0 引言

穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)試驗(yàn)裝置為科學(xué)研究提供穩(wěn)定的強(qiáng)磁場(chǎng)試驗(yàn)環(huán)境，滿足國內(nèi)多學(xué)科前沿發(fā)展對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)試驗(yàn)條件的需求，而穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁超導(dǎo)裝置用絕緣材料作為該裝置的重要組成部分也成為開發(fā)的關(guān)鍵點(diǎn)。其中混合磁體的復(fù)合材料水冷線圈作為其組成部分，關(guān)系磁體及裝備設(shè)置的可靠運(yùn)行，能確保為科研工作者提供方便的試驗(yàn)測(cè)試與分析環(huán)境。

絕緣筒體是混合磁體水冷線圈的重要部件，采用增韌環(huán)氧樹脂/無堿沃蘭布浸料纏繞成型，然后機(jī)械加工至外形尺寸。由于筒體壁厚較薄和性能要求較高，在纏繞成型的過程中控制纏繞張力和壓輥壓力來提升塑件的綜合力學(xué)性能，同時(shí)也導(dǎo)致樹脂的含量不足、塑件脫模困難等問題。為解決此類問題，針對(duì)超薄壁筒體成型模具的結(jié)構(gòu)展開研究、設(shè)計(jì)，并輔以試驗(yàn)、生產(chǎn)加以驗(yàn)證。

伴隨我國建筑裝飾裝修行業(yè)的大力發(fā)展，清潔能源與綠色能源的應(yīng)用范圍越來越廣，通過不斷加強(qiáng)清潔能源的應(yīng)用，利用清潔能源進(jìn)行建筑室內(nèi)裝飾裝修，能夠提升大氣污染與二氧化碳的控制水平，為居民營造一個(gè)更為健康的居住環(huán)境。清潔能源的合理應(yīng)用，不僅能夠推動(dòng)我國建筑行業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展，而且有效滿足國家綠色發(fā)展需求，將其運(yùn)用到建筑裝飾裝修當(dāng)中，能夠減少生態(tài)環(huán)境污染，推動(dòng)建筑室內(nèi)裝飾裝修設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)生態(tài)化發(fā)展目標(biāo)[4]。

興民煤礦礦區(qū)地貌屬溶蝕剝蝕中低山地貌，北部灰?guī)r分布區(qū)屬峰叢洼地；礦區(qū)所在的煤系地層分布區(qū)屬淺切脊?fàn)钌綔瞎?。一般?biāo)高1 350～1 500 m，最高1 582.5 m(營盤)，最低1 277.6 m(紫馬河)。相對(duì)高差一般30～150 m，最大高差304.9 m。一條北西—南東向(大體沿興仁與晴隆縣之間的縣界)延伸的地表分水嶺橫亙礦區(qū)北緣。

1 絕緣筒體及模具特性分析

1.1 絕緣筒體特性分析

絕緣筒體外形及尺寸如圖1 所示，規(guī)格型號(hào)如表1所示，絕緣筒體由柱形筒體、內(nèi)圈凸棱和外圈凸棱組成。

筒體采用玻璃纖維布增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料成型，成型流程如圖2 所示。要求筒體直線度≤0.1 mm，表面粗糙度為

3.2 μm，彎曲強(qiáng)度≥400 MPa，絕緣性能電壓≥0.5 kV/mm。

1.2 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

筒體塑件的壁厚較?。?/p>

＜1 mm），內(nèi)、外表面設(shè)計(jì)有均布的凸棱，塑件與模具的接觸面較大，厚度尺寸要求也相對(duì)較高，且直徑/厚度＞100、長度/厚度＞700，屬于超薄壁件，易造成脫模困難、脫模力使塑件開裂等現(xiàn)象。因此，需要進(jìn)行合理的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在提高模具定位精度和剛度的同時(shí)，應(yīng)著重考慮脫模方式。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造特點(diǎn)

2.1 模具零件材料

思遠(yuǎn)就鉆進(jìn)廚房，與楚墨嘀嘀咕咕，兩個(gè)男人發(fā)出一陣怪笑。思蓉問他們：“嘀咕什么呢？”思遠(yuǎn)從廚房里探出腦袋，說：“我在向楚墨請(qǐng)教韭菜炒雞蛋的做法?！彼既卣f：“韭菜炒雞蛋很可笑？”思遠(yuǎn)的腦袋剛剛縮回廚房，思蓉就聽到他極力壓抑的“哧哧“的笑聲。思蓉問念蓉：“韭菜炒雞蛋怎么讓兩個(gè)男人笑成這樣？”念蓉說：“壯陽唄?！彼既仄财沧?，說：“那也不至于笑得嘴巴咧到耳朵后面啊！”

