CN115625779A - 一种纤维增强复合材料薄片成型方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于薄片成型领域，提供了一种纤维增强复合材料薄片成型方法和装置，装置包括成型箱、成型台和压模板，所述成型箱安装于成型台上，还包括：可调压制成型组件，所述成型箱的内侧安装有可调压制成型组件，可调压制成型组件用于对原料板进行支撑，以及控制压模板对原料板进行压制成型；导向组件，所述导向组件安装于所述可调压制成型组件上，且所述导向组件用于对原料板进行导向；步进输送组件，所述成型台上还安装有步进输送组件，且所述步进输送组件用于控制原料板从成型箱内侧步进式穿过。本发明适用范围广，对原料板的传输精度好，原料板能够被充分利用，提升生产效率。

Description

一种纤维增强复合材料薄片成型方法和装置

技术领域

本发明属于薄片成型领域，尤其涉及一种纤维增强复合材料薄片成型方法和装置。

背景技术

纤维增强陶瓷基复合材料是由纤维，如钢丝、碳、碳化硅等纤维为增强体，同陶瓷基体通过一定的复合工艺结合在一起组成的材料的总称。

纤维增强陶瓷基复合材料免钉胶薄片在制造过程中会使用到薄片成型机，现有的机械适用范围小，对原料板的传输精度差，造成原料板无法充分利用，且影响生产效率。

因此，针对以上现状，迫切需要开发一种纤维增强复合材料薄片成型方法和装置，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种纤维增强复合材料薄片成型方法和装置，旨在解决现有的机械适用范围小，对原料板的传输精度差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种纤维增强复合材料薄片成型装置，包括成型箱、成型台和压模板，所述成型箱安装于成型台上，还包括：可调压制成型组件，所述成型箱的内侧安装有可调压制成型组件，可调压制成型组件用于对原料板进行支撑，以及控制压模板对原料板进行压制成型；导向组件，所述导向组件安装于所述可调压制成型组件上，且所述导向组件用于对原料板进行导向；步进输送组件，所述成型台上还安装有步进输送组件，且所述步进输送组件用于控制原料板从成型箱内侧步进式穿过。

进一步的技术方案，所述可调压制成型组件包括三号竖向伸缩缸、四号竖向伸缩缸、内基座、五号竖向伸缩缸和载台，所述成型箱的内顶部固定有三号竖向伸缩缸，三号竖向伸缩缸的输出端安装固定有连接头，压模板安装固定于连接头上；所述压模板的下方设有载台，载台的下侧安装有四号竖向伸缩缸，四号竖向伸缩缸的下端固定于内基座上，所述内基座的下侧安装有五号竖向伸缩缸，五号竖向伸缩缸的下端固定于成型箱的内底部；原料板从压模板和载台之间穿过，所述五号竖向伸缩缸用于控制内基座、四号竖向伸缩缸和载台构成整体的高度位置，四号竖向伸缩缸用于控制载台的高度位置。

进一步的技术方案，所述导向组件包括弹性伸缩杆、导向件、L形杆、螺纹筒和双轴伸电机，所述内基座的内侧固定设有双轴伸电机，双轴伸电机的两侧输出端分别安装固定有一个螺纹筒，内基座内开设有用于螺纹筒容置的空腔，所述螺纹筒远离双轴伸电机的一端螺纹连接有一根L形杆，双轴伸电机带动螺纹筒转动时，两个L形杆同步靠近或远离，L形杆的竖直部还与成型箱内壁滑动连接；所述L形杆的竖直部端部安装固定有弹性伸缩杆，弹性伸缩杆的输出端安装有用于对原料板导向的导向件，弹性伸缩杆用于对导向件弹性支撑。

进一步的技术方案，所述导向件包括导轮轴、导轮架和导向轮，所述导轮架固定于弹性伸缩杆的输出端，导轮架上转动安装有一根导轮轴，导轮轴上安装固定有导向轮，导向轮为中部弧形内凹结构。

进一步的技术方案，所述步进输送组件包括缸支架、横向伸缩缸、一号传动件、一号辊筒、安装架、二号辊筒、一号竖向伸缩缸、二号传动件、齿轮、下齿条、上齿条、回形架、辊筒架和六号竖向伸缩缸，所述成型箱的两侧于成型台上分别安装固定有一个安装架，安装架的内侧下部转动安装有二号辊筒，安装架的内顶部固定有六号竖向伸缩缸，六号竖向伸缩缸的输出端安装固定有辊筒架，辊筒架上转动安装有一号辊筒，所述二号辊筒的辊轴一端安装固定有齿轮，所述安装架的一侧设有回形架，回形架的两端上侧均固定设有上齿条，回形架的两端下侧均固定设有下齿条，所述回形架的一端通过一号传动件与横向伸缩缸连接，横向伸缩缸还通过缸支架与成型台固定连接，横向伸缩缸用于驱动回形架左右移动；所述回形架的下侧还通过二号传动件与一号竖向伸缩缸连接，一号竖向伸缩缸还与成型台固定连接，一号竖向伸缩缸用于驱动回形架上下移动，从而控制齿轮与下齿条或上齿条啮合连接。

