CN107322948A - 一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置及工作方法，包括纱架、胶槽、模具固化加热器、后固化烘箱和切割机、芯轴、旋转牵引机和控制系统；旋转牵引机包括旋转支架、芯轴腔、旋转支架动力轴和牵引机牵引装置；旋转支架上端设有旋转动力电机，下端设有牵引机牵引螺母；旋转支架动力轴前端设有旋转同步轮，旋转支架动力轴与芯轴腔之间设有动力轴支承，芯轴腔外侧设有气缸固定架，气缸固定架上设有夹紧气缸，夹紧气缸末端设有芯轴夹紧扣，芯轴腔前端设有耐高温垫圈；旋转牵引支架下端设有牵引机固定架,牵引机固定架顶部设有牵引机牵引装置，牵引机牵引螺母设置在牵引机牵引装置上。

Description

一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置及工作方法
技术领域
本发明涉及碳纤维复合材料连续螺旋拉挤工艺，特别涉及一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置及工作方法。
背景技术
复合材料的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成结构材料。碳纤维复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在密度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。现有的复合材料成型装置机工艺方法，尚无对复合材料进行螺旋成型的装置。现有的复合材料弹簧成型方法多采用人工制造，自动化程度低，劳动强度大，制造成本高，产品机械性能无法得到保障，不能形成批量生产，也就不能满足市场需求。当前汽车均采用金属弹簧减震，已不能达到汽车轻量化、节能环保的发展要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种自动化程度高、产品性能稳定的适用于复合材料的螺旋成型装置。
本发明的技术方案：本发明所述的一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置，包括纱架、胶槽、模具固化加热器、后固化烘箱和切割机，其特征在于：还包括芯轴、旋转牵引机和控制系统；所述旋转牵引机包括旋转支架、芯轴腔、旋转支架动力轴和牵引机牵引装置；所述旋转支架上端设有旋转动力电机，下端设有牵引机牵引螺母；所述旋转支架动力轴前端设有旋转同步轮，所述旋转支架动力轴与芯轴腔之间设有动力轴支承，所述芯轴腔外侧设有气缸固定架，所述气缸固定架上设有夹紧气缸，所述夹紧气缸末端设有芯轴夹紧扣，所述芯轴腔前端设有耐高温垫圈；所述旋转牵引支架下端设有牵引机固定架,所述牵引机固定架顶部设有牵引机牵引装置，所述牵引机牵引螺母设置在所述牵引机牵引装置上；所述牵引机牵引装置两端设有丝杆固定轴承，所述牵引机固定架一侧设有往复动力电机；所述复动力电机通过牵引机驱动轮带动牵引机牵引装置运动；
所述旋转牵引机还包括一号旋转牵引机和二号旋转牵引机；所述纱架后端设有胶槽，所述胶槽后端设有芯轴固定装置，芯轴固定装置下端设有芯轴传动装置，所述芯轴前端设置在芯轴固定装置内，后端延伸至二号旋转牵引机；所述芯轴固定装置后端设有模具固化加热器，所述模具固化加热器后端设有后固化烘箱，所述后固化烘箱后设有一号旋转牵引机，所述一号旋转牵引机后设有二号旋转牵引机；所述二号旋转牵引机后设有切割机。
进一步的，所述一号旋转牵引机和二号旋转牵引机旋转方向相同；所述芯轴旋转方向与一号旋转牵引机及二号旋转牵引机旋转速度相反。
进一步的，所述旋转动力电机通过同步带带动旋转同步轮工作；所述复动力电机通过牵引机驱动轮带动牵引机牵引装置运动。
进一步的，所述旋转支架内设有个夹紧气缸，所述夹紧气缸两两均布在气缸固定架两侧。
本发明还公开了上述一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置的工作方法，包括如下步骤：
a.所述胶槽对纱架输送的复合材料进行上胶处理；
b.上胶后的复合材料缠绕在芯轴上，在芯轴传动装置的带动下通过模具固化加热器，所述模具固化加热器对复合材料进行螺旋程序的加热固化预处理；
c.预处理后的复合材料进入后固化箱完成螺旋材料初成型；
d.初成型的螺旋材料在芯轴的旋转推动下进入与芯轴旋转方向相反的一号旋转牵引机内；
