CN115125670A - 一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备 - Google Patents
一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115125670A CN115125670A CN202210828072.XA CN202210828072A CN115125670A CN 115125670 A CN115125670 A CN 115125670A CN 202210828072 A CN202210828072 A CN 202210828072A CN 115125670 A CN115125670 A CN 115125670A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- needling
- support
- vertical
- core mold
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims abstract description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 99
- 230000005570 vertical transmission Effects 0.000 claims description 27
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 21
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 17
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 238000009417 prefabrication Methods 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000001467 acupuncture Methods 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000009950 felting Methods 0.000 description 2
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
- D04H1/4209—Inorganic fibres
- D04H1/4242—Carbon fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
- D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
- D04H1/76—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres otherwise than in a plane, e.g. in a tubular way
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
本发明公开了一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备，包括：预制件，其包括预制支撑件和芯模安装件，所述芯模安装件在所述预制支撑件上自动缠绕碳纤维制备预制体；针刺组件，其设置在所述预制支撑件上，其包括平直段针刺件和斜段针刺件，所述平直段针刺件在所述预制支撑件上对所述预制体的平直段进行自动针刺作业，所述斜段针刺件在所述预制支撑件上对预制体的两端部进行自动针刺作业。本发明设计思路新颖、结构设计合理、自动化程度高、切割余量少、节省原材料和生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料预制体生产设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备。
背景技术
随着预制体技术的发展，预制体被广泛的应用在光伏技术领域和航天技术领域的各类产品上。具体地，预制体是一种由多个单元层逐层铺设/缠绕、针刺而成的产品，单元层具体可以包括碳布层、网胎层，在针刺成型过程中，网胎层上的碳纤维可以刺入到碳布层中，形成平面和层间均具有一定强度的三维网状结构增强体。
