一种自动分离式极孔玻璃钢缠绕模具及工艺方法与流程

本发明属于罐式过滤器成型，更具体的说是涉及一种自动分离式极孔玻璃钢缠绕模具及工艺方法。

背景技术：

1、复合材料纤维缠绕成型罐式过滤器，广泛应用于水处理、化工流体过滤等工况，该类产品为两端集成封头的大型罐式过滤器构件，整体采用纤维缠绕一体成型；成型完成后需要沿预定切割位置切开，分割为过滤器产品主体以及封头端盖两个独立部件。

2、现有传统极孔缠绕模具主要存在以下问题：

3、1、常规同步收拢式极孔缠绕模具，脱模逻辑为固化完成后直接收缩模具，从产品极孔位置整体抽出模具。但针对带封头的大型罐式过滤器，产品两端被封头封闭，无大尺寸脱出通道，固化完成后模具无法直接从封头极孔直接整体抽出；若强行脱模，模具与封闭封头结构发生干涉，极易造成封头、极孔部位开裂损伤，产品直接报废。

4、2、现有工艺常规做法：缠绕固化之后，将未脱模的整体产品连同内部模具，沿工艺预定切割位置切割，分割出产品主体与封头端盖；切割前模具模瓣与制品内壁完全贴合，切割过程中切割刀具会直接切削挤压模具模瓣，损伤模瓣工作面，同时切割碎屑卡入模具分瓣缝隙，造成模瓣卡滞，后续无法完成收缩分离，模具很难从产品内部取出。

5、3、部分手动分瓣模具，切割前无法实现模具与制品预分离；切割后需要人工进入罐体内腔拆卸大量螺栓、销钉，大型罐式过滤器内腔作业空间狭小，拆装工序多、劳动强度高、作业安全风险大；切割碎屑进入紧固件配合位置，极易造成螺栓锈蚀咬死，模具拆装维护成本高。

6、4、市面上轴向推拉式连杆收缩模具，依靠轴向滑移实现模瓣收拢，缠绕旋转作业状态下，受纤维张力、旋转离心力作用，传动轴容易发生轴向窜动，会引发模瓣意外向内收缩松动，造成制品圆度超差、缠绕成型失效；依靠弹簧单纯进行轴向限位，在高速旋转、大纤维张力工况下限位可靠性不足。

7、5、普通同步收拢模具只能够实现全部模瓣同步径向收缩，没有预分离工序；切割前模具与制品内壁完全贴紧，切割时制品受刀具压力容易发生变形，切割切口平整度差，分割后的主体、封头端盖尺寸精度难以保障；同时不具备分层顺序回笼功能，大型罐体内部模瓣容易局部卡滞，脱模过程容易刮伤罐体内壁，降低大型罐式过滤器成品良率。

8、综上，现有极孔缠绕模具缺少适配带封头大型罐式过滤器的工艺结构，缠绕旋转工况下模瓣易发生意外松动，无法在切割工序之前完成模具与制品内壁预先分离，切割易损伤模具与制品，切割后模具内腔脱模难度大，制约大型复合材料罐式过滤器批量生产。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

2、一种自动分离式极孔玻璃钢缠绕模具，包括：

3、固定轴组件，所述固定轴组件与纤维缠绕机床驱动连接；

4、模具主体组件，所述模具主体组件包括模具封头、瓣膜一和瓣膜二；所述瓣膜一和所述瓣膜二数量相同，并交替设置围成一个筒体结构；

5、导向盘，与所述固定轴组件之间通过导向盘轴承连接；所述导向盘径向均匀设置有多个滑动通道；所述导向盘上设置有多个依次交替设置的第一导向孔和第二导向孔；所述第一导向孔和所述第二导向孔具有不同的运动轨迹；

6、连杆，所述连杆的数量与所述瓣膜一和所述瓣膜二的数量和一致；每个所述连杆对应一个所述瓣膜一或所述瓣膜二，所述连杆的第一端插入所述滑动通道，并通过销轴与所述第一导向孔或所述第二导向孔连接，所述连杆的第二端与所述瓣膜一或所述瓣膜二固定连接；