e.所述一号旋转牵引机底部的旋转动力电机和往复动力电机同时工作，所述旋转动力电机通过旋转同步轮带动旋转支架动力轴旋转，所述旋转支架动力轴带动气缸固定架及夹紧气缸旋转，且旋转方向与芯轴相反；所述往复动力电机带动牵引机驱动轮运动，所述牵引机丝杆螺母在牵引机丝杆作用下带动一号旋转牵引机向二号牵引机方向运动；
f.所述二号旋转牵引机接取从一号旋转牵引机传递的螺旋复合材料，保持同样工作方式向切割机方向运行；所述一号旋转牵引机返回至初始位置；
g.所述切割机在固定位置切断螺旋复合材料，所述二号旋转牵引机返回至初始位置，循环往复。
本发明与现有技术相比的有益效果：采用芯轴与旋转牵引机旋转方向相反的螺旋成型工艺，保障了复合材料的螺旋成型效果，解决了现有的复合材料弹簧成型方法多采用人工制造，自动化程度低，劳动强度大，产品性能无法得到保障的难题。
附图说明
图1为本发明中旋转牵引机的结构示意图；
图2为本发明整体结构示意图。
具体实施方式
为了加深本发明的理解，下面我们将结合附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1和图2示出了本发明一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置的具体实施方式，包括纱架1、胶槽2、模具固化加热器4、后固化烘箱5和切割机9，其特征在于：还包括芯轴3、旋转牵引机和控制系统6；旋转牵引机包括旋转支架701、芯轴腔704、旋转支架动力轴713和牵引机牵引装置711；旋转支架701上端设有旋转动力电机716，下端设有牵引机牵引螺母707；旋转支架动力轴713前端设有旋转同步轮712，旋转支架动力轴713与芯轴腔704之间设有动力轴支承714，芯轴腔704外侧设有气缸固定架702，气缸固定架702上设有夹紧气缸717，夹紧气缸717末端设有芯轴夹紧扣705，芯轴腔704前端设有耐高温垫圈703；旋转牵引支架下端设有牵引机固定架708,牵引机固定架708顶部设有牵引机牵引装置711，牵引机牵引螺母707设置在牵引机牵引装置711上；牵引机牵引装置711两端设有丝杆固定轴承706，牵引机固定架708一侧设有往复动力电机709；复动力电机709通过牵引机驱动轮710带动牵引机牵引装置711运动；
旋转牵引机还包括一号旋转牵引机7和二号旋转牵引机71；纱架1后端设有胶槽2，胶槽2后端设有芯轴固定装置302，芯轴固定装置302下端设有芯轴传动装置301，芯轴3前端设置在芯轴固定装置302内，后端延伸至二号旋转牵引机71；芯轴固定装置302后端设有模具固化加热器4，模具固化加热器4后端设有后固化烘箱5，后固化烘箱5后设有一号旋转牵引机7，一号旋转牵引机7后设有二号旋转牵引机71；二号旋转牵引机71后设有切割机8。
作为对本发明的进一步优化，一号旋转牵引机7和二号旋转牵引机71旋转方向相同；芯轴3旋转方向与一号旋转牵引机7及二号旋转牵引机71旋转速度相反；旋转动力电机716通过同步带715带动旋转同步轮712工作；复动力电机709通过牵引机驱动轮710带动牵引机牵引装置711运动；旋转支架701内设有4个夹紧气缸717，夹紧气缸717两两均布在气缸固定架702两侧。
本发明还公开了上述一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置的工作方法，包括如下步骤：
a.胶槽2对纱架1输送的复合材料进行上胶处理；
b.上胶后的复合材料缠绕在芯轴3上，在芯轴传动装置301的带动下通过模具固化加热器4，模具固化加热器4对复合材料进行螺旋程序的加热固化预处理；
c.预处理后的复合材料进入后固化箱5完成螺旋材料初成型；
d.初成型的螺旋材料在芯轴3的旋转推动下进入与芯轴3旋转方向相反的一号旋转牵引机7内；
e.一号旋转牵引机7底部的旋转动力电机716和往复动力电机709同时工作，旋转动力电机716通过旋转同步轮712带动旋转支架动力轴713旋转，旋转支架动力轴713带动气缸固定架702及夹紧气缸717旋转，且旋转方向与芯轴3相反；往复动力电机709带动牵引机驱动轮710运动，牵引机丝杆螺母707在牵引机丝杆711作用下带动一号旋转牵引机7向二号牵引机71方向运动；
f.二号旋转牵引机71接取从一号旋转牵引机7传递的螺旋复合材料，保持同样工作方式向切割机8方向运行；一号旋转牵引机7返回至初始位置；
g.切割机8在固定位置切断螺旋复合材料，二号旋转牵引机71返回至初始位置，循环往复。
本发明所述的连续纤维复合材料的螺旋成型装置，采用芯轴3与旋转牵引，旋转方向相反的螺旋成型工艺，保障了复合材料的螺旋成型效果，解决了现有的复合材料弹簧成型方法多采用人工制造，自动化程度低，劳动强度大，产品性能无法得到保障的难题。
上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置，包括纱架(1)、胶槽(2)、模具固化加热器(4)、后固化烘箱(5)和切割机(9)，其特征在于：还包括芯轴(3)、旋转牵引机和控制系统(6)；所述旋转牵引机包括旋转支架(701)、芯轴腔(704)、旋转支架动力轴(713)和牵引机牵引装置(711)；所述旋转支架(701)上端设有旋转动力电机(716)，下端设有牵引机牵引螺母(707)；所述旋转支架动力轴(713)前端设有旋转同步轮(712)，所述旋转支架动力轴(713)与芯轴腔(704)之间设有动力轴支承(714)，所述芯轴腔(704)外侧设有气缸固定架(702)，所述气缸固定架(702)上设有夹紧气缸(717)，所述夹紧气缸(717)末端设有芯轴夹紧扣(705)，所述芯轴腔(704)前端设有耐高温垫圈(703)；所述旋转牵引支架下端设有牵引机固定架(708),所述牵引机固定架(708)顶部设有牵引机牵引装置(711)，所述牵引机牵引端(707)设置在所述牵引机牵引装置(711)上；所述牵引机牵引装置(711)两端设有丝杆固定轴承(706)，所述牵引机固定架(708)一侧设有往复动力电机(709)；所述复动力电机(709)通过牵引机驱动轮(710)带动牵引机牵引装置(711)运动；
所述旋转牵引机还包括一号旋转牵引机(7)和二号旋转牵引机(71)；所述纱架(1)后端设有胶槽(2)，所述胶槽(2)后端设有芯轴固定装置(302)，芯轴固定装置(302)下端设有芯轴传动装置(301)，所述芯轴(3)前端设置在芯轴固定装置(302)内，后端延伸至二号旋转牵引机(71)；所述芯轴固定装置(302)后端设有模具固化加热器(4)，所述模具固化加热器(4)后端设有后固化烘箱(5)，所述后固化烘箱(5)后设有一号旋转牵引机(7)，所述一号旋转牵引机(7)后设有二号旋转牵引机(71)；所述二号旋转牵引机(71)后设有切割机(8)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置，其特征在于：所述一号旋转牵引机(7)和二号旋转牵引机(71)旋转方向相同；所述芯轴(3)旋转方向与一号旋转牵引机(7)及二号旋转牵引机(71)旋转速度相反。
3.根据权利要求1所述的一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置，其特征在于：所述旋转动力电机(716)通过同步带(715)带动旋转同步轮(712)工作；所述复动力电机(709)通过牵引机驱动轮(710)带动牵引机牵引装置(711)运动。
4.根据权利要求1所述的一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置，其特征在于：所述旋转支架(701)内设有4个夹紧气缸(717)，所述夹紧气缸(717)两两均布在气缸固定架(702)两侧。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置的工作方法，其特征在于：包括如下步骤：
a.所述胶槽(2)对纱架(1)输送的复合材料进行上胶处理；
b.上胶后的复合材料缠绕在芯轴(3)上，在芯轴传动装置(301)的带动下通过模具固化加热器(4)，所述模具固化加热器(4)对复合材料进行螺旋程序的加热固化预处理；
c.预处理后的复合材料进入后固化箱(5)完成螺旋材料初成型；
d.初成型的螺旋材料在芯轴(3)的旋转推动下进入与芯轴(3)旋转方向相反的一号旋转牵引机(7)内；
e.所述一号旋转牵引机(7)底部的旋转动力电机(716)和往复动力电机(709)同时工作，所述旋转动力电机(716)通过旋转同步轮(712)带动旋转支架动力轴(713)旋转，所述旋转支架动力轴(713)带动气缸固定架(702)及夹紧气缸(717)旋转，且旋转方向与芯轴(3)相反；所述往复动力电机(709)带动牵引机驱动轮(710)运动，所述牵引机丝杆螺母(707)在牵引机丝杆(711)作用下带动一号旋转牵引机(7)向二号牵引机(71)方向运动；
f.所述二号旋转牵引机(71)接取从一号旋转牵引机(7)传递的螺旋复合材料，保持同样工作方式向切割机(8)方向运行；所述一号旋转牵引机(7)返回至初始位置；
g.所述切割机(8)在固定位置切断螺旋复合材料，所述二号旋转牵引机(71)返回至初始位置，循环往复。
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