进一步的技术方案，所述一号传动件和二号传动件的结构相同，所述一号传动件和二号传动件均包括导轨和滑块，所述导轨和滑块滑动连接，一号传动件的导轨固定于回形架的端部，一号传动件的滑块固定于横向伸缩缸的输出端，一号传动件的导轨能够相对一号传动件的滑块上下移动；所述二号传动件的导轨固定于回形架的下侧，二号传动件的滑块固定于一号竖向伸缩缸的输出端，二号传动件的导轨能够相对二号传动件的滑块左右移动。

进一步的技术方案，当一号竖向伸缩缸收缩控制上齿条和齿轮啮合时，控制横向伸缩缸伸长推动回形架向右移动，二号辊筒顺时针转动，二号辊筒和一号辊筒配合推动原料板向右移动；当一号竖向伸缩缸伸长控制下齿条和齿轮啮合时，控制横向伸缩缸收缩拉动回形架向左移动，二号辊筒顺时针转动，二号辊筒和一号辊筒配合推动原料板向右移动。

本发明实施例的另一目的在于，一种纤维增强复合材料薄片成型方法，包括以下步骤：

步骤一、根据原料板的厚度，通过六号竖向伸缩缸调节一号辊筒和二号辊筒之间的距离，以及通过五号竖向伸缩缸调节导向件的位置，以及通过四号竖向伸缩缸调节载台的位置；

步骤二、根据原料板的宽度，通过双轴伸电机调节两个导向件之间的距离；

步骤三、控制三号竖向伸缩缸带动压模板向下移动，通过压模板和载台配合对原料板压制成型；

步骤四、通过一号竖向伸缩缸控制齿轮与下齿条和上齿条的啮合关系，并通过对应控制横向伸缩缸伸缩，驱动二号辊筒顺时针转动，二号辊筒和一号辊筒配合推动原料板向右移动。

本发明实施例提供的一种纤维增强复合材料薄片成型装置，通过可调压制成型组件的布置，可对原料板进行稳定的压制成型，成型质量好；通过步进输送组件可控制原料板从成型箱内侧步进式穿过，并配合导向组件对原料板进行导向，提升原料板的传输精度，进而提升对原料板压制成型的整体质量，能够充分利用原料板，提升生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的纤维增强复合材料薄片成型装置的主视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的纤维增强复合材料薄片成型装置对原料板传送时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的纤维增强复合材料薄片成型装置中成型箱部分的侧视局部剖视结构示意图；

图4为图3中A部分的放大结构示意图；

图5为本发明实施例提供的纤维增强复合材料薄片成型装置中安装架部分的立体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的纤维增强复合材料薄片成型装置中一号传动件部分的俯视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的纤维增强复合材料薄片成型装置中二号传动件部分的侧视结构示意图。

图中：1-缸支架，2-横向伸缩缸，3-一号传动件，4-一号辊筒，5-安装架，6-二号辊筒，7-成型箱，8-原料板，9-盛接箱，10-一号竖向伸缩缸，11-成型台，12-二号传动件，13-齿轮，14-辊轴，15-下齿条，16-上齿条，17-回形架，18-三号竖向伸缩缸，19-连接头，20-压模板，21-弹性伸缩杆，22-导向件，23-L形杆，24-四号竖向伸缩缸，25-内基座，26-五号竖向伸缩缸，27-螺纹筒，28-双轴伸电机，29-空腔，30-载台，31-导轮轴，32-导轮架，33-导向轮，34-辊筒架，35-六号竖向伸缩缸，36-导轨，37-滑块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-3所示，为本发明一个实施例提供的一种纤维增强复合材料薄片成型装置，包括成型箱7、成型台11和压模板20，所述成型箱7安装于成型台11上，还包括：

