CN114516184B - 一种分段式复合材料车体贴蒙皮工装及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通车体技术领域，尤其涉及一种分段式复合材料车体贴蒙皮工装及工艺，工装包括：两旋转驱动装置，两旋转驱动装置之间设置有旋转轴，旋转轴至少与其中一个旋转驱动装置可拆卸连接，两旋转驱动装置驱动旋转轴旋转；旋转轴沿长度延伸方向可拆卸设置有若干组支撑组件，若干组支撑组件对车体内进行支撑；其中，至少一个旋转驱动装置滑动设置于工作平面，旋转驱动装置沿旋转轴长度延伸方向滑动，与另一旋转驱动装置相互靠近或远离。本发明中，实现分段车体外复合材料的铺设，为后续分段车体整体外蒙皮的固化成型提供基础，提高分段车体的结构强度和连接强度。

Description

一种分段式复合材料车体贴蒙皮工装及工艺

技术领域

本发明涉及轨道交通车体技术领域，尤其涉及一种分段式复合材料车体贴蒙皮工装及工艺。

背景技术

随着原材料的发展和工艺的进步，复合材料在轨道交通应用中的成本正在逐渐降低；同时由于复合材料的耐疲劳、耐腐蚀等特性，降低了维护、修理成本；由于减重，提高了运营能力，减少了能耗，寿命周期成本也得到了降低。

在轨道交通中的应用充分发挥了碳纤维复合材料的优越特点，用更轻的材料完成与金属材料同等的结构设计，使整车较同类不锈钢或铝合金车体重量大大减少，从而对提高车体的运载能力、降低能源消耗、降低全寿命周期成本、减少路线损害等具有重大意义。

由于轨道交通车体尺寸较大，对其整体成型或者将车体分为端墙、侧墙、底墙等方式成型，对于复合材料而言，在固化成型时需要很大的模具或者热压罐，一方面成型困难、成本高，另一方面对复合材料的成型质量难以保证。在专利CN111559091A中公开了一种复合材料车体整体成型方法，其中公开了将车体分段成型的方法，但是在将带状复合材料均匀缠绕于拼装的车体表面时，缺少一种工装能够支撑车体的旋转。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种分段式复合材料车体贴蒙皮工装及工艺，使其更具有实用性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供了一种分段式复合材料车体贴蒙皮工装及工艺，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种分段式复合材料车体贴蒙皮工装，包括：

两旋转驱动装置，两所述旋转驱动装置之间设置有旋转轴，所述旋转轴至少与其中一个所述旋转驱动装置可拆卸连接，两所述旋转驱动装置驱动所述旋转轴旋转；

所述旋转轴沿长度延伸方向可拆卸设置有若干组支撑组件，若干组所述支撑组件对车体内进行支撑；

其中，至少一个所述旋转驱动装置滑动设置于工作平面，所述旋转驱动装置沿所述旋转轴长度延伸方向滑动，与另一所述旋转驱动装置相互靠近或远离。

进一步地，每组所述支撑组件包括四个环绕设置在所述旋转轴上的支撑结构，四个所述支撑结构位于同一分段车体处，对分段车体的外轮廓进行支撑。

进一步地，四个所述支撑结构分别包括支撑杆和支撑块，所述支撑杆一端可拆卸固定于所述旋转轴，另一端可拆卸固定设置有支撑块，所述支撑块与分段车体内壁相贴合，对其进行支撑。

进一步地，四个所述支撑结构的所述支撑杆对角设置于分段车体内，每一所述支撑杆端部设置有安装块，所述安装块上可拆卸固定有两所述支撑块，两所述支撑块分别对分段车体的相邻两内壁进行支撑。

进一步地，所述旋转轴与所述支撑杆连接处为平面结构，所述旋转轴为对称结构，且对称轴为竖直方向，所述旋转轴沿垂直于长度方向的剖面为四边形，所述四边形在水平方向两端为直角，在竖直方向顶端角度大于在竖直方向底端角度。

