CN104988668B - 天线罩用纤维织物的缝合编织方法及专用缝合模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天线罩用纤维织物的缝合编织方法及专用缝合模具，根据相应编织参数，制备纤维布套，将纤维布套在芯模上进行逐层铺层，然后采用专用缝合模具进行缝合，其缝合编织成本低、周期短；所制成的纤维织物其纤维体积含量高、仿形效果好、纤维的磨损低；纤维布套采用由内到外的顺序逐层进行铺层，纤维布套的加压与缝合是采用专用缝合模具，可有效提高纤维织物的纤维体积含量，保证纤维织物的缝合均匀性。
Description
技术领域
本发明属于天线罩用纤维织物编织技术领域，具体涉及一种天线罩用纤维织物的缝合编织方法及专用缝合模具。
背景技术
天线罩位于飞行器的最前端，一般采用复合陶瓷材料来满足其对强度、刚度、耐高温性等性能要求，而作为纤维增强体的仿形的纤维织物是复合陶瓷天线罩的重要部分，决定了天线罩强度、刚度和耐高温性能等。
天线罩外形一般为锥形、球形、凸字形等，形状较为复杂，纤维织物的仿形编织一直是攻关的难题。而目前一般是采用纤维纱作为原材料，采用手工编织的方式进行仿形编织，这样会使天线罩用纤维织物编织费用高、编织周期长，且纤维织物的纤维体积含量相对较低，不能更好的满足天线罩超高强度的要求。
发明内容
本发明的目的就是针对上述不足，提供一种成低成本、高纤维体积含量的天线罩用纤维织物的缝合编织方法。
为实现上述目的，本发明所设计的天线罩用纤维织物的缝合编织方法，包括如下步骤：
1)根据天线罩的结构尺寸、厚度，确定天线罩用纤维织物的形状尺寸、纤维织物的厚度D、纤维织物的纤维体积含量V及缝合密度；
2)根据步骤1)中的纤维织物的厚度D及纤维织物的纤维体积含量V、结合所使用纤维布的面密度S及纤维布的纤维密度ρ，确定纤维织物的纤维布套铺层数N；根据步骤1)中纤维织物的形状尺寸确定纤维布套尺寸，并将纤维布套展开确定纤维布套展开尺寸；
3)根据步骤2)中的纤维布套展开尺寸，将纤维布裁剪成扇形，然后将扇形沿直边缝合，形成纤维布套；
4)根据步骤2)中确定的纤维布套铺层数N，重复步骤3)制备N个纤维布套；
5)将纤维布套逐层套在专用缝合模具的芯模上，套上专用缝合模具的下压模和上压模，对铺层后的纤维布套加压，然后按照缝合密度在缝合孔里对纤维布套进行贯穿性缝合；缝合完毕后，保持芯模和纤维布套原位置不变，将上压模和下压模旋转180°后再加压，按照缝合密度在缝合孔里对纤维布套进行贯穿性缝合，缝合完毕后，打开上压模和下压模，取出纤维织物。
进一步地，根据步骤1)中纤维织物的厚度D确定厚度单元进行分批缝合，所述步骤5)中纤维布套具体缝合过程如下：
纤维布套逐层套在专用缝合模具的芯模上，铺层到一个厚度单元后，套上专用缝合模具的下压模和上压模，对铺层后的纤维布套加压，然后按照缝合密度的一半在缝合孔里对纤维布套进行贯穿性缝合；缝合完毕后，保持芯模原位置不变，将上压模和下压模旋转180°后再加压，按照缝合密度的一半在缝合孔里对纤维布套进行贯穿性缝合；
打开上压模和下压模，继续进行第二个厚度单元纤维布套的铺层和缝合，缝合方法如第一个厚度单元纤维布套的缝合方法相同，缝合时，将第二个厚度单元纤维布套与第一个厚度单元纤维布套贯穿缝合，依此缝合方式逐个厚度单元进行铺层、缝合，直至达到步骤1)所要求的纤维织物的厚度D，且最后一个厚度单元纤维布套再按照缝合密度的一半进行一次最后一个厚度单元的缝合。
进一步地，所述专用缝合模具中，依次叠加的厚度单元对应一套上压模和下压模，叠加后厚度单元的厚度与所对应的上压模和下压模合模后型腔尺寸相同。
进一步地，多个所述厚度单元缝合时，两个相邻厚度单元的缝合位置错开，最后一个厚度单元缝合时与前一个厚度单元的缝合位置一致。
进一步地，所述步骤1)中纤维织物的形状尺寸为天线罩的结构尺寸加上加工余量，纤维织物的厚度D为天线罩的厚度加上加工余量，纤维织物的纤维体积含量V及缝合密度由天线罩的结构尺寸及厚度决定。
进一步地，所述步骤2)中纤维布套铺层数N的计算公式为：纤维布套铺层数N＝(纤维织物的纤维体积含量V×纤维织物的厚度D×纤维布的纤维密度ρ)/纤维布的面密度S。