依米珠單抗皮下注射吸收半衰期為 （1．7±1）d，皮下注射1 mg·kg-1的絕對(duì)生物利用度為80．4% ～93．1%，腹部、上臂和大腿不同部位皮下注射的絕對(duì)生物利用度相近，表觀分布體積11．4 L，表觀消除率 0．24 L·d-1， 消除半衰期為 （27．8 ± 8．1） d，依米珠單抗的表觀消除率和分布體積隨患者體重增加而增大[9]。依米珠單抗的藥動(dòng)學(xué)特性不受年齡、種族、體內(nèi)FⅧ抑制物水平及輕、中度肝損傷的影響[9]。

2.2 模具結(jié)構(gòu)及脫模方式

根據(jù)塑件的特征及成型工藝，模具采用組合式模具，主要由凸模、凹模、定位環(huán)、芯軸、銷釘、螺栓、密封環(huán)等組成，如圖3所示。

在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過Abaqus有限元分析軟件對(duì)筒體在成型后凹模合模應(yīng)力、變形進(jìn)行了仿真。P20鋼的密度取7.810 3 kg/m

，彈性模量設(shè)置為207 GPa，泊松比為0.25。安全系數(shù)取1.5，模具許用應(yīng)力為250 MPa，成型模具極限撓曲變形量取0.08 mm。

其中，

≈2π

。由式（3）、（4）得：

≈

。

2.3 凸模與凹模的制造

為保證模具的耐磨性和成型面粗糙度，在制造模具零件時(shí)，凸模采用40Cr 熱處理，通過車削、銑削、磨削、拋光、鍍鉻、拋光加工，使凸模表面粗糙度值≤

0.4 μm；凹模采用熱作模具鋼P(yáng)20，P20硬度為30～42 HRC，無需熱處理，可直接用于模具零件加工，且尺寸穩(wěn)定性好，具有良好的切削性及拋光性。凹模拋光后表面粗糙度值≤

0.8 μm，保證塑件能順利地脫模。圖5所示為100 mm×100 mm試驗(yàn)平板和筒體在不同粗糙度下的脫模力。

白云山風(fēng)速年變化趨勢(shì)如圖6a所示,不同海拔月平均風(fēng)速白云山頂最高(7.6 m/s),實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)最低(2.8 m/s),這與林場(chǎng)周邊植被茂密,下墊面風(fēng)阻較大有一定關(guān)系。白云山頂植被較為稀疏,地勢(shì)空曠,風(fēng)速變化受下墊面的影響較小,比較有代表性,山頂風(fēng)速隨月份主要表現(xiàn)為“先增大,后減小”的趨勢(shì),形成“兩峰兩谷”的分布特征,3—8月風(fēng)速相對(duì)較大,其中6月風(fēng)速最大(9.0 m/s),次峰值在4月(8.5 m/s),2月和9月風(fēng)速最小(均為6.7 m/s)。而其他幾個(gè)海拔風(fēng)速受白云山森林公園茂密樹林分布的影響較大,風(fēng)速隨月份波動(dòng)變化為主,變化幅度不一致,風(fēng)速峰值和谷值出現(xiàn)時(shí)間也不一致。

3 合模力及脫模力的分析與計(jì)算

3.1 合模力的試驗(yàn)分析與有限元計(jì)算

簡化上式得粘附力計(jì)算公式:

運(yùn)用八綱辨證理論開展中藥用藥咨詢的實(shí)踐體會(huì)…………………………………………………… 徐良輝等（11）：1569

為減小模具和復(fù)合材料的結(jié)合力，凸模從結(jié)構(gòu)上分兩段，通過芯軸、定位銷和螺母連接。根據(jù)凹模和塑件接觸的表面積大小，凹模分5～8 瓣式鑲件結(jié)構(gòu)，各凹模之間通過螺栓和定位銷連接。凸模和凹模通過螺釘連接，軸向通過定位銷定位，徑向用限位環(huán)定位，控制塑件的厚度。塑件在成型后，為防止熔料進(jìn)入螺釘、銷釘及配合面處，在模具的端面、環(huán)面上用O 形硅橡膠密封圈進(jìn)行密封，如圖4所示。

