CN210879716U - 固定碳纤维的夹具及含有夹具的碳纤维成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的固定碳纤维的夹具，包括有芯模组件，芯模组件包括芯模、固定块；其中，通过固定块将碳纤维绳材压持在芯模上；固定块与芯模设有间隙，外力带动碳纤维绳材移动至间隙处，通过外力将碳纤维绳材压入间隙内，从而使得所述固定块与所述芯模夹紧碳纤维绳材，实现对碳纤维绳材的固定；含有夹具的碳纤维成型装置,包括上述的芯模组件、夹爪组件、驱动组件，驱动组件驱动夹爪组件移动；芯模组件还包括传动元件；传动元件用于驱动芯模转动，以使得固定在芯模上的碳纤维绳材缠绕在芯模，同时传动元件驱动芯模沿芯模的轴向往复运动，使得碳纤维绳材交互缠绕在芯模上，从而成型工件，该机构使用方便，结构简单，便于实现自动化加工。

Description

固定碳纤维的夹具及含有夹具的碳纤维成型装置

技术领域

本实用新型属于碳纤维成型领域，具体涉及固定碳纤维的夹具；具体还涉及含有夹具的碳纤维成型装置。

背景技术

碳纤维缠绕成型是碳纤维复合材料成型中重要的成型工艺之一，碳纤维缠绕成型是将浸渍的碳纤维按一定的规律缠绕在芯模上，然后再进行固化、脱模形成碳纤维圆柱体、球体等一些回转体制品。

但是，目前大多数情况下，使用人工方式将碳纤维固定在芯模，再由电机驱动转动进行缠绕，人工固定浪费时间，无法实现自动化，生产效率低，对于一些直径较大而方便夹取的碳纤维材料，需要一种交叉缠绕碳纤维的模具，解决上述问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提出的固定碳纤维的夹具及含有夹具的碳纤维成型装置，能自动将碳纤维材料固定在芯模上，从而节约了人力，方便实现自动化。

本实用新型提供的固定碳纤维的夹具，包括有芯模组件，所述芯模组件包括芯模、固定块；其中，

通过所述固定块将碳纤维绳材压持在所示芯模上；

所述固定块与所述芯模设有间隙，外力带动碳纤维绳材移动至间隙处，通过外力将碳纤维绳材压入间隙内，从而使得所述固定块与所述芯模夹紧碳纤维绳材，实现对碳纤维绳材的固定。

优选地，所述固定块包括有夹持面，通过所述夹持面与所述芯模的端面，将碳纤维绳材夹紧，从而使得碳纤维绳材固定在所述芯模上。

优选地，所述固定块包括有第一固定块、第二固定块，所述第一固定块设置在靠近所述芯模一端面上，所述第二固定块设置在靠近所述芯模另一端面处。

优选地，所述第二固定块包括用于导向碳纤维绳材移动的锥面，通过碳纤维绳材在所述锥面上滑动，使得碳纤维绳材落入所述第二固定块与所述芯模中的间隙内。

优选地，所述第一固定块、第二固定块靠近所述芯模的侧面上开设有导向碳纤维绳材移动至间隙的倒角。

优选地，含有夹具的碳纤维成型装置，包括如上述的芯模组件、夹爪组件、驱动组件，所述驱动组件驱动所述夹爪组件移动；其中，所述芯模组件还包括有传动元件；

通过驱动组件驱使所述夹爪组件移动，使得所述夹爪组件夹持碳纤维绳材移动，从而将碳纤维绳材固定在所述芯模、固定块之间；

所述传动元件用于驱动所述芯模转动，以使得固定在所述芯模上的碳纤维绳材缠绕在所述芯模，同时所述传动元件驱动所述芯模沿所述芯模的轴向往复运动，使得碳纤维绳材交互缠绕在所述芯模上，从而成型出工件。

优选地，所述夹爪组件包括两个气动夹爪，所述气动夹爪抓取来自两相对方向的碳纤维绳材。

优选地，所述驱动组件包括有驱动所述夹爪组件水平方向上移动的电机，所述电机上安装有丝杆，所述丝杆与所述夹爪组件螺纹连接，通过所述电机驱动所述丝杆转动，以使得所述夹爪组件在水平方向上做直线运动。

