一种碳纤维自行车一体成型模具的制作方法

1.本实用新型涉及模具的技术领域，尤其是涉及一种碳纤维自行车一体成型模具。


背景技术：

2.自行车在日常生活中是一种不可或缺的代步工具，随着科学技术的不断提高，碳纤维自行车不断进入人们的视野之中，如图1所示，现存在一种碳纤维自行车车架，包括前三角、后上叉、后下叉和五通部，前三角包括首管、上管和下管，五通部的底部设置有连接凸块；
3.而现市场上生产该碳纤维自行车车架的成型技术大多为拆分式，即将前三角，后上叉与后下叉拆分为三个部件，通过不同的模具成型固化，模具通常包括上模、下模和一些用于形成特殊形状的成型件，在生产时，先将成型件安装于上下模之间，以及将预先预压成各个部件形状的半成品固定于模具内，在上下模合模之后，然后通过气嘴将气体充入半成品内部，使半成品膨胀贴紧模具型腔内壁，之后在成型炉台内加热硬化成型为成品，然后再加工三个部件的接合部位，再清洗、干燥、上胶、组接、上治具固定、烘烤、包纱等等一系列工序将前、后三角粘合在一起，才得以完成碳纤维自行车车架的制作，而该方式所用时间长，成本较高，并且接合部位的重量无法降低，难以满足市场对轻量化、高强度的要求。


技术实现要素：

4.为了缩短碳纤维自行车车架的制程时间，本技术提供一种碳纤维自行车一体成型模具。
5.本技术的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.上模，所述上模设有第一前三角模腔和第一后上叉模腔，所述第一前三角模腔与所述第一后上叉模腔连通；
7.下模，所述下模设有第二前三角模腔和第一后下叉模腔，所述第二前三角模腔与所述第一后下叉模腔连通；
8.中间模，所述中间模设置于所述上模与所述下模之间，所述中间模顶部设有第二后上叉模腔，所述中间模底部设有第二后下叉模腔，所述第二后上叉模腔与所述第二后下叉模腔之间连通，所述中间模用于与所述上模和所述下模合模以形成一副模具组，在所述上模、中间模和下模合模时，三者之间围设形成与自行车车架形状相一致的型腔。
9.通过采用上述技术方案，在上模、中间模和下模合模时，位于上模的第一前三角模腔与位于下模的第二前三角模腔围设形成与前三角形状相一致的前三角型腔，位于上模的第一后上叉模腔与位于中间模顶部的第二后上叉模腔之间能够围设形成与后上叉形状相一致的后上叉型腔，位于下模的第一后下叉模腔与位于中间模底部的第二后下叉模腔能够围设形成与后下叉形状相一致的后下叉型腔，由于第二后上叉模腔与第二后下叉模腔之间连通，后上叉型腔与后下叉型腔连通，并且因为第一前三角模腔与第一后上叉模腔连通，以及第二前三角模腔和第一后下叉模腔连通，所以后上叉型腔、后下叉型腔和前三角型腔均
连通，从而能够实现半成品车架在一组模具内一体成型，相较于拆分式的成型技术，无需加工接合部位，能够缩短碳纤维自行车车架的制程时间。
10.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述下模对应首管位置的相对两侧均安装有用于封闭半成品首管两端开口的固定件，所述上模对应所述固定件的位置设有第一凹槽，所述固定件顶部与所述第一凹槽插接配合，两个所述固定件均设有用于安装气嘴的安装孔。
11.通过采用上述技术方案，在上模与下模合模时，两个相对的固定件能够阻挡半成品车架的首管开口处的膨胀，从而实现首管的成型，并且固定件的安装孔能够给气嘴提供安装位置，能够提高充气过程的稳定性。
12.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一后下叉模腔内对应五通部的位置固定连接有用于成型五通部的成型柱。
13.通过采用上述技术方案，在上模与下模合模时，成型柱能够阻挡半成品对应五通部部分的膨胀，从而实现半成品五通部的成型。
