一种航天航空用阀芯活门组件模具的制作方法

本技术属于密封件模具，具体涉及一种航天航空用阀芯活门组件模具。

背景技术：

1、航天航空飞行器的推进、环境控制和姿态调节等管路系统中普遍设置有用于启闭或调节流体通道的阀芯活门组件，该类组件通常由金属骨架件与具有弹性或密封功能的材料组合而成，要求在较小的结构尺寸内同时满足高压密封、耐高低温、耐介质腐蚀和反复启闭的可靠性。为了使金属件与橡胶等弹性材料之间形成牢固的包覆和定位关系，工程上多依靠专用模具完成一次或多次成型，通过模腔的尺寸精度和型面配合来保证阀芯、门片、固定条、密封缘等部位的相对位置，从而为后续的装配提供基准。随着航天航空用阀门向轻量化、小型化、复杂密封面的方向发展，模具不仅要能准确约束金属嵌件的位置，还要在有限空间内成型出厚薄变化、圆滑过渡和局部密封凸缘等细部结构，模具设计和成型工艺的精度要求随之提高。

2、现有的橡胶包覆或橡胶金属一体化成型技术，多是面向常规管路或工业设备的密封部件开发，其工作压力、介质清洁度、温度波动范围与航天航空环境存在差异，模具在定位方式、排气走胶、温度控制和脱模方式上的通用性有限。尤其是在有门扇、固定条、连接部等多段结构同时成型的场合，如果模具不能对各段金属件提供可靠的三维定位和夹持，容易在硫化或加压过程中产生错位，导致成型后的密封面不连续、厚度不均匀或连接部刚度异常；若为了解决错位而增加后续的粘接、机械铰接等装配工序，又会带来工序多、界面强度不稳定的问题，不利于形成适合批量化生产的标准化模具方案。

3、此外，航天航空用阀芯活门组件多在高洁净要求或高压气体环境下工作，制件表面不允许有明显的飞边、气孔、夹杂等成型缺陷，模具的分型面设计、浇注和排气结构需要兼顾密封件的外观和功能，常见的简单分型或单向合模方式难以同时满足外表面平整、内腔精确成型和嵌件不移位的要求。现有技术中也有通过一次热压硫化实现金属件与橡胶层一体成型的做法，但在用于多部件组合的小尺寸航天阀门时，仍然存在模具结构偏大、装夹步骤繁琐、橡胶流动路径不顺畅、局部柔性部位难成型以及重复生产一致性难保证等问题，因此需要针对航天航空阀芯活门组件的结构特点和使用条件，对模具结构形式和成型方法进行更有针对性的研究和改进。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种航天航空用阀芯活门组件模具及其成型方法，用以解决现有技术中模具对多金属嵌件定位不可靠、成型精度和一致性不足、难以满足航天航空阀芯活门组件一体化成型要求的问题。

2、为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、第一个方面，本实用新型提供一种航天航空用阀芯活门组件模具，包括从上到下依次设置的上模、中模和下模；所述上模、中模和下模在合模状态下围成与阀芯活门组件外形相匹配的成型型腔；

4、所述上模的下表面中央设置有上衬层槽，在上衬层槽内嵌设上耐温衬层；

5、所述中模的中央设置有中央衬层台阶孔，在中央衬层台阶孔内嵌设中央耐温衬层；

6、所述下模的中央设置下衬层骨架孔，沿下衬层骨架孔内壁环向设置下耐温衬层；

7、所述上模与所述中模之间、所述中模与所述下模之间分别设置有相互配合的导向柱和导向孔，导向柱与导向孔沿模具合模方向布置，以保持三者的同轴配合关系。

8、进一步的，所述阀芯活门组件包括骨架本体和设置在骨架本体上的橡胶部；所述骨架本体由上部的圆盘段和与所述圆盘段同轴向下延伸的圆柱段一体成型，所述圆盘段的上表面沿周向开设有环形嵌槽，所述橡胶部为环形橡胶件，嵌设在所述环形嵌槽内。

9、进一步的，所述上耐温衬层为圆形板件结构，上耐温衬层的上端面中央设置螺纹盲孔，在所述上模对应设置螺纹通孔，螺栓穿过螺纹通孔将上耐温衬层固定在所述上衬层槽内。

10、进一步的，所述中央衬层台阶孔自上而下依次形成大径段和小径段，所述中央耐温衬层与所述中央衬层台阶孔形状相配；所述中央耐温衬层的下端设置有螺纹盲孔，所述中模的下表面与螺纹盲孔对应设置有螺纹沉孔，螺栓穿过螺纹沉孔将中央耐温衬层固定在所述中央衬层台阶孔内。

11、进一步的，所述下耐温衬层为环形套筒结构，下衬层骨架孔的内壁设置有与所述环形套筒结构相配合的环向限位肩部，所述下耐温衬层的下端面设置在环向限位肩部上，下耐温衬层的上端面与所述下模的上端面平齐。