可调压制成型组件，所述成型箱7的内侧安装有可调压制成型组件，可调压制成型组件用于对原料板8进行支撑，以及控制压模板20对原料板8进行压制成型；

导向组件，所述导向组件安装于所述可调压制成型组件上，且所述导向组件用于对原料板8进行导向；

步进输送组件，所述成型台11上还安装有步进输送组件，且所述步进输送组件用于控制原料板8从成型箱7内侧步进式穿过。

在本发明实施例中，通过可调压制成型组件的布置，可对原料板8进行稳定的压制成型，成型质量好；通过步进输送组件可控制原料板8从成型箱7内侧步进式穿过，并配合导向组件对原料板8进行导向，提升原料板8的传输精度，进而提升对原料板8压制成型的整体质量，能够充分利用原料板8，提升生产效率。

如图3-4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述成型箱7优选为回形结构，即成型箱7的两侧开口，所述可调压制成型组件包括三号竖向伸缩缸18、四号竖向伸缩缸24、内基座25、五号竖向伸缩缸26和载台30，所述成型箱7的内顶部固定有三号竖向伸缩缸18，三号竖向伸缩缸18的输出端安装固定有连接头19，压模板20安装固定于连接头19上，对于连接头19和压模板20不进行限定，采用现有技术即可，按需调整压模板20的结构；所述压模板20的下方设有载台30，载台30的下侧安装有四号竖向伸缩缸24，四号竖向伸缩缸24的下端固定于内基座25上，所述内基座25的下侧安装有五号竖向伸缩缸26，五号竖向伸缩缸26的下端固定于成型箱7的内底部；原料板8从压模板20和载台30之间穿过，所述五号竖向伸缩缸26用于控制内基座25、四号竖向伸缩缸24和载台30构成整体的高度位置，四号竖向伸缩缸24用于控制载台30的高度位置。

所述导向组件包括弹性伸缩杆21、导向件22、L形杆23、螺纹筒27和双轴伸电机28，所述内基座25的内侧固定设有双轴伸电机28，双轴伸电机28的两侧输出端分别安装固定有一个螺纹筒27，内基座25内开设有用于螺纹筒27容置的空腔29，螺纹筒27还与内基座25转动连接，提升螺纹筒27的稳定性，所述螺纹筒27远离双轴伸电机28的一端螺纹连接有一根L形杆23，L形杆23的水平部设有与螺纹筒27螺纹连接的螺纹，双轴伸电机28带动螺纹筒27转动时，两个L形杆23同步靠近或远离，L形杆23的竖直部还与成型箱7内壁滑动连接，具体的连接结构不进行限定，只要两个L形杆23相互靠近时，L形杆23的竖直部不从成型箱7内壁脱出即可，这样设置可避免L形杆23被扭转，提升稳定性；所述L形杆23的竖直部端部安装固定有弹性伸缩杆21，弹性伸缩杆21的输出端安装有用于对原料板8导向的导向件22，弹性伸缩杆21用于对导向件22弹性支撑。

优选的，所述导向件22包括导轮轴31、导轮架32和导向轮33，所述导轮架32固定于弹性伸缩杆21的输出端，导轮架32上转动安装有一根导轮轴31，导轮轴31上安装固定有导向轮33，导向轮33优选为中部弧形内凹结构，通过导向轮33可对原料板8适应性导向，提升原料板8传输的可靠性。

另外，通过双轴伸电机28带动螺纹筒27转动，可控制两个L形杆23之间的距离，进而控制两个导向件22之间的距离，适应不同宽度的原料板8导向使用，一般原料板8的宽度变化不大，因此设置L形杆23的竖直部和成型箱7内壁滑动连接是可以满足使用需求的；通过弹性伸缩杆21可对导向件22弹性支撑，提升导向件22对原料板8的导向效果；通过五号竖向伸缩缸26可控制导向件22的高度位置，使得导向轮33中部与原料板8更好的对应，提升导向的效果。

如图1、2、5、6和7所示，作为本发明的一种优选实施例，所述步进输送组件包括缸支架1、横向伸缩缸2、一号传动件3、一号辊筒4、安装架5、二号辊筒6、一号竖向伸缩缸10、二号传动件12、齿轮13、下齿条15、上齿条16、回形架17、辊筒架34和六号竖向伸缩缸35，所述成型箱7的两侧于成型台11上分别安装固定有一个安装架5，安装架5优选为倒U形状，安装架5的内侧下部转动安装有二号辊筒6，安装架5的内顶部固定有六号竖向伸缩缸35，六号竖向伸缩缸35的输出端安装固定有辊筒架34，辊筒架34上转动安装有一号辊筒4，所述二号辊筒6的辊轴14一端安装固定有齿轮13，所述安装架5的一侧设有回形架17，回形架17的两端上侧均固定设有上齿条16，回形架17的两端下侧均固定设有下齿条15，所述回形架17的一端通过一号传动件3与横向伸缩缸2连接，横向伸缩缸2还通过缸支架1与成型台11固定连接，横向伸缩缸2用于驱动回形架17左右移动；所述回形架17的下侧还通过二号传动件12与一号竖向伸缩缸10连接，一号竖向伸缩缸10还与成型台11固定连接，一号竖向伸缩缸10用于驱动回形架17上下移动，从而控制齿轮13与下齿条15或上齿条16啮合连接。