14.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述下模设有滑移槽，所述下模安装有成型件，所述成型件与所述滑移槽滑移配合，所述成型件靠近所述第一后下叉模腔的一侧固定连接有用于成型连接凸块的成型凹槽，所述成型件远离所述第一后下叉模腔的一侧面为倾斜面，所述上模对应所述滑移槽的位置设有第二凹槽，所述成型件顶部与所述第二凹槽插接配合。
15.通过采用上述技术方案，在上模、中间模和下模合模时，由于成型件顶部与第二凹槽插接配合，第二凹槽内槽壁对成型件的倾斜面施加使成型件靠近第一后下叉模腔的推力，以使成型凹槽的内底壁抵紧于型腔内的预制半成品，能够提高成型件的成型效果，从而提高产品质量。
16.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述中间模顶部设有安装槽和与所述安装槽插接配合的安装件，所述安装槽与所述第二后上叉模腔连通，所述安装件开设有通孔，所述中间模顶部开设有与所述安装槽连通的第三凹槽，在所述安装件与所述安装槽插接配合时，所述第三凹槽与所述通孔连通。
17.通过采用上述技术方案，在成品成型且上下模开模后，操作人员能够先经由第三凹槽使用开模工具通过通孔将安装件取出，再通过安装槽将成品取出，以便于后续对中间模的拆卸。
18.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述中间模外侧壁设置有把手。
19.通过采用上述技术方案，便于操作人员在拆装中间模时对中间模施力。
20.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述下模设置有开模槽。
21.通过采用上述技术方案，便于操作人员在成品成型后通过开模工具进行开模。
22.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述中间模设有第一定位孔，所述上模和所述下模均开设有第二定位孔，所述下模设有导柱，在上模、下模和中间模合模时，所述第一定位孔与所述第二定位孔相连通，并且所述导柱与所述第一定位孔和所述第二定位孔均插接配合。
23.通过采用上述技术方案，在上模、下模和中间模合模时，通过将导柱与第一定位孔和第二定位孔均插接配合，能够提高三层模板合模的稳定性。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
25.1、在上模、中间模和下模合模时，位于上模的第一前三角模腔与位于下模的第二前三角模腔围设形成与前三角形状相一致的前三角型腔，位于上模的第一后上叉模腔与位于中间模顶部的第二后上叉模腔之间能够围设形成与后上叉形状相一致的后上叉型腔，位于下模的第一后下叉模腔与位于中间模底部的第二后下叉模腔能够围设形成与后下叉形状相一致的后下叉型腔，由于第二后上叉模腔与第二后下叉模腔之间连通，后上叉型腔与后下叉型腔连通，并且因为第一前三角模腔与第一后上叉模腔连通，以及第二前三角模腔和第一后下叉模腔连通，所以后上叉型腔、后下叉型腔和前三角型腔均连通，从而能够实现半成品车架在一组模具内一体成型，相较于拆分式的成型技术，无需加工接合部位，能够缩短碳纤维自行车车架的制程时间。
26.2、在上模与下模合模时，两个相对的固定件能够阻挡半成品车架的首管开口处的膨胀，从而实现首管的成型，并且固定件的安装孔能够给气嘴提供安装位置，能够提高充气过程的稳定性。
27.3、在上模、中间模和下模合模时，由于成型件顶部与第二凹槽插接配合，第二凹槽内槽壁对成型件的倾斜面施加使成型件靠近第一后下叉模腔的推力，以使成型凹槽的内底壁抵紧于型腔内的预制半成品，能够提高成型件的成型效果，从而提高产品质量。
附图说明
28.图1是本技术中碳纤维自行车车架的结构示意图；
29.图2是本技术中上模、中间模和下模之间的装配关系示意图；
30.图3是本技术中上模的结构示意图；
31.图4是本技术中下模的结构示意图；
32.图5是本技术中中间模顶部的结构示意图；
33.图6是本技术中中间模底部的结构示意图；