該工況主要是考察復(fù)合材料件在完成鋪層后，組裝凹模時(shí)復(fù)合材料層對(duì)模具的反作用力。具體實(shí)施：將模具兩端螺紋孔處固定，凹模工作表面上逐漸施加到2.1 kN的總壓力。經(jīng)計(jì)算最大應(yīng)力值為30.8 MPa，如圖7 所示，小于許用應(yīng)力250 MPa；最大變形發(fā)生在模具中部，且變形由兩端向中間逐漸增大，最大變形量為0.049 5 mm，如圖8 所示，小于極限撓曲變形量0.08 mm，結(jié)構(gòu)剛度滿足要求。

3.2 脫模力計(jì)算

收縮變形轉(zhuǎn)化為周向彈性應(yīng)變：

式中：

Q

——塑件脫模力（未考慮空氣阻力），kN；

——凸模工作表面斷面周長，mm；

——凸模工作表面長度，mm；

——脫模斜度，（°）；

—摩擦系數(shù)，取0.1～0.2；

—粘附力，取0.06～0.1 MPa；

——凹模合緊力（5瓣），kN。

模具結(jié)構(gòu)反映了零件的截面尺寸、表觀狀態(tài)、性能等特點(diǎn)。因此，模具零件材料應(yīng)具備熱穩(wěn)定性好、不易變形、加工方便、簡單和使用安全、可靠等特點(diǎn)，保證成型的塑件質(zhì)量穩(wěn)定。薄壁管類塑件型芯一般選用45#、40Cr、GCr15、65Mn 等材料，經(jīng)過熱處理后精加工、表面鍍鉻工藝再拋光，保證模具零件的剛度、耐磨性、粗糙度達(dá)到要求，有效降低脫模力。當(dāng)采用RTM、模壓等工藝生產(chǎn)要求較高的塑件時(shí)，凸、凹模一般選用P20、718H、738H、S136 等模具鋼，因其具有優(yōu)良的拋光性、防銹性、耐磨性。

選取其中一種復(fù)合材料筒體規(guī)格尺寸計(jì)算粘附力

，并計(jì)算其脫模力，與實(shí)際脫模力進(jìn)行對(duì)比。復(fù)合材料筒體的力學(xué)性能服從虎克定律：

式中：

——拉應(yīng)力，kN；

——材料彈性模量；

——彈性應(yīng)變。

如圖1所示塑件截面圖，其周向成型收縮：

式中：

——塑件收縮率。

關(guān)于我國知識(shí)產(chǎn)權(quán)法院體系建設(shè)的幾個(gè)問題.............................................................................................李明德 03.14

筒體成型過程中，由于纖維布張力、凹模的合緊力和固化冷卻收縮而包緊凸模，產(chǎn)生對(duì)凸模的粘附力，筒體脫出凸模的脫模力必須克服粘附力和摩擦阻力。影響塑件與模具零件工作表面粘附力的因素較多，與模具零件的截面形狀、塑件的壁厚、塑件的收縮率、對(duì)成型零件的摩擦系數(shù)等有關(guān)，在實(shí)際生產(chǎn)中只考慮主要因素，按如下公式計(jì)算脫模力：

復(fù)合材料超薄壁件在成型后均存在脫模困難現(xiàn)象，該模具結(jié)構(gòu)可有效避免脫模時(shí)對(duì)塑件的損傷。脫模時(shí)先卸掉左端的螺母，將芯軸抽出，再拆掉限位環(huán)處的螺釘和銷釘，通過機(jī)械反推的方式將限位環(huán)推出，再用脫模機(jī)將兩段凸模分別從兩端脫出。由于在凹模兩端設(shè)計(jì)了脫模工藝臺(tái)階，塑件在成型時(shí)兩端補(bǔ)有脫模階梯，能保證在抽出凸模時(shí)塑件保留在凹模上，如圖4 局部放大所示。最后松動(dòng)凹模各瓣處連接螺栓，依此用鐵錘、銅棒、橡膠錘敲震凹模的外表面，再通過凹模脫模氣孔導(dǎo)入0.1 MPa的干燥空氣，使塑件與凹模分離，松開螺栓及銷釘，卸下第1 瓣凹模鑲件，按照上述方法依次卸下其他幾瓣凹模鑲件。