进一步地，所述步骤5)中上压模和下压模旋转180°后，缝合孔均位于所缝合的纤维布套原来被封闭的位置。
本发明还提供一种实现上述天线罩用纤维织物的缝合编织方法的专用缝合模具，包括芯模、上压模及下压模，所述芯模的形状与纤维织物的内型面一致，所述上压模和所述下压模均设有缝合孔，且上压模和下压模旋转180°后，缝合孔均位于所缝合的纤维布套被封闭的位置。
进一步地，所述缝合孔的总面积为纤维织物面积的45％～55％。
进一步地，所述专用缝合模具中，依次叠加的厚度单元对应一套上压模和下压模，叠加的厚度单元厚度与所对应的上压模和下压模合模后型腔尺寸相同。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用纤维布套在芯模上进行逐层铺层，然后采用专用缝合模具进行缝合，其缝合编织成本低、周期短；所制成的纤维织物其纤维体积含量高、仿形效果好、纤维的磨损低；纤维布套采用由内到外的顺序逐层进行铺层，纤维布套的加压与缝合是采用专用缝合模具，可有效提高纤维织物的纤维体积含量，保证纤维织物的缝合均匀性。
附图说明
图1为本实施例的纤维织物结构示意图；
图2为本实施例的纤维布套结构示意图；
图3为本实施例纤维布套铺层、缝合示意图；
图4为本实施例专用缝合模具结构示意图。
其中：纤维织物1、纤维布套2、上压模3、下压模4、缝合孔5、芯模6。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
1)根据天线罩的结构尺寸、厚度，确定天线罩用纤维织物1的形状尺寸(如图1所示)、纤维织物1的厚度D、纤维织物1的纤维体积含量V及缝合密度，根据纤维织物1的厚度D及纤维织物1的纤维体积含量V、结合所使用纤维布的面密度S及纤维布的纤维密度ρ，确定纤维织物1的纤维布套2铺层数N；根据纤维织物1的形状尺寸确定纤维布套2尺寸(如图2所示)，并将纤维布套展开确定纤维布套展开尺寸。确定相应编织参数，如下表1所示：
表1某天线罩用纤维织物的编织参数
2)根据纤维布套展开尺寸，将纤维布裁剪成扇形，然后将扇形沿直边根据10针/cm2的缝合密度缝合，形成纤维布套2；
3)根据表1中确定的纤维布套2铺层数N，重复步骤2)制备N个纤维布套；
结合图3所示，4)共25层纤维布套2逐层套在专用缝合模具的芯模6上，铺层到一个厚度单元5mm后，套上专用缝合模具的下压模4和上压模3，对铺层后的纤维布套2加压，此时，采用型腔为5mm的上压模和下压模；然后按照5针/cm2的缝合密度在缝合孔5里对纤维布套2进行贯穿性缝合，缝合完毕后，卸掉螺栓和定位销，保持芯模6和纤维布套2原位置不变，将上压模和下压模旋转180°后，缝合孔5均位于所缝合的纤维布套2原来被封闭的位置处时再进行加压，按照5针/cm2的缝合密度在缝合孔里对纤维布套进行贯穿性缝合，实现了360°的缝合；其中：缝合孔的总面积为纤维织物面积的50％。
打开上压模和下压模，继续进行第二个厚度单元纤维布套2(共25层纤维布套)的铺层和缝合，缝合方法如第一个厚度单元纤维布套的缝合方法相同，缝合时，将第二个厚度单元纤维布套与第一个厚度单元纤维布套贯穿缝合，且缝合位置与第一次缝合位置错开；这时，采用型腔等于两个厚度单元的厚度(10mm)的上压模和下压模。
最后在第二个厚度单元纤维布套再按照5针/cm2的缝合密度进行一次一个厚度单元的缝合，缝合位置与第一次缝合位置一致，缝合完毕后，打开上压模和下压模，取出纤维织物，修剪毛边。
其中：如果厚度单元为多个，第三个厚度单元依次铺层后，采用型腔为三个厚度单元叠加后的厚度的上压模和下压模，依次类推，第n个厚度单元铺层后，采用型腔为n个厚度单元叠加后的厚度的上压模和下压模。
本实施例的专用缝合模具，包括芯模6、上压模3及下压模4，以及芯模6和下压模4、下压模4与上压模3相对应的位置分别设置有定位销孔和螺栓孔，用于定位和加压定型。
芯模6的形状与纤维织物1的内型面一致，上压模和下压模均设有缝合孔5，缝合孔5的总面积为纤维织物面积的50％，且上压模和下压模旋转180°后，缝合孔均位于所缝合的纤维布套原来被封闭的位置。