34.图7是本技术中成型件的结构示意图。
35.附图标记：1、上模；2、下模；3、开模槽；4、第一前三角模腔；5、第一后上叉模腔；6、第二前三角模腔；7、第一后下叉模腔；8、中间模；9、第二后上叉模腔；10、第二后下叉模腔；11、第一定位孔；12、第二定位孔；13、安装槽；14、安装件；15、通孔；16、第三凹槽；17、把手；18、气嘴；19、固定件；20、第一凹槽；21、安装孔；22、首管；23、滑移槽；24、成型件；25、连接凸块；26、成型凹槽；27、倾斜面；28、第二凹槽；29、五通部；30、成型柱；31、前三角；32、后上叉；33、后下叉；34、弧拱部。
具体实施方式
36.以下结合附图对本技术的示范性实施例做出说明，其中包括本技术实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本技术的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
37.需要说明的是，本实用新型中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，
以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。
38.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
39.下面参考附图描述本技术的一种碳纤维自行车一体成型模具。
40.如图2所示，碳纤维自行车一体成型模具包括上模1和下模2，在外力的作用下，上模1与下模2相互靠近或远离，以实现模具开模和合模的功能，并且下模2设有开模槽3，便于操作人员在成品成型后，使用开模工具通过开模槽3进行开模，如图3所示，上模1设有第一前三角模腔4和第一后上叉模腔5，第一前三角模腔4与第一后上叉模腔5连通，如图4所示，下模2设有第二前三角模腔6和第一后下叉模腔7，第二前三角模腔6与第一后下叉模腔7连通；如图2、图5和图6所示，上模1与下模2之间设置有中间模8，中间模8顶部设有第二后上叉模腔9，以及中间模8底部设有第二后下叉模腔10，第二后上叉模腔9与第二后下叉模腔10之间连通且圆弧过渡，第二后上叉模腔9与第二后下叉模腔10的连通处用于成型后上叉32与后下叉33之间的弧拱部34，中间模8用于与上模1和下模2合模以形成一副模具组，在上模1、中间模8和下模2合模时，三者之间围设形成与自行车车架形状相一致的型腔；
41.另外，如图2所示，为了提高三者合模时的稳定性，中间模8设有第一定位孔11，上模1和下模2均开设有第二定位孔12，下模2设有导柱，在上模1、下模2和中间模8合模时，第一定位孔11与第二定位孔12相连通，操作人员通过将导柱同时插接于第一定位孔11和第二定位孔12内，能够实现对三层模板的固定，从而提高三层模板合模的稳定性，并且第一定位孔11和第二定位孔12设置的数量均可以为多个，通过多个导柱同时与多个第一定位孔11和多个第二定位孔12插接配合，能够进一步提高三层模板合模的稳定性。
42.为了便于操作人员将成品与中间模8之间进行脱模，如图2和图5所示，中间模8顶部还设有安装槽13和与安装槽13插接配合的安装件14，安装槽13与第二后上叉模腔9连通，安装件14开设有通孔15，中间模8顶部开设有与安装槽13连通的第三凹槽16，在安装件14与安装槽13插接配合时，第三凹槽16与通孔15连通，在成品成型时，操作人员将导柱打出后，先通过开模槽3对上下模2进行开模，然后经由第三凹槽16使用开模工具通过通孔15将安装件14取出，再通过安装槽13将成品取出，以便于后续对中间模8的拆卸，中间槽外侧还设置有把手17，便于操作人员在拆装中间模8时对中间模8施力。