12、进一步的，所述上模的下表面设置有环形的凹陷模腔，所述凹陷模腔与所述阀芯活门组件的橡胶部位置对应。

13、进一步的，在所述上模的下表面设置有环形流胶槽，所述环形流胶槽与凹陷模腔相邻。

14、进一步的，所述上耐温衬层、中央耐温衬层、下耐温衬层由改性聚醚醚酮材料或者聚四氟乙烯材料制成。

15、进一步的，所述航天航空用阀芯活门组件模具为多型腔结构。

16、进一步的，所述上耐温衬层、中央耐温衬层均通过卡扣结构与上模、中模连接。

17、与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

18、本实用新型实施例的航天航空用阀芯活门组件模具通过上模、中模和下模的三段式布置，并在三者的中央位置分别设置上衬层槽、中央衬层台阶孔和下衬层骨架孔，在对应位置内嵌设上耐温衬层、中央耐温衬层和下耐温衬层，形成自上而下连续的耐温隔离带，使成型时骨架本体的圆盘段、圆柱段与模具金属型面之间不存在直接硬接触，可在高温硫化条件下保护骨架本体的金属表面和粘合剂层，减少因局部过热、金属划伤或压痕造成的失效，同时提升模腔局部的密封性和保压稳定性，适合航天航空场景下的小型、高精度阀芯活门组件一体化成型使用。

19、本实用新型实施例的上耐温衬层和中央耐温衬层分别通过螺栓固定在上模和中模内，结构位置明确，装配顺序清晰，能够在每次合模时重复获得相同的型腔轮廓；下耐温衬层采用环形套筒并与下衬层骨架孔的环向限位肩部贴合，可对骨架本体的圆柱段起到同轴导向和周向限位作用，配合上、下两处导向柱和导向孔的同轴布置，模具在合模过程中不易产生偏心和错位，从根本上解决了现有技术中金属嵌件在硫化过程中易移位、橡胶包覆层厚度不均的现象，从而保证阀芯活门组件成型尺寸和密封部位位置的一致性。

20、本实用新型实施例的在上模的下表面形成与阀芯活门组件橡胶部对应的凹陷模腔，并在其周向设置环形流胶槽，使投放的胶条或胶片在加压和升温阶段能够沿周向均匀铺展，进入凹陷部位和骨架本体的环形嵌槽中，避免了传统单点进胶方式下局部充胶不足、橡胶密度不均或飞边集中的问题，成型后橡胶部外观完整、边缘整齐，有利于后续的去边和检验。采用改性聚醚醚酮材料或者聚四氟乙烯材料制作三处耐温衬层，能够同时满足硫化温度范围内的耐热性、尺寸稳定性和脱模性要求，提升模具的使用寿命和周转次数。

21、当然地，实施本实用新型的各技术方案并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

1.一种航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，包括从上到下依次设置的上模、中模和下模；所述上模、中模和下模在合模状态下围成与阀芯活门组件外形相匹配的成型型腔；

2.根据权利要求1所述航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，所述阀芯活门组件包括骨架本体和设置在骨架本体上的橡胶部；所述骨架本体由上部的圆盘段和与所述圆盘段同轴向下延伸的圆柱段一体成型，所述圆盘段的上表面沿周向开设有环形嵌槽，所述橡胶部为环形橡胶件，嵌设在所述环形嵌槽内。

3.根据权利要求1所述航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，所述上耐温衬层为圆形板件结构，上耐温衬层的上端面中央设置螺纹盲孔，在所述上模对应设置螺纹通孔，螺栓穿过螺纹通孔将上耐温衬层固定在所述上衬层槽内。

4.根据权利要求1所述航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，所述中央衬层台阶孔自上而下依次形成大径段和小径段，所述中央耐温衬层与所述中央衬层台阶孔形状相配；所述中央耐温衬层的下端设置有螺纹盲孔，所述中模的下表面与螺纹盲孔对应设置有螺纹沉孔，螺栓穿过螺纹沉孔将中央耐温衬层固定在所述中央衬层台阶孔内。

5.根据权利要求1所述航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，所述下耐温衬层为环形套筒结构，下衬层骨架孔的内壁设置有与所述环形套筒结构相配合的环向限位肩部，所述下耐温衬层的下端面设置在环向限位肩部上，下耐温衬层的上端面与所述下模的上端面平齐。

6.根据权利要求2所述航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，所述上模的下表面设置有环形的凹陷模腔，所述凹陷模腔与所述阀芯活门组件的橡胶部位置对应。

7.根据权利要求6所述航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，在所述上模的下表面设置有环形流胶槽，所述环形流胶槽与凹陷模腔相邻。

8.根据权利要求1所述航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，所述上耐温衬层、中央耐温衬层、下耐温衬层由改性聚醚醚酮材料或者聚四氟乙烯材料制成。

9.根据权利要求1所述航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，所述航天航空用阀芯活门组件模具为多型腔结构。

10.根据权利要求1所述航天航空用阀芯活门组件模具，其特征在于，所述上耐温衬层、中央耐温衬层均通过卡扣结构与上模、中模连接。