CN114074389A - 制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法及模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法，其是制作一种一次性用的环形衬件，在每次加工前，将多个环形衬件按一根管状传动轴的长度等间距套装在圆柱形的直筒转轴上，相邻两个环形衬件与直筒转轴结合形成的外周形面能够与一个管状传动轴管孔的内壁形面相吻合；将浸胶的复合材料胶带在直筒转轴和环形衬件的外周面叠加缠绕至形成多个管状传动轴；脱模时，能够使环形衬件随管状传动轴一起从直筒转轴的外周面向一端轴向脱出，然后再从管状传动轴的管孔中脱除环形衬件，从而实现单次制作出多个内壁成型的管状传动轴。

Description

制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法及模具

技术领域

本发明涉及一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法及模具，属于风电工装技术领域。

背景技术

带内锥面复合材料管状传动轴是一种用于如风电联轴器等传动装置中的中空管状传动轴，管孔的两端内壁上具有由内向外逐渐扩开的内锥面。

现有的风电联轴器复合材料传动轴主要采用直筒型模具进行生产。生产时，将浸胶的复合材料带反复叠加缠绕在直筒型模具外周，直至形成管状传动轴。

采用直筒型模具进行复合材料传动轴生产时，复合材料传动轴两端的内锥面必须进行后机加工而出，此加工方式两锥面的锥度及同轴度等难以达到精度要求，加工难度大，费用高，且加工时间长，生产效率低下。

采用自带锥面的组合模具进行复合材料传动轴生产时，尽管解决了直筒型模具生产时复合材料传动轴两端锥面必须进行后机加工而出，加工难度大的缺陷，但是，组合模具因本身结构复杂，因此安装复杂，同时模具费用较高；毛坯生产完后脱模过程复杂，耗费人力资源大，且一次只能生产一个产品，生产效率低下，生产成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何在保证加工精度的前提下，提高加工效率，降低生产成本的问题。

针对上述问题，本发明提出的技术方案是：

一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法，制作一种一次性用的环形

衬件，在每次加工前，将多个环形衬件按一根管状传动轴的长度等间距套装在圆柱形的直筒转轴上，相邻两个环形衬件与直筒转轴结合形成的外周形面能够与一个管状传动轴管孔的内壁形面相吻合；将复合胶带在直筒转轴和环形衬件的外周面叠加缠绕至形成多个管状传动轴；脱模时，能够使环形衬件随管状传动轴一起从直筒转轴的外周面向一端轴向脱出，然后再从管状传动轴的管孔中脱除，从而实现单次制作出多个内壁成型的管状传动轴。

所述将复合胶带在直筒转轴和环形衬件的外周面叠加缠绕至形成管状传动轴，是由

一条复合胶带在直筒转轴的两端之间往复叠加缠绕，形成多个管状传动轴一体连接的管状轴棒，脱模后再将管状轴棒分切成若干管状传动轴。

所述一次性用的环形衬件是用易于碎裂的材料制作而成。

在所述直筒转轴的外周面轴向套装多个一次性用的环形衬件，是在加工前将环形

衬件以临时固定方式套装在直筒转轴外周，脱模时以损毁环形衬件方式使环形衬件随管

状传动轴一起从直筒转轴的外周面向一端轴向脱出，并以损毁环形衬件方式使环形衬件

从管状传动轴的管孔中脱除。

一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出模具，包括直筒转轴，在直筒

转轴上沿轴向套装有多个一次性用的环形衬件，相邻两个环形衬件与直筒转轴配合形成的外周形面与一个管状传动轴的管孔内壁形面相吻合；所述环形衬件能够沿管状传动轴的轴向脱出，并能够从管状传动轴的管孔内壁中脱除。

进一步地，所述环形衬件具有锥尖向左的向左锥形面和锥尖向右的；在管状传动

轴上相邻两个环形衬件之间锥尖相向的向右锥形面和向左锥形面分别与管状传动轴的

管孔两端的内锥面相吻合。

进一步地，所述环形衬件是由泡沫材料制成。

进一步地，所述环形衬件是由2段或3端弧形衬块拼合而成。

进一步地，在弧形衬块的内圈设置有径向向内的弧形嵌脚，在直筒转轴外周

周向设置有环形嵌槽，加工时，弧形衬块的弧形嵌脚嵌装在环形嵌槽内，脱模时，能够

使弧形嵌脚断裂在环形嵌槽内。

进一步地，在弧形嵌脚与弧形衬块之间的连接部的两侧，分别设有易断槽，当弧形

衬块沿轴向受力时，弧形嵌脚与弧形衬块之间能够在易断槽处断脱。

有益效果：

1、一次缠绕加工能够成型多个管状传动轴一体连接的管状轴棒，脱模后只需经过简单车削管状轴棒外周凸起部并进行分切，就能制作出多个管状传动轴，使得生产效率显著提高；

2、使用泡沫材料制作环形衬件成本低，易于制作，易于装配和去除，显著降低了生产成本。

附图说明

图1为所述一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法及模具的立体示意图；

图2为所述一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法及模具的立体示意图，图中示出直筒转轴上的环形嵌槽；

