度/‑45度/0度/0度/45度/‑45度/0度(即为:第一层为0度,第二层为45度,第三层为‑45度,依次类推),第一铺层数量共20层,其中FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料10层,UD700/IS1303G碳纤维单向预浸料10层。FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料铺层并固化后每一层厚度为0.4mm。UD700/IS1303G碳纤维单向预浸料铺层并固化后每一层厚度为0.2mm。
[0125] 第三铺层设计为[0FP700/45UD700/‑45UD700]120FP700(即为:FP700代表该层使用FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料。UD700代表该层使用UD700/IS1303G碳纤维单向预浸料)。上述描述中第三铺层的铺层角度分别为:0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度。其中,第三铺层具有13层FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料(单层压厚0.4mm)和24层UD700/IS1303G碳纤维单向预浸料(单层压厚0.2mm),形成厚度10mm。
[0126] 第二铺层设计为 [0FP700/45UD700/‑45UD700]120FP700(即为:FP700代表该层使用FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料。UD700代表该层使用UD700/IS1303G碳纤维单向预浸料)。上述描述中第二铺层的铺层角度分别为:0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度/45度/‑45度/0度,其中,第二铺层具有13层FP700/IS1303G碳纤维织物预浸料(单层压厚0.4mm),24层UD700/IS1303G碳纤维单向预浸料(单层压厚0.2mm),形成总厚度为10mm。芯模8铺层后组装至第三铺层模具上,补偿R角后形成铺贴面满铺。
[0127] 以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。