模具设计

模具工业２００９年第３５卷第２期

复合材料传动轴模具设计

肖红波

（武汉交通职业学院机电工程系，湖北武汉４３００６５）

摘要：针对复合材料传动轴形状复杂且增强材料采用编织体的特点，提出了气囊辅助真空ＲＩＭ工艺制造方案。设计了成型模具，并对模具基本结构和制作过程进行了较详细的探讨和研究。工艺实验表明，借助该模具能顺利实施气囊辅助真空ＲＩＭ工艺并制备出高性能的复合材料传动轴。

关键词：甩Ｍ；编织体；传动轴；模具设计

中图分类号：ＴＱ３２０．６６２

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００１—２１６８（２００９）吆一００６４—０３

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１引言

气囊辅助ｆｍ瓜ｒｅｓｉｎｔｌ＇ｄＩ商ｅｒｒ叫ｄｉｒ培）工艺已被广泛应用于航空航天、汽车、建筑和船舶等领域的复合材料制造与生产，且技术日趋成熟、完善。经过数十年的发展，在传统的ＲＴＭ工艺基础上已衍生出多种新型ＲＩＭ成型工艺，气囊辅助ＲＩＭ工艺便是其中之一．特别适合予空心结构复合材料制品的制备Ｉｌ】ｏ此工艺的原理为：在气囊上铺好干态的纤维预成型体，置入刚性的凹模中，把树脂注入模腔并控制气囊充气膨胀以便对预成型体施加一定的成型压力，固化成型及脱模伫’３ｌｏ树脂的注入也可借助抽真空的方法进行。气囊辅助ＲＩＭ工艺制造的制件，纤维体积含量比传统ＲＩＭ工艺高，脱模更容易。

模具设计是复合材料制造的关键，它直接影响产品的质量、性能和成本。如果模具设计存在缺陷（如强度、密封等），则树脂与纤维间的粘合力将会降低，从而恶化产品的表面质量与力学性能，更为

收稿日期：２００８—１０—０９０

作者简介：肖红波（１９８０－）．女。湖北枝江人，硕士，主要从事模具设计及教学工作。地址：湖北武汉交通职业学院机电工程系。（电话）１３９ｒ７１４００１５２’（电子信箱）ｊ．ｅｃｈｏ（西ｔｕｒｍ

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严重的是会发生人身伤害事故，因此模具设计须满足结构件外形尺寸特性、树脂注入压力、树脂流动性、预制件的渗透性、固化特性及模具开启闭合等方面的要求。复合材料传动轴增强材料采用编织体，形状复杂，制造工艺采用气囊辅助真空ＲＩＭ工艺制造。现根据制品形状尺寸及ＲＩＭ工艺特点，设计了成型模具，经过试制，制备出了纤维含量高、性能合

格的制品。

２工艺分析

图１所示复合材料传动轴两端为带孔法兰，中间为圆筒形，在法兰和筒体的连接部位，为了保证强度，在内、外均设计了锥形过渡。采用ＲＩＭ工艺可以整体成型其构件。但若采用普通ＲＩＭ刚性模具会有很大的困难。首先，制品在法兰和简体连接处存在加强筋，使刚性芯模在ＲⅡｖＩ工艺中的装模和脱模问析，决定采用软模（气囊）及真空辅助ＲＩＭ成型工艺解决制品构件整体成型及浸胶问题。

软模（气囊）及真空辅助ＲＩＭ成型工艺过程如图２所示，即使用１副金属凹模和内部气囊（凸模）

题难以解决。经过对制品结构形状和Ｉ矾工艺分