优选的，所述一号传动件3和二号传动件12的结构相同，所述一号传动件3和二号传动件12均包括导轨36和滑块37，所述导轨36和滑块37滑动连接，一号传动件3的导轨36固定于回形架17的端部，一号传动件3的滑块37固定于横向伸缩缸2的输出端，一号传动件3的导轨36能够相对一号传动件3的滑块37上下移动；所述二号传动件12的导轨36固定于回形架17的下侧，二号传动件12的滑块37固定于一号竖向伸缩缸10的输出端，二号传动件12的导轨36能够相对二号传动件12的滑块37左右移动；具体导轨36和滑块37的结构配合特征不进行限定，二者能够防脱且相对滑动即可。

在本发明实施例中，如图1所示，当一号竖向伸缩缸10收缩控制上齿条16和齿轮13啮合时，控制横向伸缩缸2伸长推动回形架17向右移动，二号辊筒6顺时针转动，二号辊筒6和一号辊筒4配合推动原料板8向右移动；如图2所示，当一号竖向伸缩缸10伸长控制下齿条15和齿轮13啮合时，控制横向伸缩缸2收缩拉动回形架17向左移动，二号辊筒6顺时针转动，二号辊筒6和一号辊筒4配合推动原料板8向右移动，即通过横向伸缩缸2控制原料板8在其行程内连续步进向右移动，传动稳定可靠，如需改变原料板8的移动距离，只需控制横向伸缩缸2的伸长、收缩行程即可，不进行赘述。另外，通过六号竖向伸缩缸35可控制一号辊筒4的相对二号辊筒6的位置，适应对不同厚度的原料板8进行传送。

如图1-2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述成型箱7右侧的成型台11上还设有盛接箱9，通过盛接箱9用于对成型的薄片进行盛接，不作限定。

如图1-7所示，本发明的一个实施例还提供了一种纤维增强复合材料薄片成型方法，包括以下步骤：

步骤一、根据原料板8的厚度，通过六号竖向伸缩缸35调节一号辊筒4和二号辊筒6之间的距离，以及通过五号竖向伸缩缸26调节导向件22的位置，以及通过四号竖向伸缩缸24调节载台30的位置；

步骤二、根据原料板8的宽度，通过双轴伸电机28调节两个导向件22之间的距离；

步骤三、控制三号竖向伸缩缸18带动压模板20向下移动，通过压模板20和载台30配合对原料板8压制成型；

步骤四、通过一号竖向伸缩缸10控制齿轮13与下齿条15和上齿条16的啮合关系，并通过对应控制横向伸缩缸2伸缩，驱动二号辊筒6顺时针转动，二号辊筒6和一号辊筒4配合推动原料板8向右移动，成型的薄片掉落到盛接箱9内储存。

另外，对各部件的控制、型号及电路连接不作具体限定，在实际应用时可灵活设置。涉及到的电路、电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无须赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种纤维增强复合材料薄片成型装置，包括成型箱、成型台和压模板，所述成型箱安装于成型台上，其特征在于，还包括：