图3为组成环形衬件的弧形衬块；

图4为所述弧形衬块的结构示意图；

图5为所述直筒转轴平面示意图；

图6为所述管状传动轴轴向截面示意图；

图7为所述管状轴棒轴向截面示意图。

图中：1、直筒转轴；11、环形嵌槽； 2、环形衬件；21、向左锥形面；22、向右锥形面；23、弧形衬块；24、弧形嵌脚；25、易断槽；3、管状传动轴；31、管孔；32、内锥面；4、管状轴棒；41、环形凸起。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

如图5、6所示，传统风电联轴器的复合材料管状传动轴（以下简称管状传动轴3）主要采用直筒转轴1模具进行生产。生产时，将浸胶的复合材料带反复叠加缠绕在直筒转轴1外周，直至达到管状传动轴3的厚度标准，形成套在直筒转轴1上的管状传动轴3坯件，然后将其从直筒转轴1上轴向脱出，并对其形成的管孔31的两端进行内锥面32加工，这种加工方式是每次加工只制成一根管状传动轴3且还要另外通过车削加工出管孔31两端的内锥面32。

如图1、2、6、7所示，本发明提供一种制作带内锥面32复合材料管状传动轴的单次多出方法，其是制作一种一次性用的环形衬件2，在每次加工前，将多个环形衬件2按一根管状传动轴3的长度等间距套装在圆柱形的直筒转轴1上，相邻两个环形衬件2与直筒转轴1结合形成的外周形面能够与一个管状传动轴3管孔31的内壁形面（包括管孔31两端的内锥面32）相吻合；加工时将复合胶带在直筒转轴和环形衬件2的外周面叠加缠绕至形成多个管状传动轴3；脱模时，能够使环形衬件2随管状传动轴3一起从直筒转轴1的外周面向一端轴向脱出，然后再从管状传动轴3的管孔31中将环形衬件2脱除。这样就实现单次制作出多个内成型的管状传动轴3，且制作出的管状传动轴3不必再对其管孔两端加工内锥面32，显著提高了加工效率，降低了生产成本。

上述将多个环形衬件2按一根管状传动轴3的长度等间距套装在圆柱形的直筒转轴1上，但在实际应用中还要加上切割公差。

所述将复合胶带在直筒转轴1和环形衬件2的外周面叠加缠绕至形成管状传动轴，

是由一条复合胶带在直筒转轴1的两端之间往复叠加缠绕，形成多个管状传动轴一体连接的管状轴棒4，脱模后再将管状轴棒4分切成若干管状传动轴3。这样就是用条复合胶带在直筒转轴1的两端之间往复叠加缠绕，能够保持缠绕动作的连续性，从而显著提高缠绕速度。

所述直筒转轴1的外周面轴向套装多个一次性用的环形衬件2，是在加工前将环形

衬件以临时固定方式套装在直筒转轴1外周，所述一次性用的环形衬件2用易于碎裂的

材料制作而成。这样，脱模时能够以损毁环形衬件2方式使环形衬件2随管状传动轴3一起从直筒转轴1的外周面向一端轴向脱出，并以损

毁环形衬件2方式使环形衬件2从管状传动轴3的管孔31中将残存的环形衬件2脱除。

如图1、2、6、7所示；本发明还提供一种制作带内锥面32复合材料管状传动轴的单次多出模具，包括直筒转轴1，在直筒转轴1上沿轴向套装有多个一次性用的环形衬件2，相邻两个环形衬件与直筒转轴1配合形成的外周形面与一个管状传动轴3的管孔31内壁形面相吻合；环形衬件2能够沿管状传动轴3的轴向脱出，并能够从管状传动轴3的

管孔31内壁中脱除。

所述环形衬件2具有锥尖向左的向左锥形面21和锥尖向右的向右锥形面22；在管

状传动轴上相邻两个环形衬件2之间锥尖相向的向右锥形面22和向左锥形面21分别

与管状传动轴3的管孔31两端的内锥面32相吻合。这样在管状传动轴3的管孔31中

脱除环形衬件2后，管状传动轴3的管孔31两端的就能够自然形成所需要的内锥面32。

所述环形衬件2是由泡沫材料制成。

如图3、4所示，所述环形衬件2是由2段或3端弧形衬块23拼合而成。

如图3、4所示1、2、3、4、6、7所示；在弧形衬块23的内圈设置有径向向内的

弧形嵌脚24，在直筒转轴1外周

周向设置有环形嵌槽11，加工前，将弧形衬块23绕环形嵌槽11安装拼接，使弧形

衬块23的弧形嵌脚24嵌装在环形嵌槽11内，脱模时，能够使弧形嵌脚24断裂在环形嵌槽11内，使环形衬件2连同成型的管状传动轴3一起从直筒转轴1外周轴向脱出。

在弧形嵌脚24与弧形衬块23之间的连接部的两侧，分别设有易断槽25，当弧形衬

块23沿轴向受力时，使弧形嵌脚24与弧形衬块23之间能够在易断槽25处断脱。这样有利于制成的管状轴棒4连同环形衬件2一起从直筒转轴1脱出。

按照上述方案制作的单次多出模具，其使用方式是：

清理直筒转轴1的环形嵌槽11，将弧形衬块23绕环形嵌槽11安装拼接成套在环形嵌槽11外的完整环形套件，使弧形衬块23的弧形嵌脚24嵌装在环形嵌槽11内，如此完成多个环形套件在直筒转轴1上的临时安装定位；