如果要铺层多个厚度单元，专用缝合模具中有多套上压模和下压模，第一套上压模和下压模的型腔尺寸为第一个厚度单元的厚度，第二套上压模和下压模的型腔尺寸为第一个厚度单元和第二个厚度单元的厚度和，依次类推，第n套上压模和下压模的型腔尺寸为n个厚度单元的厚度之和。
Claims (7)
1.一种天线罩用纤维织物的缝合编织方法，其特征在于：所述缝合编织方法包括如下步骤：
1)根据天线罩的结构尺寸、厚度，确定天线罩用纤维织物(1)的形状尺寸、纤维织物(1)的厚度D、纤维织物(1)的纤维体积含量V及缝合密度；
2)根据步骤1)中的纤维织物(1)的厚度D及纤维织物(1)的纤维体积含量V、结合所使用纤维布的面密度S及纤维布的纤维密度ρ，确定纤维织物(1)的纤维布套铺层数N；根据步骤1)中纤维织物(1)的形状尺寸确定纤维布套(2)尺寸，并将纤维布套(2)展开确定纤维布套展开尺寸；
3)根据步骤2)中的纤维布套展开尺寸，将纤维布裁剪成扇形，然后将扇形沿直边缝合，形成纤维布套(2)；
4)根据步骤2)中确定的纤维布套铺层数N，重复步骤3)制备N个纤维布套；
5)将纤维布套(2)逐层套在专用缝合模具的芯模(6)上，套上专用缝合模具的下压模(4)和上压模(3)，对铺层后的纤维布套(2)加压，然后按照缝合密度在缝合孔(5)里对纤维布套(2)进行贯穿性缝合；缝合完毕后，保持芯模(6)和纤维布套(2)原位置不变，将上压模(3)和下压模(4)旋转180°后再加压，按照缝合密度在缝合孔(5)里对纤维布套(2)进行贯穿性缝合，缝合完毕后，打开上压模(3)和下压模(4)，取出纤维织物。
2.根据权利要求1所述的天线罩用纤维织物的缝合编织方法，其特征在于：根据步骤1)中纤维织物(1)的厚度D确定厚度单元进行分批缝合，所述步骤5)中纤维布套具体缝合过程如下：
纤维布套(2)逐层套在专用缝合模具的芯模(6)上，铺层到一个厚度单元后，套上专用缝合模具的下压模(4)和上压模(3)，对铺层后的纤维布套(2)加压，然后按照缝合密度的一半在缝合孔(5)里对纤维布套(2)进行贯穿性缝合；缝合完毕后，保持芯模(6)原位置不变，将上压模(3)和下压模(4)旋转180°后再加压，按照缝合密度的一半在缝合孔(5)里对纤维布套(2)进行贯穿性缝合；
打开上压模(3)和下压模(4)，继续进行第二个厚度单元纤维布套(2)的铺层和缝合，缝合方法如第一个厚度单元纤维布套的缝合方法相同，缝合时，将第二个厚度单元纤维布套与第一个厚度单元纤维布套贯穿缝合，依此缝合方式逐个厚度单元铺层、缝合，直至达到步骤1)所要求的纤维织物的厚度D，且最后一个厚度单元纤维布套(2)再按照缝合密度的一半进行一次最后一个厚度单元的缝合。
3.根据权利要求2所述的天线罩用纤维织物的缝合编织方法，其特征在于：所述专用缝合模具中，依次叠加的厚度单元对应一套上压模和下压模，叠加后厚度单元的厚度与所对应的上压模和下压模合模型腔尺寸相同。
4.根据权利要求2所述的天线罩用纤维织物的缝合编织方法，其特征在于：多个所述厚度单元缝合时，两个相邻厚度单元的缝合位置错开，最后一个厚度单元缝合时与前一个厚度单元的缝合位置一致。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的天线罩用纤维织物的缝合编织方法，其特征在于：所述步骤1)中纤维织物(1)的形状尺寸为天线罩的结构尺寸加上加工余量，纤维织物(1)的厚度D为天线罩的厚度加上加工余量，纤维织物(1)的纤维体积含量V及缝合密度由天线罩的结构尺寸及厚度决定。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的天线罩用纤维织物的缝合编织方法，其特征在于：所述步骤2)中纤维布套铺层数N的计算公式为：纤维布套铺层数N＝(纤维织物的纤维体积含量V×纤维织物的厚度D×纤维布的纤维密度ρ)/纤维布的面密度S。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的天线罩用纤维织物的缝合编织方法，其特征在于：所述步骤5)中上压模和下压模旋转180°后，缝合孔均位于所缝合的纤维布套原来被封闭的位置。
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