CN220373949U - 一种填充材料成型设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种填充材料成型设备，包括送料装置、成型装置和牵引装置；所述送料装置，用于向所述成型装置输送碳纤维预浸料；所述成型装置，用于将碳纤维预浸料成型为符合设定要求的填充材料；所述牵引装置，用于与所述送料装置配合，使碳纤维预浸料以设定的张紧力均速进入所述成型装置。本实用新型具有成型工序少，成型效率高，制作的填充材料纤维均匀、方向性好，尺寸精度高等特点。

Description

一种填充材料成型设备

技术领域

本实用新型属于复合材料成型工艺装备技术领域，具体涉及一种填充材料成型设备。

背景技术

在复合材料零件制造过程中，普遍采用单向碳纤维预浸料制备填充材料，填充材料是制造有转角的复合材料零件普遍使用的预成型体，用其填充复合材料零件的转角空隙中，避免制件R角区出现空隙，传统复合材料零件R角区填充材料大部分采用人工制造，然后装入预制体模具内进行热压成型，成型后的填充材料放入复合材料零件铺贴层间的R角区，这样人工制造的填充材料存在纤维方向性差、均匀性差、尺寸精度低、成型工序多、效率低等缺点。

实用新型内容

为解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种填充材料成型设备，具有成型工序少，成型效率高，制作的填充材料纤维均匀、方向性好，尺寸精度高等特点。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种填充材料成型设备，包括送料装置、成型装置和牵引装置；所述送料装置，用于向所述成型装置输送碳纤维预浸料；所述成型装置，用于将碳纤维预浸料成型为符合设定要求的填充材料；所述牵引装置，用于与所述送料装置配合，使碳纤维预浸料以设定的张紧力均速进入所述成型装置。

进一步地，所述送料装置，包括：安装在送料部安装框架上的若干预浸料释放单元和若干调整辊轴组；预浸料释放单元将预浸料卷中的碳纤维预浸料释放，并通过调整辊轴组输送至所述成型装置。

进一步地，所述预浸料释放单元包括用于安装预浸料卷的卷筒安装轴，第一伺服电机通过减速器驱动卷筒安装轴释放预浸料卷中的碳纤维预浸料；减速器和卷筒安装轴安装在送料部安装框架上。

进一步地，所述调整辊轴组包括用于对碳纤维预浸料进行张紧和展开校直的第一辊轴组、第二辊轴组；所述第一辊轴组包括辊轴套筒，辊轴套筒安装在辊轴芯轴上，辊轴芯轴通过辊轴安装角座安装在送料部安装框架上；所述第二辊轴组包括轴线平行且间隔设定距离的辊轴和压辊套筒，压辊套筒通过压辊芯轴安装在压辊支架上，压辊支架和辊轴分别通过辊轴压辊安装角座安装在送料部安装框架上；碳纤维预浸料绕过辊轴套筒，并从辊轴和压辊套筒之间穿过后，被输送至所述成型装置。

进一步地，所述成型装置包括安装在成型部件安装框架上的预加热单元、成型模组和定型模组；预加热单元，用于对碳纤维预浸料预热至设定温度；成型模组，用于将预热后的碳纤维预浸料初步成型为符合设定要求的填充材料；定型模组，用于对经成型模组初步成型的填充材料进行定型冷却。

进一步地，所述成型模组，包括由成型芯模下与成型芯模上组成的型腔，型腔截面与预成型的填充材料截面相同；成型芯模下通过成型外模下安装在模体底座上，成型芯模上通过成型外模上与压板连接；压板由气缸驱动，用于压紧成型芯模下与成型芯模上；模体底座、气缸分别安装在成型部件安装框架上。

进一步地，成型外模下、成型外模上分别通过管道连接模温机的热油箱，热油箱中的热油用于将所述型腔加热到成型所需的温度。

进一步地，所述定型模组，包括，定型芯模下和定型芯模上，定型芯模下与定型芯模上用于组成容纳初步成型后的填充材料的冷却腔；定型芯模下通过定型外模下安装在模体底座上；定型芯模上与定型外模上连接；定型外模下安装有连接块下、铰接块下；定型外模上安装有连接块上、铰接块上；连接块下与连接块上通过弯柄销连接，铰接块下与铰接块上通过销轴铰接；定型芯模下、定型芯模上通过管路、冷却器接通模温机的水箱。