可调压制成型组件，所述成型箱的内侧安装有可调压制成型组件，可调压制成型组件用于对原料板进行支撑，以及控制压模板对原料板进行压制成型；

导向组件，所述导向组件安装于所述可调压制成型组件上，且所述导向组件用于对原料板进行导向；

步进输送组件，所述成型台上还安装有步进输送组件，且所述步进输送组件用于控制原料板从成型箱内侧步进式穿过。

2.根据权利要求1所述的纤维增强复合材料薄片成型装置，其特征在于，所述可调压制成型组件包括三号竖向伸缩缸、四号竖向伸缩缸、内基座、五号竖向伸缩缸和载台；

所述成型箱的内顶部固定有三号竖向伸缩缸，三号竖向伸缩缸的输出端安装固定有连接头，压模板安装固定于连接头上；

所述压模板的下方设有载台，载台的下侧安装有四号竖向伸缩缸，四号竖向伸缩缸的下端固定于内基座上；

所述内基座的下侧安装有五号竖向伸缩缸，五号竖向伸缩缸的下端固定于成型箱的内底部；

原料板从压模板和载台之间穿过，所述五号竖向伸缩缸用于控制内基座、四号竖向伸缩缸和载台构成整体的高度位置，四号竖向伸缩缸用于控制载台的高度位置。

3.根据权利要求2所述的纤维增强复合材料薄片成型装置，其特征在于，所述导向组件包括弹性伸缩杆、导向件、L形杆、螺纹筒和双轴伸电机；

所述内基座的内侧固定设有双轴伸电机，双轴伸电机的两侧输出端分别安装固定有一个螺纹筒，内基座内开设有用于螺纹筒容置的空腔；

所述螺纹筒远离双轴伸电机的一端螺纹连接有一根L形杆，双轴伸电机带动螺纹筒转动时，两个L形杆同步靠近或远离，L形杆的竖直部还与成型箱内壁滑动连接；

所述L形杆的竖直部端部安装固定有弹性伸缩杆，弹性伸缩杆的输出端安装有用于对原料板导向的导向件，弹性伸缩杆用于对导向件弹性支撑。

4.根据权利要求3所述的纤维增强复合材料薄片成型装置，其特征在于，所述导向件包括导轮轴、导轮架和导向轮；

所述导轮架固定于弹性伸缩杆的输出端，导轮架上转动安装有一根导轮轴，导轮轴上安装固定有导向轮；

所述导向轮为中部弧形内凹结构。

5.根据权利要求4所述的纤维增强复合材料薄片成型装置，其特征在于，所述步进输送组件包括缸支架、横向伸缩缸、一号传动件、一号辊筒、安装架、二号辊筒、一号竖向伸缩缸、二号传动件、齿轮、下齿条、上齿条、回形架、辊筒架和六号竖向伸缩缸；

所述成型箱的两侧于成型台上分别安装固定有一个安装架，安装架的内侧下部转动安装有二号辊筒，安装架的内顶部固定有六号竖向伸缩缸，六号竖向伸缩缸的输出端安装固定有辊筒架，辊筒架上转动安装有一号辊筒；

所述二号辊筒的辊轴一端安装固定有齿轮；

所述安装架的一侧设有回形架，回形架的两端上侧均固定设有上齿条，回形架的两端下侧均固定设有下齿条；

所述回形架的一端通过一号传动件与横向伸缩缸连接，横向伸缩缸还通过缸支架与成型台固定连接，横向伸缩缸用于驱动回形架左右移动；

所述回形架的下侧还通过二号传动件与一号竖向伸缩缸连接，一号竖向伸缩缸还与成型台固定连接，一号竖向伸缩缸用于驱动回形架上下移动，从而控制齿轮与下齿条或上齿条啮合连接。

6.根据权利要求5所述的纤维增强复合材料薄片成型装置，其特征在于，所述一号传动件和二号传动件的结构相同，所述一号传动件和二号传动件均包括导轨和滑块；

所述导轨和滑块滑动连接；

所述一号传动件的导轨固定于回形架的端部，一号传动件的滑块固定于横向伸缩缸的输出端，一号传动件的导轨能够相对一号传动件的滑块上下移动；

所述二号传动件的导轨固定于回形架的下侧，二号传动件的滑块固定于一号竖向伸缩缸的输出端，二号传动件的导轨能够相对二号传动件的滑块左右移动。

7.根据权利要求5或6所述的纤维增强复合材料薄片成型装置，其特征在于，当一号竖向伸缩缸收缩控制上齿条和齿轮啮合时，控制横向伸缩缸伸长推动回形架向右移动，二号辊筒顺时针转动，二号辊筒和一号辊筒配合推动原料板向右移动；

当一号竖向伸缩缸伸长控制下齿条和齿轮啮合时，控制横向伸缩缸收缩拉动回形架向左移动，二号辊筒顺时针转动，二号辊筒和一号辊筒配合推动原料板向右移动。

8.一种纤维增强复合材料薄片成型方法，采用如权利要求7所述的纤维增强复合材料薄片成型装置进行，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据原料板的厚度，通过六号竖向伸缩缸调节一号辊筒和二号辊筒之间的距离，以及通过五号竖向伸缩缸调节导向件的位置，以及通过四号竖向伸缩缸调节载台的位置；

步骤二、根据原料板的宽度，通过双轴伸电机调节两个导向件之间的距离；

步骤三、控制三号竖向伸缩缸带动压模板向下移动，通过压模板和载台配合对原料板压制成型；

步骤四、通过一号竖向伸缩缸控制齿轮与下齿条和上齿条的啮合关系，并通过对应控制横向伸缩缸伸缩，驱动二号辊筒顺时针转动，二号辊筒和一号辊筒配合推动原料板向右移动。

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