现有的预制体加工设备通常可以包括芯模组件和针刺组件，芯模组件用于固定预制体并带动预制体转动，针刺组件则用于对芯模组件上的预制体进行针刺成型。在实际应用中，预制体胚体在针刺成型后需要经过切割，即使不同产品类型切割量会有细微差异，但均造成了不同程度的资源浪费。
现有技术针刺R弧通常以两种方式进行。其一，刺针在一定范围内进行往复运动，通过调整胚体的位置(包含水平位置和高度位置，通常以工作台的升降和角度偏移实现)和自转来配合针刺板，实现预制体R的针刺；其二，模具在固定位置以一定的工艺速度旋转，针刺板根据预制体胚体的弧度需求，沿弧度方向分多段针刺(针刺过程中预制体保持旋转)，其中针刺面通常与弧度的切线相垂直。
现有工艺均为单件产品位针刺作业，其在预制体制成后均需要切割掉多余部件，其使得原材料浪费严重。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备，具体采用如下的技术方案：
一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备，包括：
预制件，其包括预制支撑件和芯模安装件，所述芯模安装件在所述预制支撑件上自动缠绕碳纤维制备预制体；
针刺组件，其设置在所述预制支撑件上，其包括平直段针刺件和斜段针刺件，所述平直段针刺件在所述预制支撑件上对所述预制体的平直段进行自动针刺作业，所述斜段针刺件在所述预制支撑件上对预制体的两端部进行自动针刺作业。
优选地，所述预制支撑件包括预制支撑架和推移滑轨，所述推移滑轨连接在所述预制支撑架底面上，所述预制支撑架用于支撑所述针刺组件，所述推移滑轨用于支撑导向所述芯模安装件；所述芯模安装件包括芯模移动支撑件和芯模旋转支撑件，所述芯模移动支撑件设置在所述预制支撑件上，所述芯模旋转支撑件设置在所述芯模移动支撑件上。
优选地，所述芯模移动支撑件包括芯模支撑座、芯模滑移动力件、竖向传动件和芯模支撑板，所述芯模支撑座通过底部的滑动轮设置在所述推移滑轨上，所述芯模滑移动力件设置在所述芯模支撑座上带动所述滑动轮转动，所述竖向传动件设置在所述芯模支撑座上带动所述芯模支撑板竖向移动。
优选地，所述竖向传动件包括竖向支撑杆、滚珠花键、减速传动件和第二电机，所述竖向支撑杆一端竖直设置在所述芯模支撑座上，所述滚珠花键套装在所述竖向支撑杆上，并且所述滚珠花键与所述竖向支撑杆配合，所述滚珠花键周向设置有第一齿牙，所述滚珠花键外套装有支撑壳，所述支撑壳能够与所述滚珠花键发生相对周向转动；所述减速传动件包括减速传动杆和第一蜗杆，所述减速传动杆一端贯穿设置在所述支撑壳上，所述第一蜗杆设置在所述减速传动杆一端，并且所述第一蜗杆与所述第一齿牙啮合，所述第二电机设置在所述芯模支撑板上，所述第二电机带动所述减速传动杆转动。
优选地，所述芯模支撑板通过其上设置的滑动通孔穿过所述竖向支撑杆后设置在所述支撑壳上。
优选地，所述芯模旋转支撑件包括摆动支撑架、旋转支撑架、旋转轴、第三电机和抬升件，所述摆动支撑架设置在所述芯模支撑板上，所述旋转支撑架铰接在所述摆动支撑架上，所述旋转轴一端贯穿设置在所述旋转支撑架顶端，所述旋转轴另一端用于安装芯模，所述芯模用于转动时缠绕碳纤维以制成预制体；所述第三电机设置在所述旋转支撑架上，并且所述第三电机转轴与所述旋转轴一端连接，以带动所述旋转轴转动；所述抬升件一端铰接在所述旋转支撑架上，所述抬升件另一端设置在所述芯模支撑板上。
优选地，所述平直段针刺件包括竖向滑动架、平直竖向移动架、平直针刺安装槽、第四电机和竖向传动件，所述竖向滑动架和所述第四电机均设置在所述预制支撑架上，所述平直竖向移动架设置在所述竖向滑动架上，所述平直针刺安装槽设置在所述平直竖向移动架上，所述竖向传动件设置在所述第四电机上；所述竖向滑动架包括竖向滑动支撑块和竖向滑动块，所述竖向滑动支撑块一端设置在所述预制支撑架上，所述竖向滑动块嵌装在所述所述竖向滑动支撑块上的第一长条通孔内，使得所述竖向滑动块能够在所述第一长条通孔内上下滑动。
优选地，所述平直竖向移动架包括平直传动杆和竖向传动杆，所述平直传动杆水平贯穿设置在所述竖向滑动块上，所述竖向传动杆一端设置在所述平直传动杆上，所述平直针刺安装槽水平设置在所述竖向传动杆另一端上，所述平直针刺安装槽用于安装平直针刺板；所述第四电机设置在所述预制支撑架上，并且所述第四电机通过所述竖向传动件与所述平直传动杆连接，以带动所述平直传动杆通过所述竖向滑动块在所述第一长条通孔内上下移动。
优选地，所述斜段针刺件包括斜段支撑座、斜段针刺动力件和斜段针刺传动件，所述斜段支撑座设置在所述预制支撑架上，所述斜段针刺动力件设置在所述斜段支撑座上对所述斜段针刺传动件提供动力。