优选地，所述驱动组件还包括用于驱动所述夹爪组件沿垂直方向运动的直线运动元件。

优选地，所述气动夹爪设置在所述芯模的两端，通过两所述气动夹爪错位工作，使得两碳纤维绳材交错缠绕在所述芯模上。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的固定碳纤维的夹具及含有夹具的碳纤维成型装置，将碳纤维绳材固定在芯模与固定块间的间隙内，在通过传动元件带动模芯转动，使得碳纤维绳材缠绕在芯模上，同时传动元件带动模芯做往复运动，从而将碳纤维绳材交互的绕在芯模上，结构简单。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型在一实施例中芯模组件的立体结构示意图；

图2为本实用新型在一实施例中芯模组件的爆炸示意图；

图3为本实用新型在一实施例中成型装置的立体结构示意图一；

图4为本实用新型在一实施例中成型装置的立体结构示意图二；

图5为本实用新型在一实施例中成型装置的爆炸示意图一；

图6为本实用新型在一实施例中成型装置的爆炸示意图二；

图7为本实用新型在一实施例中成型装置的正视图；

图8为图7的局部放大示意图一；

图9为图7的局部放大示意图二。

图中所示：

1、芯模组件；11、芯模；12、传动元件；13、第一固定块；131、第一夹持面；14、第二固定块；141、第二夹持面；142、锥面；15、驱动杆；151、销键；2、夹爪组件；21、气动夹爪；22、固定板；23、螺母座；24、滑块；3、驱动组件；31、驱动板；32、电机；33、丝杆；34、导轨；35、直线运动元件；4、碳纤维绳材。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-7所示，含有夹具的碳纤维成型装置，包括芯模组件1、夹爪组件2、驱动组件3，驱动组件3驱动夹爪组件2移动，固定碳纤维的夹具包括有芯模组件1，芯模组件1包括芯模11、传动元件12、固定块；传动元件12包括有用于驱动芯模11转动的旋转驱动器以及用于驱动芯模11直线运动的直线驱动器；其中，通过旋转驱动器使得固定在芯模11上的碳纤维绳材4缠绕在芯模11，同时直线驱动器驱动芯模11沿芯模11的轴向往复运动，使得碳纤维绳材4交互缠绕在芯模11上；固定块与芯模11连接，固定块与芯模11设有间隙，而间隙的位置与夹爪组件2夹持碳纤维绳材4的位置相一致，通过夹爪组件2夹持碳纤维绳材4移动经过芯模组件1，碳纤维绳材4在夹爪组件2的拉力作用下下压间隙，碳纤维绳材4下压部分发生形变，从而使得碳纤维绳材4限位在固定块与所述芯模11的间隙内；在一优选实施例中，固定块包括有夹持面，通过夹持面与芯模11的端面，将碳纤维绳材4夹紧，从而使得碳纤维绳材4固定在所述芯模11上，方便后续的碳纤维绳材4缠绕在芯模11上。

如图1、2所示，固定块包括有第一固定块13、第二固定块14，第一固定块13设置在芯模11与传动元件12之间，第一固定块13与芯模11的一端面连接，第一固定块13与传动元件12连接；第二固定块14设置在靠近芯模11另一端面处；为了方便碳纤维绳材4进入间隙内，在第一固定块13、第二固定块14靠近芯模11的侧面上开设有导向碳纤维绳材4移动至间隙的倒角。

如图2所示，在一实施例中，芯模组件1还包括有驱动杆15，驱动杆15与传动元件12连接，使得传动元件12带动驱动杆15旋转以及直线往复运动，芯模11、第一固定块13、第二固定块14固定套装在驱动杆15上，当芯模11缠绕碳纤维绳材4完毕后，将芯模11由驱动杆15上取下进行下一步加工，而驱动杆15上方便套装其他的芯模11，方便缠绕不同的形状的产品；驱动杆15上安装有销键151，通过销键151将芯模11、第一固定块13、第二固定块14固定安装在芯模11上。

如图5、6所示，夹爪组件2包括两个气动夹爪21，气动夹爪21抓取来自两相对方向的碳纤维绳材4，两气动夹爪21被安装在固定板22上，气动夹爪21设置在芯模11的两端，通过两气动夹爪21错位工作，使得两碳纤维绳材4交错缠绕在所述芯模11上。

驱动组件3包括有驱动夹爪组件2水平方向上移动的电机32，电机32上安装有丝杆33，丝杆33与固定板22上安装的螺母座23螺纹连接，通过电机32驱动丝杆33转动，以使得夹爪组件2在水平方向上做直线运动；驱动组件3上安装有用于导向夹爪组件2运动方向的导轨34，导轨34的延伸方向与丝杆33的轴向平行，夹爪组件2内的固定板22上还安装有滑块24，导轨34与滑块24滑动连接。

驱动组件3还包括用于驱动夹爪组件2沿垂直方向运动的直线运动元件35，直线运动元件35利用了电机32、丝杆33驱动的原理，驱动组件3内有驱动板31，直线运动元件35驱使驱动板31沿垂直方向运动，电机32、导轨34固定安装在驱动板31上，从而使得驱动组件3带动夹爪组件2在垂直与水平两个方向上运动。

如图8所示，在一优选实施例中，第二固定块14包括用于导向碳纤维绳材4移动的锥面142，通过碳纤维绳材4在锥面142上滑动，使得碳纤维绳材4落入第二固定块14与芯模11中的间隙内；如图7-9所示，在本实施例中，第一固定块13包括有第一夹持面131，第二固定块14包括有第二夹持面141，夹爪组件2有两个气动夹爪21，两个气动夹爪21错位工作，这使得在工作过程中其中一个气动夹爪21夹持碳纤维绳材4处于待机状态，而由于第一固定块13与传动元件12连接，当靠近第一固定块13的气动夹爪21处于待机状态时，碳纤维绳材4将压持在第一夹持面131上，而芯模11反向移动时碳纤维绳材4会自然的落入第一固定块13与芯模11的间隙内；而当靠近第二固定块14的气动夹爪21处于待机状态时，芯模11反向移动，碳纤维绳材4会与第二固定块14端面接触，影响碳纤维绳材4固定在间隙内，而为了方便碳纤维绳材4落入间隙，在第二固定块14的端面设计成锥面142，便于碳纤维绳材4沿着锥面142移动，从而使得碳纤维绳材4落入间隙内，第二夹持面141与芯模11的端面将碳纤维绳材4夹紧，将碳纤维绳材4固定在第二固定块14与芯模11之间。

如图3、4所示，当一侧的气动夹爪21固定碳纤维绳材4时，另一侧的气动夹爪21则在夹取碳纤维绳材4，而当一侧的气动夹爪21固定好碳纤维绳材4内会松开气动夹爪21，同时另一侧的气动夹爪21夹紧将碳纤维绳材4夹持，在芯模组件1进行碳纤维绳材4缠绕工作时，在通过驱动组件3，将两气动夹爪21移动到芯模组件1的另一侧，此时芯模组件1完成缠绕隔断碳纤维绳材4后，芯模组件1方向直线运动，另一侧的气动夹爪21将碳纤维绳材4固定在芯模组件1上，同时气动夹爪21再次夹取碳纤维绳材4，在进行上述的工作，通过上述的工作方式，通过两根碳纤维绳材4进行缠绕方便进行多层错位缠绕，而若将其中一条碳纤维绳材4换成其他材料，就可以进行多种线材的复合编织，通过自动化的固定方式，方便该成型设备实现自动化。

本实用新型提供固定碳纤维的夹具及含有夹具的碳纤维成型装置，将碳纤维绳材固定在芯模与固定块间的间隙内，在通过传动元件带动模芯转动，使得碳纤维绳材缠绕在芯模上，同时传动元件带动模芯做往复运动，从而将碳纤维绳材交互的绕在芯模上；通过在固定块上设置倒角，同时在第二固定块的，导向碳纤维绳材落入间隙内，方便碳纤维绳材固定在芯模上；通过两根碳纤维绳材进行错位缠绕，方便进行多层错位缠绕，本实用新型使用方便，结构简单，便于维修。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.固定碳纤维的夹具，包括有芯模组件(1)，其特征在于：所述芯模组件(1)包括芯模(11)、固定块；其中，

通过所述固定块将碳纤维绳材(4)压持在所述芯模(11)上；

所述固定块与所述芯模(11)设有间隙，外力带动碳纤维绳材(4)移动至间隙处，通过外力将碳纤维绳材(4)压入间隙内，从而使得所述固定块与所述芯模(11)夹紧碳纤维绳材(4)，实现对碳纤维绳材(4)的固定。

2.如权利要求1所述的固定碳纤维的夹具，其特征在于：所述固定块包括有夹持面，通过所述夹持面与所述芯模(11)的端面，将碳纤维绳材(4)夹紧，从而使得碳纤维绳材(4)固定在所述芯模(11)上。

3.如权利要求2所述的固定碳纤维的夹具，其特征在于：所述固定块包括有第一固定块(13)、第二固定块(14)，所述第一固定块(13)设置在靠近所述芯模(11)一端面上，所述第二固定块(14)设置在靠近所述芯模(11)另一端面处。

4.如权利要求3所述的固定碳纤维的夹具，其特征在于：所述第二固定块(14)包括用于导向碳纤维绳材(4)移动的锥面(142)，通过碳纤维绳材(4)在所述锥面(142)上滑动，使得碳纤维绳材(4)落入所述第二固定块(14)与所述芯模(11)中的间隙内。

5.如权利要求4所述的固定碳纤维的夹具，其特征在于：所述第一固定块(13)、第二固定块(14)靠近所述芯模(11)的侧面上开设有导向碳纤维绳材(4)移动至间隙的倒角。

6.含有夹具的碳纤维成型装置，其特征在于：包括如权利要求1中所述的芯模组件(1)、夹爪组件(2)、驱动组件(3)，所述驱动组件(3)驱动所述夹爪组件(2)移动；其中，所述芯模组件(1)还包括有传动元件(12)；

通过驱动组件(3)驱使所述夹爪组件(2)移动，使得所述夹爪组件(2)夹持碳纤维绳材(4)移动，从而将碳纤维绳材(4)固定在所述芯模(11)、固定块之间；

所述传动元件(12)用于驱动所述芯模(11)转动，以使得固定在所述芯模(11)上的碳纤维绳材(4)缠绕在所述芯模(11)，同时所述传动元件(12)驱动所述芯模(11)沿所述芯模(11)的轴向往复运动，使得碳纤维绳材(4)交互缠绕在所述芯模(11)上，从而成型出工件。

7.如权利要求6所述的含有夹具的碳纤维成型装置，其特征在于：所述夹爪组件(2)包括两个气动夹爪(21)，所述气动夹爪(21)抓取来自两相对方向的碳纤维绳材(4)。

8.如权利要求6所述的含有夹具的碳纤维成型装置，其特征在于：所述驱动组件(3)包括有驱动所述夹爪组件(2)水平方向上移动的电机(32)，所述电机(32)上安装有丝杆(33)，所述丝杆(33)与所述夹爪组件(2)螺纹连接，通过所述电机(32)驱动所述丝杆(33)转动，以使得所述夹爪组件(2)在水平方向上做直线运动。

9.如权利要求7所述的含有夹具的碳纤维成型装置，其特征在于：所述驱动组件(3)还包括用于驱动所述夹爪组件(2)沿垂直方向运动的直线运动元件(35)。

10.如权利要求7所述的含有夹具的碳纤维成型装置，其特征在于：所述气动夹爪(21)设置在所述芯模(11)的两端，通过两所述气动夹爪(21)错位工作，使得两碳纤维绳材(4)交错缠绕在所述芯模(11)上。

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