7、传动轴，所述传动轴位于所述固定轴组件的中空位置，并通过传动轴轴承与所述固定轴组件连接；所述传动轴与所述导向盘驱动连接；

8、锁止机构，当开展带封头罐式过滤器整体纤维缠绕作业，所述锁止机构用于所述传动轴与所述固定轴组件之间的周向锁止，以实现同步转动；当进行带封头罐式过滤器切割前预分离工序时，所述锁止机构脱离所述传动轴或所述固定轴组件，所述传动轴能够带动所述导向盘同步转动，进而带动所述连杆驱动所述瓣膜一或所述瓣膜二回缩脱离带封头罐式过滤器。

9、进一步地，所述固定轴组件包括：

10、固定半轴，所述固定半轴为两个，两个所述固定半轴对称设置；

11、至少一个连接轴，至少一个所述连接轴依次排列设置，并设置在两个所述固定半轴之间；

12、定位块，所述固定半轴与所述连接轴之间以及相邻的两个所述连接轴之间均通过所述定位块固定连接；

13、多个导向轮，多个所述导向轮至少2个为一组，每个所述滑动通道对称设置有一组与所述导向盘可转动连接的所述导向轮；所述连杆的第一端插入每组所述导向轮中间的间隙通过销轴与所述第一导向孔或所述第二导向孔连接。

14、进一步地，所述导向盘中心孔加工有花键，所述花键与所述传动轴配合驱动连接。

15、进一步地，所述瓣膜一和所述瓣膜二的两边斜边角度不同，形成一层和二层的关系；当所述瓣膜一和所述瓣膜二与带封头罐式过滤器分离时，所述瓣膜一和所述瓣膜二中位于一层的先收缩，到一定距离时，所述瓣膜一和所述瓣膜二中位于二层的再收缩，使瓣膜完全跟产品分离；同理，所述瓣膜一和所述瓣膜二回位时，二层先移动回位，一层再移动回位，并且能将二层的瓣膜牢牢卡住位置。

16、进一步地，所述锁止机构包括：

17、定位卡套，所述定位卡套通过花键与传动轴连接；

18、紧固螺母，所述紧固螺母装在所述传动轴的两端压紧所述定位卡套；所述定位卡套和所述固定轴组件均加工有卡槽，用于所述定位卡套和所述固定轴组件之间的锁止；

19、回位弹簧，所述回位弹簧装在所述定位卡套和所述传动轴轴承之间。

20、一种自动分离式极孔玻璃钢缠绕的工艺方法，为采用上述任一项所述的自动分离式极孔玻璃钢缠绕模具生产的工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：

21、s10、装配锁止状态：紧固螺母压紧定位卡套，定位卡套的卡槽与固定半轴的卡槽相互嵌合，定位卡套与传动轴处于周向锁止状态；此时传动轴无法转动，模具的瓣膜一和所述瓣膜二保持张开到位，组合成完整圆柱成型面；将模具装夹于纤维缠绕机床，缠绕机带动整套模具旋转，开展带封头罐式过滤器整体纤维缠绕作业；

22、s20、固化处理：缠绕完成后送入固化炉，完成复合材料整体固化，得到封头－筒体一体化未切割罐式过滤器制品；

23、s30、切割前预分离工序：固化完成，制品保持整体未切割状态；松动紧固螺母，定位卡套在回位弹簧的推力下与固定半轴的卡槽分离，脱离锁止状态；将撬棍插入定位卡套的撬棍操作孔，扳动撬棍带动定位卡套旋转，通过花键传动带动传动轴旋转；传动轴带动导向盘同步转动；第一导向孔先驱动对应的连杆，带动瓣膜一率先向轴心径向收拢退让，瓣膜一与制品内壁脱离，形成局部环形间隙；传动轴继续同向旋转，第二导向孔驱动对应的连杆，带动瓣膜二向内收拢；至此，全部模瓣一、模瓣二均与罐式过滤器制品内壁完全脱离，模具和制品之间形成整圈环形避让间隙；