优选地，所述斜段针刺传动件包括针刺传动杆、针刺传动滑轨、针刺传动座、自动伸缩件和斜段针刺安装槽，所述针刺传动杆一端铰接在所述斜段针刺动力件上，所述针刺传动滑轨呈圆弧状，所述针刺传动滑轨固定设置在所述斜段支撑座上，以为所述针刺传动座滑动导向；所述针刺传动座铰接在所述针刺传动杆另一端上，并且所述针刺传动座上的导向滑轮贴合在所述针刺传动滑轨上；所述自动伸缩件设置在所述针刺传动座上，所述斜段针刺安装槽通过针刺连接杆设置在所述自动伸缩件上，所述斜段针刺安装槽用于安装斜段针刺板；两套所述斜段针刺件对称分布。
本发明至少包括以下有益效果：
1)本发明碳碳复合材料预制体自动化生产设备设计思路新颖、结构设计合理、自动化程度高、切割余量少、节省原材料和生产效率高；
2)本发明碳碳复合材料预制体自动化生产设备将碳纤维同时缠绕在芯模上制成预制体，并且对预制体进行针刺作业，即单次缠绕即可得到两个预制产品、单次针刺作业即可同时完成两个预制产品针刺作业；针刺后的所述预制体在轴向中心面上进行环向切割即可完成两个预制产品的分离，不会产生多余废料，其能单次进行两件产品的加工操作，且加工完成后将预制体一切为二即可，节约了原材料，有效提高了生产效率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明碳碳复合材料预制体自动化生产设备主视图；
图2为本发明碳碳复合材料预制体自动化生产设备前端主视图；
图3为本发明碳碳复合材料预制体自动化生产设备后端立体结构示意图；
图4为本发明碳碳复合材料预制体自动化生产设备前端立体结构示意图；
图5为本发明碳碳复合材料预制体自动化生产设备图4中A的局部放大图；
图6为本发明碳碳复合材料预制体自动化生产设备前端仰视立体结构示意图。
其中：1-预制支撑架，2-推移滑轨，3-芯模支撑座，4-芯模支撑板，5-滑动轮，6-第一电机，7-竖向支撑杆，8-第二电机，9-支撑壳，10-减速传动杆，11-摆动支撑架，12-旋转支撑架，13-旋转轴，14-第三电机，15-抬升件，16-预制体，17-竖向滑动架，18-平直针刺安装槽，19-第四电机，20-平直传动杆，21-竖向传动杆，22-斜段支撑底座，23-斜段支撑立座，24-斜段针刺动力件，25-针刺传动杆，26-针刺传动滑轨，27-针刺传动座，28-自动伸缩件，29-斜段针刺安装槽，30-针刺连接杆。
具体实施方式
以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
根据图1-图6所示，一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备，包括预制件和针刺组件，所述针刺组件设置在所述预制件上。所述预制件包括预制支撑件和芯模安装件，所述芯模安装件设置在所述预制支撑件上。所述预制支撑件包括预制支撑架1和推移滑轨2，所述推移滑轨2与所述预制支撑架1连接。所述预制支撑架1呈矩形支撑架状，所述预制支撑架1用于支撑所述针刺组件。所述推移滑轨2水平连接在所述预制支撑架1底面侧边上，所述推移滑轨2用于支撑导向所述芯模安装件。所述芯模安装件包括芯模移动支撑件和芯模旋转支撑件，所述芯模移动支撑件设置在所述预制支撑件上，所述芯模旋转支撑件设置在所述芯模移动支撑件上。所述芯模移动支撑件在所述推移滑轨2上自动滑入所述预制支撑架1内，进而将所述芯模旋转支撑件在X轴和Y轴方向移送至预定位置。所述芯模移动支撑件包括芯模支撑座3、芯模滑移动力件、竖向传动件和芯模支撑板4，所述芯模支撑座3设置在所述推移滑轨2上，所述芯模滑移动力件设置在所述芯模支撑座3上，所述竖向传动件设置在所述芯模支撑座3上，所述芯模支撑板4设置在所述竖向传动件上。所述芯模支撑座3呈矩形框状，所述芯模支撑座3底面上设置有滑动轮5，所述芯模支撑座3通过所述滑动轮5在所述推移滑轨2上移动。所述芯模滑移动力件包括第一电机6，所述第一电机6设置在所述芯模支撑座3上带动所述滑动轮5转动，进而在所述推移滑轨2上自动移动。
所述竖向传动件包括竖向支撑杆7、滚珠花键、减速传动件和第二电机8，所述竖向支撑杆7一端竖直固定设置在所述芯模支撑座3上，四个所述竖向支撑杆7在所述芯模支撑座3上均匀分布。进一步的，所述竖向支撑杆7为螺杆。所述滚珠花键套装在所述竖向支撑杆7上，并且所述滚珠花键与所述竖向支撑杆7配合。四个所述滚珠花键与四个所述竖向支撑杆7逐一对应。每一个所述滚珠花键周向均设置有第一齿牙，每一个所述滚珠花键外均套装有支撑壳9，所述支撑壳9能够与所述滚珠花键发生相对周向转动。所述减速传动件包括减速传动杆10和第一蜗杆，所述减速传动杆10两端分别贯穿设置在两个所述支撑壳9上，使得所述减速传动杆10能够在所述支撑壳9上周向转动，两个所述第一蜗杆逐一对应设置在所述减速传动杆10两端，并且所述第一蜗杆与所述第一齿牙啮合。当所述减速传动杆10转动时将通过所述第一蜗杆和所述第一齿牙带动所述滚珠花键在所述竖向支撑杆7上周向转动，所述滚珠花键在所述竖向支撑杆7上周向转动过程中将沿着所述竖向支撑杆7轴向移动。进一步的，另一个所述减速传动件设置在另外两个所述支撑壳9上。所述第二电机8设置在所述芯模支撑板4上，所述第二电机8带动所述减速传动杆10转动。