进一步地，所述旋转轴在每一分段车体处分别设置有一所述支撑组件。

进一步地，所述旋转轴两端在靠近车体端部处分别设置有夹持架，两所述夹持架套设于所述旋转轴上，对车体两端进行夹持。

进一步地，所述夹持架可拆卸固定于所述旋转轴和/或车体端部。

进一步地，所述夹持架上在靠近车体的一端设置有若干夹持块，若干所述夹持块沿车体外轮廓方向绕设，所述夹持块一端固定于所述夹持架，另一端与车体外轮廓重合。

本发明还包括一种分段式复合材料车体贴蒙皮工艺，包括如下步骤：

将拼接好的车体通过可升降运输平台运输至靠近如上述的贴蒙皮工装处，使两所述旋转驱动装置相互远离；

将车体运输至一所述旋转驱动装置与所述旋转轴之间，并沿所述旋转轴长度延伸方向运输至所述旋转轴穿过车体；

使两所述旋转驱动装置相互靠近，并使所述旋转轴两端分别固定于两所述旋转驱动装置上；

进入车体内，在所述旋转轴上安装若干支撑组件；

可升降运输平台下降与车体脱离并从车体底部移开；

两所述旋转驱动装置驱动所述旋转轴带动车体进行匀速旋转，通过铺带机对预浸料进行铺放，在铺放时铺带机沿车体长度方向匀速运动，直至车体全部裹上预浸料；

可升降运输平台移动至车体底端，并上升至对车体进行支撑，对所述支撑组件进行拆卸，两所述旋转驱动装置相互远离，可升降运输平台将车体运输至下一工位。

本发明的有益效果为：本发明通过设置两个旋转驱动装置、旋转轴和若干组支撑组件，其中，至少一个旋转驱动装置滑动设置于工作平面，旋转驱动装置沿旋转轴长度延伸方向滑动，与另一旋转驱动装置相互靠近或远离，从而对旋转驱动装置相互远离，将车体位于两旋转驱动装置之间，再相互靠近，旋转轴穿过车体，然后在车体内旋转轴上安装支撑组件，对车体进行支撑，防止车体在旋转铺设蒙皮时，车体中间完全导致预浸料铺设不均匀，通过两旋转驱动装置带动旋转轴，从而带动车体进行旋转，来对车体进行铺设预浸料蒙皮，实现分段车体外复合材料的铺设，为后续分段车体整体外蒙皮的固化成型提供基础，提高分段车体的结构强度和连接强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为工装的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的正面视图；

图4为夹持架的正面视图；

图5为支撑组件的正面视图；

图6为车体在工装上时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至6所示：一种分段式复合材料车体贴蒙皮工装，包括：

两旋转驱动装置1，两旋转驱动装置1之间设置有旋转轴2，旋转轴2至少与其中一个旋转驱动装置1可拆卸连接，两旋转驱动装置1驱动旋转轴2旋转；

旋转轴2沿长度延伸方向可拆卸设置有若干组支撑组件3，若干组支撑组件3对车体内进行支撑；

其中，至少一个旋转驱动装置1滑动设置于工作平面，旋转驱动装置1沿旋转轴2长度延伸方向滑动，与另一旋转驱动装置1相互靠近或远离。

通过设置两个旋转驱动装置1、旋转轴2和若干组支撑组件3，其中，至少一个旋转驱动装置1滑动设置于工作平面，旋转驱动装置1沿旋转轴2长度延伸方向滑动，与另一旋转驱动装置1相互靠近或远离，从而对旋转驱动装置1相互远离，将车体位于两旋转驱动装置1之间，再相互靠近，旋转轴2穿过车体，然后在车体内旋转轴2上安装支撑组件3，对车体进行支撑，防止车体在旋转铺设蒙皮时，车体中间完全导致预浸料铺设不均匀，通过两旋转驱动装置1带动旋转轴2，从而带动车体进行旋转，来对车体进行铺设预浸料蒙皮，实现分段车体外复合材料的铺设，为后续分段车体整体外蒙皮的固化成型提供基础，提高分段车体的结构强度和连接强度。

在本实施例中，每组支撑组件3包括四个环绕设置在旋转轴2上的支撑结构31，四个支撑结构31位于同一分段车体处，对分段车体的外轮廓进行支撑。

由于车体具有四个内壁，所以通过设置四个支撑结构31，对同一分段的四个内壁分别进行支撑，来保持车体的外轮廓形状，使其在旋转时不易产生变形。

其中，四个支撑结构31分别包括支撑杆311和支撑块313，支撑杆311一端可拆卸固定于旋转轴2，另一端可拆卸固定设置有支撑块313，支撑块313与分段车体内壁相贴合，对其进行支撑。