24、s40、切割分割工序：保持模具预分离收拢状态，模具与罐体内壁存在间隙，刀具沿预设切割位置对一体化制品实施切割，将一体化制品分割成过滤器产品主体、封头端盖两个独立部件；由于模具已经预先与制品分离，切割刀具不会接触模具模瓣，切割碎屑不易进入模瓣缝隙；

25、s50、模具脱离取出：制品被切割分开之后形成敞开式操作端口，直接从切割形成的敞开端口将整套模具从制品内腔整体抽离取出；

26、s60、复位锁止待下一轮生产：反向转动定位卡套，带动传动轴、导向盘反向旋转，导向孔带动连杆驱动模瓣一、模瓣二同步向外张开，恢复标准圆柱缠绕工作面；拧紧紧固螺母压紧定位卡套，定位卡套卡槽重新嵌入固定半轴卡槽，实现定位卡套、传动轴周向锁止，避免后续缠绕过程模瓣发生松动，准备下一次缠绕成型。

27、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

28、1、本发明通过设置卡槽-弹簧锁止机构，即卡套卡槽、固定半轴卡槽、花键传动、回位弹簧与紧固螺母配合锁止结构，解决了缠绕旋转过程模瓣意外松动分离问题。固定轴组件保持静止，模具由缠绕机带动整体旋转进行缠绕；通过卡套卡槽与固定半轴卡槽嵌合实现传动轴周向锁止，缠绕作业时传动轴不会发生误转动，杜绝模瓣受纤维张力、离心力作用发生松动、意外收拢，保证制品成型圆度与壁厚精度。

29、2、本发明导向盘两类不同轨迹导向孔、分层连杆-模瓣机构，可在制品完整未切开状态下，完成模具与制品预分离实现切割前模具预分离，解决带封头罐体无法直接脱模的行业难题。针对两端封闭封头的大型罐式过滤器，固化后封头封闭，模具不能直接从极孔抽出；本模具在切割之前，解除锁止后转动卡套带动传动轴-导向盘旋转，依靠两类不同轨迹导向孔实现模瓣分层预收拢，模具整体与制品内壁脱离形成间隙，之后再执行切割。

30、3、切割工序前预分离的结构与工艺匹配关系，能够保护模具本体，避免切割损伤模瓣工作面。传统方案切割时模具与罐体内壁紧贴，刀具会直接切削、磕碰模具；本方案预分离后模具与制品之间留有环形间隙，切割刀具不接触模具，避免模瓣工作面被切割损伤，同时切割碎屑不容易卡入模瓣拼接缝隙，降低模瓣卡滞故障，延长模具使用寿命。

31、4、本发明预分离之后模具与制品无刚性贴靠约束，提高了罐式过滤器切割加工质量。切割前模具已经脱离制品内壁，筒体不再受模具刚性支撑束缚，消除模具对筒体的挤压应力；切割过程中筒体受力变形小，切口平整度高，分割后的过滤器产品主体、封头端盖尺寸精度、端面平面度得到保障。

32、5、通过导向盘两种不同轨迹导向孔，分层连杆模瓣传动结构，实现了分层顺序回笼，适配大型罐体，脱模不易刮伤内壁。导向盘设置两种不同轨迹导向孔，导向盘旋转驱动模瓣分层先后收拢，第一层模瓣优先退让释放间隙，再收拢剩余模瓣；相比全部模瓣同步收缩，大幅降低大型罐体内腔脱模卡滞、罐体内壁划伤风险，提升大型罐式过滤器成品良率。

33、6、通过花键传动卡套外置操作结构，取消罐体内腔人工作业，提升生产效率，消除安全隐患。通过外部撬棍操作卡套即可完成模瓣收拢、张开，切割完成后直接从切割敞开端口取出整套模具，不需要操作人员进入大型罐体内部拆卸螺栓销钉；规避狭小密闭空间作业风险，缩短生产工时，适配自动化批量生产。