所述芯模支撑板4呈矩形板状，所述芯模支撑板4上设置有滑动通孔，所述滑动通孔设置有四个，四个所述滑动通孔围绕一圆心均匀分布，所述芯模支撑板4通过所述滑动通孔穿过所述竖向支撑杆7后设置在所述支撑壳9上。当所述滚珠花键在所述竖向支撑杆7上竖向移动过程中将通过所述支撑壳9带动所述芯模支撑板4竖向移动。以便于将所述芯模旋转支撑件沿Z轴方向推移至预定位置。
所述芯模旋转支撑件包括摆动支撑架11、旋转支撑架12、旋转轴13、第三电机14和抬升件15，所述摆动支撑架11设置在所述芯模支撑板4上，所述旋转支撑架12设置在所述摆动支撑架11上，所述旋转轴13、所述第三电机14和抬升件15均设置在所述旋转支撑架12上。所述摆动支撑架11设置在所述芯模支撑板4上，所述旋转支撑架12铰接在所述摆动支撑架11顶面上，使得所述旋转支撑架12能够在所述摆动支撑架11上竖向摆动。以调整预制体16空间位置，便于后续切割。所述旋转轴13一端贯穿设置在所述旋转支撑架12顶端，并且所述旋转轴13能够在所述旋转支撑架12上周向转动。所述旋转轴13另一端用于安装芯模，所述芯模用于转动时缠绕碳纤维以制成预制体16。所述第三电机14设置在所述旋转支撑架12上，并且所述第三电机14转轴与所述旋转轴13一端固定连接，使得所述第三电机14能够带动所述旋转轴13转动，以缠绕碳纤维制成预制体16。所述抬升件15一端铰接在所述旋转支撑架12上，所述抬升件15另一端设置在所述芯模支撑板4上，当所述抬升件15伸长时将推动所述旋转支撑架12围绕铰接处做上下摆动运动，进而将旋转轴13另一端向上摆动至60-70度，向下摆动至0度。作为一种选择，所述抬升件15为自动伸缩杆。
所述针刺组件包括平直段针刺件和斜段针刺件，所述平直段针刺件和所述斜段针刺件均设置在所述预制支撑架1上。所述平直段针刺件包括竖向滑动架17、平直竖向移动架、平直针刺安装槽18、第四电机19和竖向传动件，所述竖向滑动架17和所述第四电机19均设置在所述预制支撑架1上，所述平直竖向移动架设置在所述竖向滑动架17上，所述平直针刺安装槽18设置在所述平直竖向移动架上，所述竖向传动件设置在所述第四电机19上。所述竖向滑动架17包括竖向滑动支撑块和竖向滑动块，所述竖向滑动支撑块上设置有第一长条通孔，所述第一长条通孔纵向线与所述竖向滑动支撑块纵向线平行，所述竖向滑动支撑块一端垂直固定设置在所述预制支撑架1顶面一端上。所述竖向滑动块嵌装在所述第一长条通孔内，使得所述竖向滑动块能够在所述第一长条通孔内上下滑动。所述竖向滑动架17设置有两个，两个所述竖向滑动架17在所述预制支撑架1顶面对称分布。
所述平直竖向移动架包括平直传动杆20和竖向传动杆21，所述平直传动杆20两端水平贯穿设置在两个所述竖向滑动块上，使得所述平直传动杆20能够随所述竖向滑动块上下移动。所述竖向传动杆21一端垂直固定设置在所述平直传动杆20上，三个所述竖向传动杆21沿所述平直传动杆20轴向均匀分布。所述平直针刺安装槽18水平固定设置在所述竖向传动杆21另一端上。所述平直针刺安装槽18用于安装平直针刺板。所述平直针刺板底面上设置有多个第一刺针。所述第四电机19设置在所述预制支撑架1顶面上，并且所述第四电机19通过所述竖向传动件与所述平直传动杆20连接，以带动所述平直传动杆20通过所述竖向滑动块在所述第一长条通孔内上下移动，以将第一刺针插入所述预制体16平直段内。
作为一种选择，所述竖向传动件包括传动轮和滑动块，所述传动轮一端面垂直固定设置在所述第四电机19的转轴自由端上，所述传动轮另一端面上设置有滑动凸块。所述滑动块上设置有第二长条通孔，所述第二长条通孔长度大于所述滑动凸块至所述传动轮圆心距离两倍。所述滑动块水平固定设置在所述平直传动杆20一端上，并且所述第二长条通孔套装在所述滑动凸块外。当所述第四电机19带动所述传动轮转动时，将通过所述滑动凸块在所述第二长条通孔内往复滑动的同时带动所述滑动块上下移动，所述滑动块带动所述平直传动杆20上下移动。进而实现第一刺针对所述预制体16平直端的针刺作业。