由于车体的端部有端墙，端墙上有通道，所以支撑结构31无法直接伸入车体内，所以只能先将旋转轴2穿过车体，然后在车体上安装支撑杆311和安装支撑块313，来对车体进行支撑，通过两段式的安装，防止安装时支撑结构31整体与车体内壁卡位的情况，在先安装完支撑杆311后，再对支撑块313进行安装，使得安装更方便。

作为上述实施例的优选，四个支撑结构31的支撑杆311对角设置于分段车体内，每一支撑杆311端部设置有安装块312，安装块312上可拆卸固定有两支撑块313，两支撑块313分别对分段车体的相邻两内壁进行支撑。

通过将四个支撑杆311对角设置，且每一个支撑杆311的端部有安装块312，安装块312上固定有两个支撑块313，两个支撑块313分别对车体的相邻两内壁进行支撑，从而车体的四个内壁分别有两个支撑块313对其进行支撑，且支撑位置位于内壁的端部，使得对车体的支撑效果和抗变形效果更好。

在本实施例中，旋转轴2与支撑杆311连接处为平面结构，旋转轴2为对称结构，且对称轴为竖直方向，旋转轴2沿垂直于长度方向的剖面为四边形，四边形在水平方向两端为直角，在竖直方向顶端角度大于在竖直方向底端角度。

由于需要对支撑结构31安装至旋转轴2上，所以旋转轴2与支撑杆311连接处为平面结构，由于有四个支撑结构31，所以旋转轴2沿垂直于长度方向的剖面为四边形，由于车体的顶部是小于底部的，所以车体并不是矩形，所以旋转轴2的剖面顶端的角度大于底端的角度，从而使四个支撑结构31能够贴合车体的轮廓。

其中，旋转轴2在每一分段车体处分别设置有一支撑组件3。从而对车体更好的进行支撑，防止车体在旋转铺设外蒙皮时产生变形。

在本实施例中，旋转轴2两端在靠近车体端部处分别设置有夹持架4，两夹持架4套设于旋转轴2上，对车体两端进行夹持。夹持架4可拆卸固定于旋转轴2和/或车体端部。

通过设置夹持架4，对车体的两端进行夹持，防止车体在旋转时，由于支撑结构31没有与车体内壁完全贴合从而产生振动，保证旋转铺设的效果。

作为上述实施例的优选，夹持架4上在靠近车体的一端设置有若干夹持块41，若干夹持块41沿车体外轮廓方向绕设，夹持块41一端固定于夹持架4，另一端与车体外轮廓重合。

通过设置若干夹持块41，若干夹持块41沿车体外轮廓方向绕设，夹持块41一端固定于夹持架4，另一端与车体外轮廓重合，使得对车体端部的夹持力保持均匀，防止对车体端部产生夹持变形或破坏。