其中，

為塑件厚度，mm。

圖6所示為T-01號(hào)塑件凹模合模預(yù)緊力對(duì)塑件厚度的影響，實(shí)踐證明當(dāng)合模力為2 kN 時(shí)，成型的塑件厚度滿足要求。

將式（6）代入式（1）式可得：

式中：

總脫模力，kN；

——安全系數(shù)，考慮脫模力為確保脫模動(dòng)作穩(wěn)定可靠，需要足夠脫模驅(qū)動(dòng)力，一般取2～3。

選取表1中編號(hào)T-01的筒體按式（7）計(jì)算，因塑件尺寸要求較嚴(yán)，模具脫模斜度微小、

值可忽略，即

=0，根據(jù)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)

=10 GPa，

=0.04%，

=600/2=300 mm，

=2.1 kN，計(jì)算得

Q

=4.6 kN，

=8.9 kN；與實(shí)測(cè)值7.53 kN 接近，但計(jì)算值是在兩倍可靠性系數(shù)時(shí)計(jì)算所得，分析產(chǎn)生的偏差可能由于模具零件的表面平整度與粗糙度不均勻、不一致所致。

4 模具制造與筒體生產(chǎn)

4.1 模具制造

按照設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工制造，嚴(yán)格按材料的熱處理工藝、模具加工工藝實(shí)施，并通過千分尺測(cè)量法、壓鉛絲法對(duì)模具進(jìn)行了檢驗(yàn)，如圖9 所示。凹模分瓣后的模具及平板試驗(yàn)件如圖10所示。

主動(dòng)繪制“環(huán)境地圖”。檢察機(jī)關(guān)作為“正義之眼”，要善于做黨委政府的眼睛，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并通報(bào)重大環(huán)境污染問題，這既是公益訴訟履職的要求，也能幫助相關(guān)行政部門及時(shí)整改，避免重大環(huán)境責(zé)任事故的發(fā)生。通過組織檢察干警日常走訪、開展定期不定期巡查等方式，加強(qiáng)對(duì)轄區(qū)內(nèi)山水林田湖草底數(shù)、污染源、危險(xiǎn)源情況的了解，繪制“環(huán)境地圖”，主動(dòng)向地方黨委提供服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的檢察方案。

4.2 薄壁筒體生產(chǎn)和檢驗(yàn)

按預(yù)先排定好的復(fù)合管工藝生產(chǎn)脫模后，塑件表面光滑、無褶皺現(xiàn)象，凹模分瓣處無多余的凸棱，塑件圓角飽滿、無缺陷，如圖11 所示。脫模后的塑件通過車床切掉兩端的脫模工藝臺(tái)，去除飛邊后用卡尺測(cè)量塑件的厚度，并用通環(huán)測(cè)量塑件的內(nèi)、外徑，均滿足要求，如圖12 所示。該模具結(jié)構(gòu)可廣泛應(yīng)用于類似塑件的生產(chǎn)制造。

5 結(jié)束語

為保證薄壁塑件順利脫模，減小脫模時(shí)單工序模具零件的工作表面，模具的凸、凹模采用分體結(jié)構(gòu)，能有效減小脫模力。復(fù)合材料薄壁筒體成型模具設(shè)計(jì)了凸模脫模工藝臺(tái)，且凸模的表面粗糙度比凹模好，保證了脫模過程中筒體能有效附著在凹模上，凹模相對(duì)于凸模更易脫模，且不易損壞塑件；凹模與塑件通過敲震、氣頂?shù)姆绞椒蛛x，顯著提升模具脫模的可靠性。

通過有限元軟件分析塑件在成型后模具合模時(shí)應(yīng)力與變形，模具變形微小，滿足塑件的精度要求。并用公式計(jì)算了脫模力，在實(shí)際生產(chǎn)中測(cè)試了塑件的脫模力，實(shí)踐證明模具的脫模結(jié)構(gòu)形式和模具零件工作表面的粗糙度是塑件脫模力的主要影響因素。該模具結(jié)構(gòu)也存在一定的不足之處，用機(jī)械反推裝置脫模效率低，且容易損壞模具，后期在大批量生產(chǎn)中可用液壓推出裝置替代機(jī)械反推裝置，使脫模更趨于平穩(wěn)。

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