所述斜段针刺件包括斜段支撑座、斜段针刺动力件24和斜段针刺传动件，所述斜段支撑座设置在所述预制支撑架1上，所述斜段针刺动力件24和所述斜段针刺传动件均设置在所述斜段支撑座上。所述斜段支撑座包括斜段支撑底座22和斜段支撑立座23，所述斜段支撑底座22水平固定设置在所述预制支撑架1一端上，所述斜段支撑立座23垂直固定设置在所述斜段支撑底座22上，所述斜段支撑立座23用于安装所述斜段针刺传动件。所述斜段针刺动力件24包括线性模组，所述线性模组竖直固定设置在所述斜段支撑立座23上。作为一种选择，所述斜段针刺动力件24也可以为具有竖向移动的其他传动机构，例如液压伸缩杆或者电动伸缩杆。所述斜段针刺传动件包括针刺传动杆25、针刺传动滑轨26、针刺传动座27、自动伸缩件28和斜段针刺安装槽29，所述针刺传动杆25设置在所述斜段针刺动力件24上，所述针刺传动滑轨26设置在所述斜段支撑立座23上，所述针刺传动座27设置在所述针刺传动杆25上，所述自动伸缩件28设置在所述针刺传动座27上，所述斜段针刺安装槽29设置在所述自动伸缩件28上。所述针刺传动杆25一端铰接在所述线性模组的滑动座上，使得所述针刺传动杆25一端随着所述线性模组的滑动座上下移动而上下移动。所述针刺传动滑轨26呈圆弧状，所述针刺传动滑轨26固定设置在所述斜段支撑立座23上，以为所述针刺传动座27滑动导向。所述针刺传动座27铰接在所述针刺传动杆25另一端上，并且所述针刺传动座27上的导向滑轮贴合在所述针刺传动滑轨26上。当所述线性模组带动所述针刺传动杆25一端向上移动时，所述针刺传动杆25另一端将带动所述针刺传动座27通过所述导向滑轮沿着所述针刺传动滑轨26轨迹运动。所述自动伸缩件28具有自动伸缩功能，作为一种选择，所述自动伸缩件28可以为双轴气缸，也可以为其它具有自动伸缩功能的装置。所述斜段针刺安装槽29通过针刺连接杆30固定设置在所述自动伸缩件28上，所述斜段针刺安装槽29用于安装斜段针刺板，所述斜段针刺板上设置有第二刺针，所述第二刺针用于对所述预制体16端部弧面进行针刺作业。所述斜段针刺件设置有两套，两套所述斜段针刺件对称分布。两套所述斜段针刺件能够同时对所述预制体16两个端部弧面进行针刺作业。
所述碳碳复合材料预制体自动化生产设备对预制体16的针刺工艺包括以下步骤：
1)所述旋转轴13上套装两个经R弧设计的芯模、同时根据预制体16的平直段形状和端部弧面形状制作仿形的平直针刺板和斜段针刺板，所述平直针刺板用于对预制体16平直段进行针刺作业，所述斜段针刺板用于对预制体16端部弧面进行针刺作业；
2)启动所述第三电机14通过所述旋转轴13带动所述芯模旋转，旋转的所述芯模将碳纤维缠绕在其表面以制成预制体16；
3)将预制体16通过所述芯模移动支撑件移动至所述针刺组件下方预定位置；
4)启动所述平直段针刺件和所述斜段针刺件对转动的预制体16进行针刺作业；
5)将针刺作业完成后带有芯模的所述预制体16取下，通过切割刀沿预制体16的轴向中心面环面进行切割，完成预制体16两端的分离作业，即可得到产品。
具体的，步骤4)中待预制体16被所述芯模移动支撑件沿Z轴方向移动至预定位置后，所述平直段针刺件通过平直针刺板对所述预制体16平直段进行针刺，然后两套所述斜段针刺件同步对所述预制体16两端弧面进行针刺作业；针刺完成后所述斜段针刺件和所述平直段针刺件先后拔出，所述第三电机14通过所述旋转轴13带动所述预制体16周向转动预定角度后再次通过所述平直段针刺件和斜段针刺件对预制体16进行针刺作用，以此往复完成预制体16的表面针刺作业；作为一种选择，所述平直针刺板和所述弧面针刺板单次覆盖在所述预制体16周向弧面覆盖角为30°，进而整个预制体16需要旋转11次(首次不计入转动次数)即可完整预制体16全面域针刺作业。
步骤5)中通过切割刀进行切割之前，预先通过辅助机械手支撑住两侧的预制体16产品，切割完成后，通过抽拉动作，使得两侧的预制体16产品脱离芯模，便于芯模进行后续重复作业。
芯模的结构包括如下两种：一种是在现有直筒式模具的两端增加对应的弧度模具，另一种是两个同规格R弧产品模具直口端对接在一起，模具对接在一起之后可省去预留的端口切割余量，模具中空，通过外部的法兰盘连接，从而控制模具的运动。
其工作原理如下：两个相同的对称预制品同时预制在芯模的外表面，将芯模、针刺组件驱动作业完成对预制品表面的针刺即可，其单次针刺作业即可对两个预制产品同时完成针刺，且针刺后在轴向中心面进行环向切割即可完成两个预制产品的分离，不会产生多余废料，其能单次进行两件产品的加工操作，且加工完成后将预制体16一切为二即可，节约了原材料，且提高了生产效率。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，包括：
预制件，其包括预制支撑件和芯模安装件，所述芯模安装件在所述预制支撑件上自动缠绕碳纤维制备预制体；
针刺组件，其设置在所述预制支撑件上，其包括平直段针刺件和斜段针刺件，所述平直段针刺件在所述预制支撑件上对所述预制体的平直段进行自动针刺作业，所述斜段针刺件在所述预制支撑件上对预制体的两端部进行自动针刺作业。