43.需要说明的是，半成品自行车车架内部设置有气袋，气袋一端固定连接有气嘴18，上模1与下模2均设有气孔，气嘴18经由气孔伸出模具外，便于操作人员对半成品进行充气，气袋的设置方式为本领域技术人员的公知常识，此处不作赘述，并且气孔的设计形式根据操作人员的需要可作调整，此处不对气孔的开设方式进行限制，并且为了提高充气的稳定性，如图3和图4所示，下模2对应首管22位置的相对两侧均安装有用于封闭半成品首管22两端开口的固定件19，上模1对应固定件19的位置设有第一凹槽20，固定件19顶部与第一凹槽20插接配合，两个固定件19均设有用于安装气嘴18的安装孔21，在上模1与下模2合模时，两个相对的固定件19能够阻挡半成品车架的首管22开口处的膨胀，从而实现自行车车架首管22的成型，并且固定件19的安装孔21能够给气嘴18提供安装位置，能够提高充气过程的稳定性。
44.在上模1、中间模8和下模2合模时，位于上模1的第一前三角模腔4与位于下模2的第二前三角模腔6围设形成与前三角31形状相一致的前三角型腔，位于上模1的第一后上叉模腔5与位于中间模8顶部的第二后上叉模腔9之间能够围设形成与后上叉32形状相一致的后上叉型腔，位于下模2的第一后下叉模腔7与位于中间模8底部的第二后下叉模腔10能够围设形成与后下叉33形状相一致的后下叉型腔，由于第二后上叉模腔9与第二后下叉模腔10之间连通，后上叉型腔与后下叉型腔连通，并且因为第一前三角模腔4与第一后上叉模腔5连通，以及第二前三角模腔6和第一后下叉模腔7连通，所以后上叉型腔、后下叉型腔和前三角型腔均连通，从而能够实现半成品车架在一组模具内一体成型，相较于拆分式的成型技术，无需加工接合部位，能够缩短碳纤维自行车车架的制程时间。
45.进一步地，参考图3、图4和图7，下模2设有滑移槽23，下模2安装有成型件24，成型件24与滑移槽23滑移配合，成型件24靠近第一后下叉模腔7的一侧固定连接有用于成型连接凸块25的成型凹槽26，成型件24远离第一后下叉模腔7的一侧面为倾斜面27，上模1对应滑移槽23的位置设有第二凹槽28，成型件24顶部与第二凹槽28插接配合，在上模1、中间模8和下模2合模时，由于成型件24顶部与第二凹槽28插接配合，第二凹槽28内槽壁对成型件24的倾斜面27施加使成型件24靠近第一后下叉模腔7的推力，以使成型凹槽26的内底壁抵紧于型腔内的预制半成品，从而使成型件24在气体充入预制半成品内，使半成品膨胀贴紧成型凹槽26内时，不易产生晃动，能够提高成型件24的成型效果，从而提高产品质量；
46.此外，为了实现车架五通部29的成型，如图4所示，第一后下叉模腔7内对应五通部29的位置固定连接有用于成型五通部29的成型柱30，在上模1与下模2合模，往半成品内充入气体时，成型柱30能够阻挡半成品对应五通部29部分的膨胀，从而实现半成品五通部29的成型。
47.在生产自行车车架时，操作人员先将预制半成品对应前三角31的部位放置于下模2的第二前三角模腔6和第一后下叉模腔7内，然后将中间模8安装于下模2，通过将中间模8的第一定位孔11和下模2的第二定位孔12相对位，以使半成品位于第一后下叉模腔7和第二后下叉模腔10围设形成的后下叉型腔内，再将上模1与下模2和中间模8进行合模，使半成品位于第一后上叉模腔5和第二后上叉模腔9围设形成的后上叉型腔内，再使用导柱进行三层模板的固定，再将模具放入成型炉台内，成型炉台内设置有液压缸，在液压缸活塞杆的抵接作用下，三层模板之间紧密贴合，防止充气时半成品膨胀使三层模板之间相互松脱，然后将设置于成型炉台外的充气设备连接气嘴18，充入气体使半成品膨胀贴紧模具型腔内壁，实现对前三角31、后上叉32和后下叉33的一体成型，最后在成型炉台的加热作用下硬化成型为成品，从而完成自行车车架的一次成型的制程。
48.上述具体实施方式，并不构成对本技术保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本技术的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术保护范围之内。