[发明专利]一种串联式水溶砂芯模及其制作方法

说明书

本发明涉及一种串联式水溶砂芯模及其制作方法，属于纤维复合材料芯模设计制造领域，其包括前封头、后封头、N个柱段部件和N个柱段加强件。各部件粘接制作，成型工艺简单。固化后各砂芯部件的强度高、模量高、耐高温。柱段各部件上均带有安装定位直口，对接后粘接固定使用。前封头、柱段和后封头通过芯模轴保证前后极孔和芯模的同轴性，对接粘接后成为串联一体的两端带封头柱形气瓶芯模。该芯模为串联式分段结构，避免了整体工装制造的工装大、重、贵和成型砂芯部件操作时不易操作、质量难保证的问题，节省工装成本、易加工、效率高，既能满足纤维复合材料缠绕成型时的承力要求和温度要求，又能在成型固化后进行水溶脱除、脱模简单、易操作。

技术领域

本发明属于纤维复合材料芯模技术领域，特别是涉及一种串联式水溶砂芯模及其制作方法。

背景技术

纤维复合材料柱形气瓶以其轻质高强耐腐蚀的优异特性在各行各业的应用越来越多。目前，复合材料气瓶的成型大多采用在有一定强度的金属材料内衬上进行，而金属内衬的制造工艺复杂、造价昂贵，且对于较薄金属衬，其成型过程中容易发生变形，尤其当气瓶的重量要求比较苛刻、柱段较长、两端带有不等极孔时，金属内衬的应用就更受限，甚至无法实施。

对于小尺寸气瓶可以采用整体式芯模，但对于较大或较长的柱形气瓶，整体式芯模的工装造价高、笨重，且操作实施困难，芯模的质量难以保证，一次性成品率低。这就对制作纤维复合材料柱形气瓶的芯模设计提出了分段式设计的要求，以保证纤维连续缠绕成型时，芯模能满足承力要求和温度要求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种串联式水溶砂芯模及其制作方法，以解决整体式芯模，但对于较大或较长的柱形气瓶，整体式芯模的工装造价高、笨重，且操作实施困难，芯模的质量难以保证，一次性成品率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种串联式水溶砂芯模的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)制备前封头，所述前封头由前封头成型工装制作，将前封头底模和前封头芯模轴通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；芯模的型面和厚度通过前封头内芯和前封头底模之间的模腔保证，前封头内芯坐在前封头芯模轴的配合台阶上，前封头的内直口通过内直口压环和前封头盖板制备；

(2)制备后封头，所述后封头由后封头成型工装制作，将后封头底模和后封头芯模轴通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；芯模的型面和厚度通过后封头内芯和后封头底模之间的模腔保证，后封头内芯坐在后封头芯模轴的配合台阶上，后封头的外直口通过外直口压环和后封头盖板制备。

(3)制备柱段加强件，所述柱段加强件由柱段加强件工装制作，将柱段加强件底模和柱段加强件芯模轴通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实；柱段加强件的厚度、内直口通过柱段加强件面板、柱段加强件盖板和柱段加强件底模之间的模腔保证，外直口通过柱段加强件底模型面保证；

(4)制备柱段部件，柱段部件由柱段部件工装制作，将柱段部件底模和柱段部件芯模轴通过螺母固定后，填入按比例混合均匀的聚乙烯醇河沙，压实，柱段部件的厚度、内直口通过柱段部件面板、柱段部件盖板和柱段部件底模之间的模腔保证，外直口通过柱段部件底模型面保证；

(5)将前封头(1)、N个柱段部件和后封头依次串联连接，中间穿有芯模轴，通过芯模轴保证前后极孔和芯模的同轴性，柱段加强件根据气瓶的尺寸和受力条件，组合安装在柱段部件串联的受力薄弱位置处。