2.根据权利要求1所述的碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，所述预制支撑件包括预制支撑架和推移滑轨，所述推移滑轨连接在所述预制支撑架底面上，所述预制支撑架用于支撑所述针刺组件，所述推移滑轨用于支撑导向所述芯模安装件；所述芯模安装件包括芯模移动支撑件和芯模旋转支撑件，所述芯模移动支撑件设置在所述预制支撑件上，所述芯模旋转支撑件设置在所述芯模移动支撑件上。
3.根据权利要求2所述的碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，所述芯模移动支撑件包括芯模支撑座、芯模滑移动力件、竖向传动件和芯模支撑板，所述芯模支撑座通过底部的滑动轮设置在所述推移滑轨上，所述芯模滑移动力件设置在所述芯模支撑座上带动所述滑动轮转动，所述竖向传动件设置在所述芯模支撑座上带动所述芯模支撑板竖向移动。
4.根据权利要求3所述的碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，所述竖向传动件包括竖向支撑杆、滚珠花键、减速传动件和第二电机，所述竖向支撑杆一端竖直设置在所述芯模支撑座上，所述滚珠花键套装在所述竖向支撑杆上，并且所述滚珠花键与所述竖向支撑杆配合，所述滚珠花键周向设置有第一齿牙，所述滚珠花键外套装有支撑壳，所述支撑壳能够与所述滚珠花键发生相对周向转动；所述减速传动件包括减速传动杆和第一蜗杆，所述减速传动杆一端贯穿设置在所述支撑壳上，所述第一蜗杆设置在所述减速传动杆一端，并且所述第一蜗杆与所述第一齿牙啮合，所述第二电机设置在所述芯模支撑板上，所述第二电机带动所述减速传动杆转动。
5.根据权利要求4所述的碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，所述芯模支撑板通过其上设置的滑动通孔穿过所述竖向支撑杆后设置在所述支撑壳上。
6.根据权利要求3-5任一项所述的碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，所述芯模旋转支撑件包括摆动支撑架、旋转支撑架、旋转轴、第三电机和抬升件，所述摆动支撑架设置在所述芯模支撑板上，所述旋转支撑架铰接在所述摆动支撑架上，所述旋转轴一端贯穿设置在所述旋转支撑架顶端，所述旋转轴另一端用于安装芯模，所述芯模用于转动时缠绕碳纤维以制成预制体；所述第三电机设置在所述旋转支撑架上，并且所述第三电机转轴与所述旋转轴一端连接，以带动所述旋转轴转动；所述抬升件一端铰接在所述旋转支撑架上，所述抬升件另一端设置在所述芯模支撑板上。
7.根据权利要求3-5任一项所述的碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，所述平直段针刺件包括竖向滑动架、平直竖向移动架、平直针刺安装槽、第四电机和竖向传动件，所述竖向滑动架和所述第四电机均设置在所述预制支撑架上，所述平直竖向移动架设置在所述竖向滑动架上，所述平直针刺安装槽设置在所述平直竖向移动架上，所述竖向传动件设置在所述第四电机上；所述竖向滑动架包括竖向滑动支撑块和竖向滑动块，所述竖向滑动支撑块一端设置在所述预制支撑架上，所述竖向滑动块嵌装在所述所述竖向滑动支撑块上的第一长条通孔内，使得所述竖向滑动块能够在所述第一长条通孔内上下滑动。
8.根据权利要求7所述的碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，所述平直竖向移动架包括平直传动杆和竖向传动杆，所述平直传动杆水平贯穿设置在所述竖向滑动块上，所述竖向传动杆一端设置在所述平直传动杆上，所述平直针刺安装槽水平设置在所述竖向传动杆另一端上，所述平直针刺安装槽用于安装平直针刺板；所述第四电机设置在所述预制支撑架上，并且所述第四电机通过所述竖向传动件与所述平直传动杆连接，以带动所述平直传动杆通过所述竖向滑动块在所述第一长条通孔内上下移动。
9.根据权利要求2-5任一项所述的碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，所述斜段针刺件包括斜段支撑座、斜段针刺动力件和斜段针刺传动件，所述斜段支撑座设置在所述预制支撑架上，所述斜段针刺动力件设置在所述斜段支撑座上对所述斜段针刺传动件提供动力。