本实施例还包括一种分段式复合材料车体贴蒙皮工艺，包括如下步骤：

将拼接好的车体通过可升降运输平台运输至靠近如上述的贴蒙皮工装处，使两旋转驱动装置1相互远离；

将车体运输至一旋转驱动装置1与旋转轴2之间，并沿旋转轴2长度延伸方向运输至旋转轴2穿过车体；

使两旋转驱动装置1相互靠近，并使旋转轴2两端分别固定于两旋转驱动装置1上；

进入车体内，在旋转轴2上安装若干支撑组件3；

可升降运输平台下降与车体脱离并从车体底部移开；

两旋转驱动装置1驱动旋转轴2带动车体进行匀速旋转，通过铺带机对预浸料进行铺放，在铺放时铺带机沿车体长度方向匀速运动，直至车体全部裹上预浸料；

可升降运输平台移动至车体底端，并上升至对车体进行支撑，对支撑组件3进行拆卸，两旋转驱动装置1相互远离，可升降运输平台将车体运输至下一工位。

通过可升降运输平台对车体进行运输，从而在安装完支撑组件3后，可以下降与车体进行脱离，从而在车体完成分段拼接后，可直接移动至此工位进行贴蒙皮，旋转驱动装置1相互远离，将车体位于两旋转驱动装置1之间，再相互靠近，旋转轴2穿过车体，然后在车体内旋转轴2上安装支撑组件3，对车体进行支撑，防止车体在旋转铺设蒙皮时，车体中间完全导致预浸料铺设不均匀，通过两旋转驱动装置1带动旋转轴2，从而带动车体进行旋转，来对车体进行铺设预浸料蒙皮，实现分段车体外复合材料的铺设，为后续分段车体整体外蒙皮的固化成型提供基础，提高分段车体的结构强度和连接强度。在铺设预浸料完成后，可升降运输平台再移动至车体底端，上升对车体进行支撑，然后对支撑组件3进行拆卸，再将旋转轴2移出车体外，可升降运输平台将车体运输至下一工位。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种分段式复合材料车体贴蒙皮工装，包括：

两旋转驱动装置，两所述旋转驱动装置之间设置有旋转轴，所述旋转轴至少与其中一个所述旋转驱动装置可拆卸连接，两所述旋转驱动装置驱动所述旋转轴旋转；

所述旋转轴沿长度延伸方向可拆卸设置有若干组支撑组件，若干组所述支撑组件对车体内进行支撑；

其中，至少一个所述旋转驱动装置滑动设置于工作平面，所述旋转驱动装置沿所述旋转轴长度延伸方向滑动，与另一所述旋转驱动装置相互靠近或远离；

每组所述支撑组件包括四个环绕设置在所述旋转轴上的支撑结构，四个所述支撑结构位于同一分段车体处，对分段车体的外轮廓进行支撑；

四个所述支撑结构分别包括支撑杆和支撑块，所述支撑杆一端可拆卸固定于所述旋转轴，另一端可拆卸固定设置有支撑块，所述支撑块与分段车体内壁相贴合，对其进行支撑；

四个所述支撑结构的所述支撑杆对角设置于分段车体内，每一所述支撑杆端部设置有安装块，所述安装块上可拆卸固定有两所述支撑块，两所述支撑块分别对分段车体的相邻两内壁进行支撑；

所述旋转轴在每一分段车体处分别设置有一所述支撑组件。

2.根据权利要求1所述的分段式复合材料车体贴蒙皮工装，其特征在于，所述旋转轴与所述支撑杆连接处为平面结构，所述旋转轴为对称结构，且对称轴为竖直方向，所述旋转轴沿垂直于长度方向的剖面为四边形，所述四边形在水平方向两端为直角，在竖直方向顶端角度大于在竖直方向底端角度。

3.根据权利要求1所述的分段式复合材料车体贴蒙皮工装，其特征在于，所述旋转轴两端在靠近车体端部处分别设置有夹持架，两所述夹持架套设于所述旋转轴上，对车体两端进行夹持。

4.根据权利要求3所述的分段式复合材料车体贴蒙皮工装，其特征在于，所述夹持架可拆卸固定于所述旋转轴和/或车体端部。

5.根据权利要求4所述的分段式复合材料车体贴蒙皮工装，其特征在于，所述夹持架上在靠近车体的一端设置有若干夹持块，若干所述夹持块沿车体外轮廓方向绕设，所述夹持块一端固定于所述夹持架，另一端与车体外轮廓重合。

6.一种分段式复合材料车体贴蒙皮工艺，其特征在于，包括如下步骤：

将拼接好的车体通过可升降运输平台运输至靠近如权利要求1至5任一项所述的贴蒙皮工装处，使两所述旋转驱动装置相互远离；

将车体运输至一所述旋转驱动装置与所述旋转轴之间，并沿所述旋转轴长度延伸方向运输至所述旋转轴穿过车体；

使两所述旋转驱动装置相互靠近，并使所述旋转轴两端分别固定于两所述旋转驱动装置上；

进入车体内，在所述旋转轴上安装若干支撑组件；

可升降运输平台下降与车体脱离并从车体底部移开；

两所述旋转驱动装置驱动所述旋转轴带动车体进行匀速旋转，通过铺带机对预浸料进行铺放，在铺放时铺带机沿车体长度方向匀速运动，直至车体全部裹上预浸料；

可升降运输平台移动至车体底端，并上升至对车体进行支撑，对所述支撑组件进行拆卸，两所述旋转驱动装置相互远离，可升降运输平台将车体运输至下一工位。

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