进一步地，所述牵引装置包括安装在牵引部件安装框架上的导轨，沿所述导轨往复运动的滑动板，安装在所述滑动板上的牵引头和用于驱动所述滑动板沿所述导轨滑动的驱动机构，所述牵引头用于牵引由碳纤维预浸料成型的填充材料；所述驱动机构包括第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴与转向减速器的输入轴连接，转向减速器的输出轴安装有齿轮，所述齿轮与安装在所述导轨上的齿条啮合。

进一步地，所述牵引部件安装框架上还安装有拖链槽；所述拖链的一端通过拖链安装板安装在所述滑动板上；所述牵引部件安装框架上还安装有用于控制所述滑动板的行程的行程开关和缓冲器。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：本实用新型通过送料装置向成型装置输送碳纤维预浸料；成型装置将碳纤维预浸料成型为符合设定要求的填充材料；牵引装置与送料装置配合，使碳纤维预浸料以设定的张紧力均速进入所述成型装置；本实用新型具有成型工序少，成型效率高，制作的填充材料纤维均匀、方向性好，尺寸精度高等特点。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种填充材料成型设备的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中送料装置的前视图；

图3是本实用新型实施例中送料装置的后视图；

图4是本实用新型实施例中成型装置的前视图；

图5是本实用新型实施例中成型装置的后视图；

图6是本实用新型实施例中牵引装置的前视图；

图7是图6的局部详图；

图8本实用新型实施例中牵引装置的后视图；

图中：1、第一伺服电机；2、减速器；3、减速器安装板；4、螺柱；5、安装角座；6、联轴器；7、卷筒安装轴；8、防滑圈；9、辊轴安装角座；10、辊轴芯轴；11、辊轴套筒；12、轴承；13、轴用弹性挡圈；14、孔用弹性挡圈；15、垫圈；16、螺母；17、辊轴压辊安装角座；18、辊轴；19、压辊套筒；20、压辊芯轴；21、压辊支架；22、送料部安装框架；23、预加热单元；24、成型芯模下；25、成型芯模上；26、成型外模下；27、成型外模上；28、压板；29、压紧角件；30、气缸补高座；31、气缸安装座32、气缸；33、定型芯模下；34、定型芯模上；35、定型外模下；36、定型外模上；37、连接块下；38、连接块上；39、铰接块下；40、铰接块上；41、模体底座；42、弯柄销；43、滚花手柄；44、接嘴；45、管路；46、冷却器；47、模温机；48、成型部件安装框架；49、导轨；50、齿条；51、牵引头；52、拖链安装板；53、滑动板；54、防护罩；55、第二伺服电机；56、转向减速器；57、缓冲器；58、行程开关；59、拖链；60、拖链槽；61、牵引部件安装框架；62、填充材料；63、预浸料卷。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1～图8所示，一种填充材料成型设备，包括送料装置、成型装置和牵引装置；送料装置，用于向成型装置输送碳纤维预浸料；成型装置，用于将碳纤维预浸料成型为符合设定要求的填充材料；牵引装置，用于与送料装置配合，使碳纤维预浸料以设定的张紧力均速进入所述成型装置。

送料装置包括安装在送料部安装框架22上的若干预浸料释放单元和若干调整辊轴组；预浸料释放单元将预浸料卷63中的碳纤维预浸料释放，并通过调整辊轴组输送至所述成型装置。

预浸料释放单元包括用于安装预浸料卷63的卷筒安装轴7，第一伺服电机1通过减速器2驱动卷筒安装轴7用于释放预浸料卷63中的碳纤维预浸料。选择配套的第一伺服电机1与减速器2通过螺钉立式安装于减速器安装板3上，卷筒安装轴7一端贯穿球轴承内圈并通过轴肩及轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈安装于安装角座5的立板上，减速器安装板3通过四个螺柱4与安装角座4连接，同时减速器2的输出轴与卷筒安装轴7通过联轴器6连接，卷筒安装轴7伸出端悬空并可以顺畅转动，用于安装预浸料卷63，为保证工作时卷筒安装轴7与预浸料卷63同步转动，在卷筒安装轴7与预浸料卷63之间设置有弹性的防滑圈8；预浸料卷63输出的碳纤维预浸料经过若干调整辊轴组张紧及展开校直。

调整辊轴组包括第一辊轴组、第二辊轴组；第一辊轴组包括辊轴套筒11，辊轴套筒11安装在辊轴芯轴10上，辊轴芯轴10通过辊轴安装角座9安装在送料部安装框架22上；第二辊轴组包括轴线平行且间隔设定距离的辊轴18和压辊套筒19，压辊套筒19通过压辊芯轴20安装在压辊支架21上，压辊支架21和辊轴18分别通过辊轴压辊安装角座17安装在送料部安装框架22上。辊轴芯轴10的两端套接轴承12，辊轴芯轴10与轴承12一同套接在辊轴套筒11内，辊轴芯轴10和辊轴套筒11的两端通过轴用弹性挡圈13、孔用弹性挡圈14卡住且辊轴套筒11可以顺畅转动，辊轴芯轴10的螺纹端贯穿辊轴安装角座9的立板并通过垫圈15、螺母16锁紧固定；辊轴18一端贯穿轴承内圈并通过轴肩及轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈安装于辊轴压辊安装角座17的立板上，压辊套筒19的两端阶梯内孔中分别安装球轴承，然后一同放入压辊支架21的U形开口内，将压辊支架21的轴孔对准轴承内圈，后从一侧穿过压辊芯轴20并用垫圈、螺母锁紧且可以顺畅转动，通过牵引部件与送料部件的共同作用下，碳纤维预浸料绕过辊轴套筒11，并从辊轴18和压辊套筒19之间穿过后，被以一定的张紧力匀速输送至成型装置。

成型装置包括安装在成型部件安装框架48上的预加热单元23、成型模组和定型模组；预加热单元23用于对碳纤维预浸料预热至设定温度；成型模组用于将预热后的碳纤维预浸料初步成型为符合设定要求的填充材料；定型模组用于对经成型模组初步成型的填充材料进行定型冷却。

预加热单元23内部以电阻丝为热源，碳纤维预浸料通过预加热单元23的内室时被初步加热，加热后的碳纤维预浸料进入成型模组的型腔。

成型模组包括由成型芯模下24与成型芯模上25组成的型腔，型腔截面与预成型的填充材料截面相同，可以更换不同型腔的芯模来成型不同截面形状的填充材料，芯模外形装配面为规则柱面由成型外模下26、成型外模上27夹紧固定，成型外模下26通过压紧角件29及螺栓螺母固定于模体底座41，成型外模上27与压板28通过压紧角件29及螺钉固定，压板28与气缸32的活塞端法兰连接，气缸32的缸体通过螺钉安装于气缸安装座31，气缸安装座31通过螺钉与气缸补高座30安装固定，气缸补高座30通过螺钉与成型部件安装框架48安装固定，当气缸32的活塞外伸时通过下压压板28、成型外模上27将成型芯模上25与成型芯模下24合紧，当气缸32的活塞内缩时通过提升压板28、成型外模上27将成型芯模上25与成型芯模下24打开，同时成型外模下26、成型外模上27通过接嘴、管道接通模温机47的热油箱，通过热油箱中的热油为成型模组提供成型所需的温度；通过成型模组成型后的填充材料进入定型模组降温冷却。

定型模组包括定型芯模下33和定型芯模上34，定型芯模下33与定型芯模上34用于组成容纳初步成型后的填充材料的冷却腔。定型芯模下33、定型芯模上34通过接嘴44、管路45、冷却器46接通模温机47的水箱，水箱中的冷却水用于对填充材料进行定型冷却。定型芯模下33与定型芯模上34通过定型外模下35与定型外模上36夹紧固定，定型外模下35通过压紧角件及螺栓螺母固定于模体底座41上，定型外模下35的前后分别安装有连接块下37、铰接块下39，定型外模上36的前后也分别安装有连接块上38、铰接块上40，铰接块下39与铰接块上40通过销轴铰链连接，从而使定型外模上36可以绕销轴翻转，当定型外模上36与定型外模下35翻转闭合时可以通过弯柄销42、滚花手柄43快速定位锁紧合模，反之打开。

牵引装置包括安装在牵引部件安装框架61上的导轨49，沿导轨49往复运动的滑动板53，安装在滑动板53上的牵引头51和用于驱动滑动板53沿导轨49滑动的驱动机构。驱动机构包括第二伺服电机55，配套的第二伺服电机55与转向减速器56通过螺钉立式安装于滑动板53，第二伺服电机55、转向减速器56外设置有防护罩54保护，转向减速器56的输出端安装有齿轮与安装固定于牵引部件安装框架61上的齿条50相互咬合，当第二伺服电机55输出的转速传递到转向减速器56的前端齿轮时带动滑动板53移动，滑动板53与牵引部件安装框架61间设置有两条平行导轨49，保证滑动板53可以沿导轨49顺畅往复移动，导轨49两端都设置有行程开关58、缓冲器57用于滑动板53往复运动的行程限位及停车缓冲，牵引部件安装框架61设置有拖链槽60及滑动板53上设置有拖链安装板52用于拖动安装拖链59，拖链59收集第二伺服电机55等电器元件线束解决线束凌乱缠绕及反复弯折易损问题，滑动板53上设置有牵引头51用于牵引成型的填充材料62。

使用时，牵引头51牵引定型后的填充材料至最大行程位置(即与行程开关接触时)送料装置和牵引装置的伺服电机同时停止转动(即输出及牵引停止)，通过手工取下牵引行程范围内的填充材料，换向驱动第二伺服电机55回到牵引开始位置，并将通过成型装置的填充材料与牵引装置的牵引头51重新连接。

本实用新型解决了现有技术中对填充材料制造完全依靠人工手搓完成，导致的纤维方向性差、均匀性差、尺寸精度低、成型工序多、效率低等缺点。

本实用新型提供的填充材料成型设备成型工序少，成型效率高，对操作人员的操作水平要求低，操作简便大大降低了操作人员劳动强度；制作的填充材料纤维均匀、方向性好，尺寸精度高，满足复合材料铺贴过程中转角少料填充材料成型生产需求；预浸料释放单元可以挂载有多组预浸料卷，满足不同填充材料截面体积成型需求。填充材料成型设备拆装便捷、操作简单、轻便灵活搬运方便；使用构型简单的机加件以及成品件、标准件等，整体结构简单紧凑，安装维护方便，制造成本低，工作可靠。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种填充材料成型设备，其特征在于，包括送料装置、成型装置和牵引装置；

所述送料装置，用于向所述成型装置输送碳纤维预浸料；

所述成型装置，用于将碳纤维预浸料成型为符合设定要求的填充材料；

所述牵引装置，用于与所述送料装置配合，使碳纤维预浸料以设定的张紧力均速进入所述成型装置。

2.根据权利要求1所述的填充材料成型设备，其特征在于，所述送料装置，包括：安装在送料部安装框架(22)上的若干预浸料释放单元和若干调整辊轴组；预浸料释放单元将预浸料卷(63)中的碳纤维预浸料释放，并通过调整辊轴组输送至所述成型装置。

3.根据权利要求2所述的填充材料成型设备，其特征在于，所述预浸料释放单元包括用于安装预浸料卷(63)的卷筒安装轴(7)，第一伺服电机(1)通过减速器(2)驱动卷筒安装轴(7)释放预浸料卷(63)中的碳纤维预浸料；减速器(2)和卷筒安装轴(7)安装在送料部安装框架(22)上。

4.根据权利要求2所述的填充材料成型设备，其特征在于，所述调整辊轴组包括用于对碳纤维预浸料进行张紧和展开校直的第一辊轴组、第二辊轴组；

所述第一辊轴组包括辊轴套筒(11)，辊轴套筒(11)安装在辊轴芯轴(10)上，辊轴芯轴(10)通过辊轴安装角座(9)安装在送料部安装框架(22)上；

所述第二辊轴组包括轴线平行且间隔设定距离的辊轴(18)和压辊套筒(19)，压辊套筒(19)通过压辊芯轴(20)安装在压辊支架(21)上，压辊支架(21)和辊轴(18)分别通过辊轴压辊安装角座(17)安装在送料部安装框架(22)上；

碳纤维预浸料绕过辊轴套筒(11)，并从辊轴(18)和压辊套筒(19)之间穿过后，被输送至所述成型装置。

5.根据权利要求1所述的填充材料成型设备，其特征在于，所述成型装置包括安装在成型部件安装框架(48)上的预加热单元(23)、成型模组和定型模组；

预加热单元(23)，用于对碳纤维预浸料预热至设定温度；

成型模组，用于将预热后的碳纤维预浸料初步成型为符合设定要求的填充材料；

定型模组，用于对经成型模组初步成型的填充材料进行定型冷却。

6.根据权利要求5所述的填充材料成型设备，其特征在于，所述成型模组，包括由成型芯模下(24)与成型芯模上(25)组成的型腔，型腔截面与预成型的填充材料截面相同；

成型芯模下(24)通过成型外模下(26)安装在模体底座(41)上，成型芯模上(25)通过成型外模上(27)与压板(28)连接；压板(28)由气缸(32)驱动，用于压紧成型芯模下(24)与成型芯模上(25)；模体底座(41)、气缸(32)分别安装在成型部件安装框架(48)上。

7.根据权利要求6所述的填充材料成型设备，其特征在于，成型外模下(26)、成型外模上(27)分别通过管道连接模温机(47)的热油箱，热油箱中的热油用于将所述型腔加热到成型所需的温度。

8.根据权利要求6所述的填充材料成型设备，其特征在于，所述定型模组，包括，定型芯模下(33)和定型芯模上(34)，定型芯模下(33)与定型芯模上(34)用于组成容纳初步成型后的填充材料的冷却腔；

定型芯模下(33)通过定型外模下(35)安装在模体底座(41)上；定型芯模上(34)与定型外模上(36)连接；定型外模下(35)安装有连接块下(37)、铰接块下(39)；定型外模上(36)安装有连接块上(38)、铰接块上(40)；连接块下(37)与连接块上(38)通过弯柄销(42)连接，铰接块下(39)与铰接块上(40)通过销轴铰接；

定型芯模下(33)、定型芯模上(34)通过管路(45)、冷却器(46)接通模温机(47)的水箱。

9.根据权利要求1所述的填充材料成型设备，其特征在于，所述牵引装置包括安装在牵引部件安装框架(61)上的导轨(49)，沿所述导轨(49)往复运动的滑动板(53)，安装在所述滑动板(53)上的牵引头(51)和用于驱动所述滑动板(53)沿所述导轨(49)滑动的驱动机构，所述牵引头(51)用于牵引由碳纤维预浸料成型的填充材料(62)；所述驱动机构包括第二伺服电机(55)，第二伺服电机(55)的输出轴与转向减速器(56)的输入轴连接，转向减速器(56)的输出轴安装有齿轮，所述齿轮与安装在所述导轨(49)上的齿条(50)啮合。

10.根据权利要求9所述的填充材料成型设备，其特征在于，所述牵引部件安装框架(61)上还安装有拖链槽(60)；所述拖链(59)的一端通过拖链安装板(52)安装在所述滑动板(53)上；

所述牵引部件安装框架(61)上还安装有用于控制所述滑动板(53)的行程的行程开关(58)和缓冲器(57)。