10.根据权利要求9所述的碳碳复合材料预制体自动化生产设备，其特征在于，所述斜段针刺传动件包括针刺传动杆、针刺传动滑轨、针刺传动座、自动伸缩件和斜段针刺安装槽，所述针刺传动杆一端铰接在所述斜段针刺动力件上，所述针刺传动滑轨呈圆弧状，所述针刺传动滑轨固定设置在所述斜段支撑座上，以为所述针刺传动座滑动导向；所述针刺传动座铰接在所述针刺传动杆另一端上，并且所述针刺传动座上的导向滑轮贴合在所述针刺传动滑轨上；所述自动伸缩件设置在所述针刺传动座上，所述斜段针刺安装槽通过针刺连接杆设置在所述自动伸缩件上，所述斜段针刺安装槽用于安装斜段针刺板；两套所述斜段针刺件对称分布。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210828072.XA CN115125670A (zh) | 2022-07-13 | 2022-07-13 | 一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210828072.XA CN115125670A (zh) | 2022-07-13 | 2022-07-13 | 一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115125670A true CN115125670A (zh) | 2022-09-30 |
Family
ID=83383512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210828072.XA Pending CN115125670A (zh) | 2022-07-13 | 2022-07-13 | 一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115125670A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115538041A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-12-30 | 苏州奥欣复合材料有限公司 | 一种h型针刺机 |
| CN117604717A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-02-27 | 嘉兴睿创新材料有限公司 | 大壁厚管状碳碳复合材料预制体及其切割方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATA254375A (de) * | 1975-04-03 | 1976-08-15 | Fehrer Ernst | Nadelmaschine zum herstellen endloser faservliese od.dgl. |
| KR101232500B1 (ko) * | 2012-07-25 | 2013-02-12 | 안태영 | 이음매가 없고 직경 및 길이의 제한이 없는 튜브형 부직포 및 그 제조장치 |
| CN212669978U (zh) * | 2020-01-17 | 2021-03-09 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种预制体加工设备 |
| CN214328093U (zh) * | 2020-12-23 | 2021-10-01 | 西安美兰德新材料有限责任公司 | 一种新型碳纤维针刺工装 |
| CN113500738A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-10-15 | 江苏德晴新材股份有限公司 | 一种用于加工r弧胚体的工艺 |
| CN114318684A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 山东江山纤维科技有限公司 | 一种坩埚针刺机及其控制系统 |
| CN115635761A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-01-24 | 常熟万龙机械有限公司 | 一种三维曲面预制件生产设备及制造方法 |
-
2022
- 2022-07-13 CN CN202210828072.XA patent/CN115125670A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATA254375A (de) * | 1975-04-03 | 1976-08-15 | Fehrer Ernst | Nadelmaschine zum herstellen endloser faservliese od.dgl. |
| KR101232500B1 (ko) * | 2012-07-25 | 2013-02-12 | 안태영 | 이음매가 없고 직경 및 길이의 제한이 없는 튜브형 부직포 및 그 제조장치 |