作为优选，由一条复合胶带在直筒转轴1的两端之间往复叠加缠绕，形成多个管

状传动轴一体连接的管状轴棒4；

将管状轴棒4外周因设置的环形衬件2而在复合胶带往复叠加缠绕形成的环形凸起41进行车削，再将管状轴棒4分切成多个管状传动轴3。

这里要说明的是，对管状轴棒4外周环形凸起41进行车削，比对管状传动轴3管孔31两端车削加工内锥面32要简单、容易得多。

上述实施例只用于更清楚的描述本发明，而不能视为限制本发明涵盖的保护范围，任何等价形式的修改都应视为落入本发明涵盖的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法，其特征在于：制作一种一次性用的环形衬件（2），在每次加工前，将多个环形衬件（2）按一根管状传动轴（3）的长度等间距套装在圆柱形的直筒转轴（1）上，相邻两个环形衬件（2）与直筒转轴（1）结合形成的外周形面能够与一个管状传动轴（3）管孔（31）的内壁形面相吻合；将复合胶带在直筒转轴（1）和环形衬件（2）的外周面叠加缠绕至形成多个管状传动轴（3）；脱模时，能够使环形衬件（2）随管状传动轴（3）一起从直筒转轴（1）的外周面向一端轴向脱出，然后再从管状传动轴（3）的管孔（31）中脱除环形衬件（2），从而实现单次制作出多个内壁成型的管状传动轴（3）。

2.根据权利要求1所述制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法，其特征在于：所述将复合胶带在直筒转轴（1）和环形衬件（2）的外周面叠加缠绕至形成管状传动轴（3），是由一条复合胶带在整个直筒转轴（1）的两端之间往复叠加缠绕，形成多个管状传动轴（3）一体连接的管状轴棒（4），脱模后再将管状轴棒（4）分切成若干管状传动轴（3）。

3.根据权利要求2所述制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法，其特征在于：所述一次性用的环形衬件（2）是用易于碎裂的材料制作而成。

4.根据权利要求3所述制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出方法，其特征在于：所述直筒转轴（1）的外周面轴向套装多个一次性用的环形衬件（2），是在加工前将环形衬件（2）以临时固定方式套装在直筒转轴（1）外周，脱模时以损毁环形衬件（2）方式使环形衬件（2）随管状传动轴（3）一起从直筒转轴（1）的外周面向一端轴向脱出，并以损毁环形衬件（2）方式使环形衬件（2）从管状传动轴（3）的管孔（31）中脱除。

5.一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出模具，包括直筒转轴（1），其特征在于：在直筒转轴（1）上沿轴向套装有多个一次性用的环形衬件（2），相邻两个环形衬件（2）与直筒转轴（1）配合形成的外周形面与一个管状传动轴（3）的管孔（31）内壁形面相吻合；所述环形衬件（2）能够沿管状传动轴（3）的轴向脱出，并能够从管状传动轴（3）的管孔（31）内壁中脱除。

6.根据权利要求5所述的一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出模具，其特征在于：所述环形衬件（2）具有锥尖向左的向左锥形面（21）和锥尖向右的；在管状传动轴（3）上相邻两个环形衬件（2）之间锥尖相向的向右锥形面（22）和向左锥形面（21）分别与管状传动轴（3）的管孔（31）两端的内锥面（32）相吻合。

7.根据权利要求6所述的一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出模具，其特征在于：所述环形衬件（2）是由泡沫材料制成。

8.根据权利要求7所述的一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出模具，其特征在于：所述环形衬件（2）是由2段或3端弧形衬块（23）拼合而成。

9.根据权利要求8所述的一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出模具，其特征在于：在弧形衬块（23）的内圈设置有径向向内的弧形嵌脚（24），在直筒转轴（1）外周周向设置有环形嵌槽（11），加工时，弧形衬块（23）的弧形嵌脚（24）嵌装在环形嵌槽（11）内，脱模时，能够使弧形嵌脚（24）断裂在环形嵌槽（11）内。

10.根据权利要求8所述的一种制作带内锥面复合材料管状传动轴的单次多出模具，其特征在于：在弧形嵌脚（24）与弧形衬块（23）之间的连接部的两侧，分别设有易断槽（25），当弧形衬块（23）沿轴向受力时，弧形嵌脚（24）与弧形衬块（23）之间能够在易断槽（25）处断脱。

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