| CN212669978U (zh) * | 2020-01-17 | 2021-03-09 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种预制体加工设备 |
| CN214328093U (zh) * | 2020-12-23 | 2021-10-01 | 西安美兰德新材料有限责任公司 | 一种新型碳纤维针刺工装 |
| CN113500738A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-10-15 | 江苏德晴新材股份有限公司 | 一种用于加工r弧胚体的工艺 |
| CN114318684A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-12 | 山东江山纤维科技有限公司 | 一种坩埚针刺机及其控制系统 |
| CN115635761A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-01-24 | 常熟万龙机械有限公司 | 一种三维曲面预制件生产设备及制造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115538041A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-12-30 | 苏州奥欣复合材料有限公司 | 一种h型针刺机 |
| CN117604717A (zh) * | 2023-12-08 | 2024-02-27 | 嘉兴睿创新材料有限公司 | 大壁厚管状碳碳复合材料预制体及其切割方法 |
| CN117604717B (zh) * | 2023-12-08 | 2024-05-31 | 嘉兴睿创新材料有限公司 | 大壁厚管状碳碳复合材料预制体及其切割方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115125670A (zh) | 一种碳碳复合材料预制体自动化生产设备 | |
| CN112726180B (zh) | 一种纺织面料及其制备工艺与制备系统 | |
| CN114013068A (zh) | 一种环形铺丝机床及其铺丝方法 | |
| CN108411498B (zh) | 一种埚帮自动成型机 | |
| CN104307954B (zh) | 一种适用于大型槽轮可切除毛边的旋压机 | |
| CN113500738A (zh) | 一种用于加工r弧胚体的工艺 | |
| CN220297898U (zh) | 一种碳纤维拉挤预定型装置 | |
| CN210711992U (zh) | 一种双头对称回转预制体柔性针刺成形装备 | |
| CN205522188U (zh) | 一种间歇式旋转压模装置 | |
| CN219052567U (zh) | 一种具有高度定位功能的冷弯型钢冲压机 | |
| CN102784852B (zh) | 一种s型金属蜂窝载体制作装置 | |
| CN115635761A (zh) | 一种三维曲面预制件生产设备及制造方法 | |
| CN210547237U (zh) | 一种成型机三轴折弯器 | |
| CN212315059U (zh) | 一种双泡法吹膜机自动换卷装置 | |
| CN207327651U (zh) | 一种适用于连续纤维复合材料的螺旋成型装置 | |
| CN111890439A (zh) | 一种环氧树脂玻纤板定型裁切加工用数控机床 | |
| CN220805422U (zh) | 一种拖拉机变速箱生产用壳体铸造模具 | |
| CN213675160U (zh) | 换模台车 | |
| CN213962116U (zh) | 一种带有限位结构的自动化加工鞋底冲压设备 | |
| CN220297660U (zh) | 一种全自动生产模架 | |
| CN2551371Y (zh) | 一种散热器制造设备 | |
| CN212217735U (zh) | 炉具瓦片底座成型机 | |
| CN218399524U (zh) | 一种碳纤维板拉挤装置 | |
| CN215923954U (zh) | 一种带收料机构的全自动胶垫贴合机 | |
| CN219503089U (zh) | 一种浸渍干燥用三轴机构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |