專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及樹脂基復(fù)合材料制造領(lǐng)域，用于纖維鋪放設(shè)備中，是一種采用濕
法工藝制造樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件的自動(dòng)化裝置。
背景技術(shù)：
纖維鋪放裝置主要應(yīng)用于制造航空航天，船舶，汽車等工業(yè)領(lǐng)域中的有特殊要求的產(chǎn)品零件。所制造出的樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料產(chǎn)品具有比強(qiáng)度高、比模量高、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、導(dǎo)熱和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。 纖維預(yù)浸帶(窄帶)鋪放技術(shù)是制造復(fù)合材料構(gòu)件的主要方法之一，使用該技術(shù)制造復(fù)合材料構(gòu)件首先需要制作預(yù)浸帶，然后通過(guò)纖維鋪放機(jī)將預(yù)浸帶鋪放在芯模表面，再結(jié)合熱壓罐技術(shù)制造出復(fù)合材料構(gòu)件。預(yù)浸帶的制作需要專門的工藝裝備，制作工藝復(fù)雜，制造費(fèi)用高昂。制作出的預(yù)浸帶需要專門的保存環(huán)境，且保質(zhì)期較短，容易失效，這對(duì)預(yù)浸帶的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用都提出了較高的要求。同時(shí)，預(yù)浸帶在制作過(guò)程中通過(guò)添加溶劑(溶液浸漬法)來(lái)制作預(yù)浸帶，在制作的后期需要通過(guò)加熱使溶劑揮發(fā)，或者采用加熱樹脂(熱熔浸漬法)來(lái)制作預(yù)浸帶，這些方法都容易產(chǎn)生環(huán)境污染。 在采用纖維預(yù)浸帶(窄帶)鋪放技術(shù)制造復(fù)合材料構(gòu)件的過(guò)程中，由于預(yù)浸帶在其寬度方向的自由度受到限制，容易產(chǎn)生褶皺，從而不能在鋪放路徑中任意變換角度，限制纖維鋪放技術(shù)的應(yīng)用。 樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件的濕法制造工藝主要應(yīng)用于手糊成型和纖維纏繞成型。手糊成型勞動(dòng)強(qiáng)度大，構(gòu)件質(zhì)量不穩(wěn)定。纖維纏繞不能制造具有負(fù)曲率的型面和非回轉(zhuǎn)體類零件，其應(yīng)用受到很大限制。 目前的濕法鋪放工藝由于樹脂具有較高的粘性和纖維束比較柔軟，不能將浸潤(rùn)有樹脂的濕纖維束采用自動(dòng)化的方式連續(xù)鋪放至芯模表面。為了滿足我國(guó)各行各業(yè)對(duì)復(fù)合材料構(gòu)件的需求，研究高自動(dòng)化程度，低成本，環(huán)保的復(fù)合材料構(gòu)件制造裝置已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明目的是提供一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，該裝置應(yīng)用濕法工藝，無(wú)需專門制作纖維預(yù)浸帶，節(jié)省了制作預(yù)浸帶所需的裝備，簡(jiǎn)化了工藝，降低了成本。在復(fù)合材料構(gòu)件的制造過(guò)程中直接制作具有一定樹脂含量的濕纖維束，即作即用，取消了預(yù)浸帶的制造環(huán)節(jié)，避免了由于預(yù)浸帶的失效導(dǎo)致的浪費(fèi)現(xiàn)象和質(zhì)量問(wèn)題，也避免了專門制作預(yù)浸帶時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染。而且，濕法鋪放時(shí)濕纖維束中纖維絲的自由度大，使纖維束在鋪放過(guò)程中任意變換角度成為可能。該裝置采用纖維鋪放技術(shù)，以自動(dòng)化的方式將浸潤(rùn)有樹脂的濕纖維束鋪放至芯模表面，同時(shí)具有剪斷，夾持，重送，固化等功能，提高了加工效率和加工質(zhì)量，擴(kuò)展了加工范圍。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案
—種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放方法，首先，設(shè)置好旋轉(zhuǎn)式鋪放裝置所述的鋪 放裝置包括機(jī)架1、旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2、纖維浸膠機(jī)構(gòu)3、夾持機(jī)構(gòu)4、剪切機(jī)構(gòu)5和固化機(jī)構(gòu) 6;所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)位于機(jī)架的中心位置，所述的纖維浸膠機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和固化機(jī)構(gòu) 沿纖維束輸送方向依次固定在機(jī)架上；然后，旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)將經(jīng)過(guò)纖維浸膠機(jī)構(gòu)浸潤(rùn)有樹 脂的濕纖維束鋪放至芯模表面，在夾持機(jī)構(gòu)，剪切機(jī)構(gòu)，固化機(jī)構(gòu)的配合下對(duì)預(yù)浸潤(rùn)纖維束 進(jìn)行夾持、剪斷、重送、固化。 —種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，該裝置包括機(jī)架1、旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2、 纖維浸膠機(jī)構(gòu)3、夾持機(jī)構(gòu)4、剪切機(jī)構(gòu)5、固化機(jī)構(gòu)6 ;所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)位于機(jī)架的中心 位置，所述的纖維浸膠機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和固化機(jī)構(gòu)沿纖維束輸送方向依次固定在機(jī)架上。在 鋪放時(shí)，夾持機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和固化機(jī)構(gòu)沿著纖維束鋪放方向依次位于已鋪放纖維束表面 上方；旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)將經(jīng)過(guò)纖維浸膠機(jī)構(gòu)浸潤(rùn)有樹脂的濕纖維束鋪放至芯模表面，在夾持 機(jī)構(gòu)，剪切機(jī)構(gòu)，及固化機(jī)構(gòu)的配合下完成對(duì)預(yù)浸潤(rùn)纖維束的夾持、剪斷、重送、固化。所述 的機(jī)架1包括連接法蘭l-l，安裝支撐機(jī)構(gòu)l-2，端蓋l-3，法蘭一端連接安裝支撐機(jī)構(gòu)，一 端連接纖維鋪放機(jī)體。 所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2包括電機(jī)2-l，帶傳動(dòng)裝置2-2，電磁離合器2-3，分度裝 置2-4，同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-5，旋轉(zhuǎn)支架2-6，壓輥機(jī)構(gòu)2-7，牽引通道2_8 ;電機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)裝置、 離合器、分度裝置、同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)心軸連接，驅(qū)動(dòng)安裝在旋轉(zhuǎn)心軸上的旋轉(zhuǎn)支架旋 轉(zhuǎn)；電機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)裝置、同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和壓輥機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動(dòng)安裝在旋轉(zhuǎn)支架端部的壓輥機(jī) 構(gòu)旋轉(zhuǎn)。 所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2中的分度裝置2-4的等分?jǐn)?shù)大于等于三。
所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2中的同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-5包括外軸承2-5-1，旋轉(zhuǎn)套筒 2-5-2，內(nèi)軸承2-5-3，旋轉(zhuǎn)心軸2-5-4 ;外軸承安裝在機(jī)架1上，旋轉(zhuǎn)套筒同外軸承的內(nèi)圈和 內(nèi)軸承的外圈連接，旋轉(zhuǎn)心軸同內(nèi)軸承的內(nèi)圈連接。 所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2中的旋轉(zhuǎn)支架2-6由旋轉(zhuǎn)臂2-6-1和安裝孔2_6_2組成， 旋轉(zhuǎn)臂沿安裝孔圓周方向均布設(shè)置；所述旋轉(zhuǎn)臂數(shù)量大于等于三，同分度裝置2-4的等分 數(shù)相同。 所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2中的壓輥機(jī)構(gòu)2-7包括壓輥體2-7-1 ，柔性層2_7_2，和樹 脂清理層2-7-3，壓輥體安裝在旋轉(zhuǎn)支架的旋轉(zhuǎn)臂端部，由電機(jī)2-1帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，柔性層包裹 在壓輥體外圓柱面上，樹脂清理層包裹在部分柔性層外圓柱面上。 所述旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2與機(jī)架1底部之間設(shè)置有牽引通道2-8 ;所述牽引通道由安 裝在相鄰旋轉(zhuǎn)臂之間的轉(zhuǎn)動(dòng)輥2-8-1和相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)輥設(shè)置的固定在機(jī)架上的固定輥2-8-2 之間的縫隙構(gòu)成。 所述的夾持機(jī)構(gòu)4包括靜電磁螺線管4-l、永磁片4-2和動(dòng)電磁螺線管4-3 ;所述 靜電磁螺線管安裝在機(jī)架1上，動(dòng)電磁螺線管安裝在旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2中的旋轉(zhuǎn)臂上，永磁片 4-2在靜電磁螺線管和動(dòng)電磁螺線管之間。 所述的夾持機(jī)構(gòu)4包括紫外燈光源4-4和伸縮底板4-5 ;所述紫外燈光源安裝在 機(jī)架1上，伸縮底板安裝在旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2中的旋轉(zhuǎn)臂上。 所述的夾持機(jī)構(gòu))包括伸縮爪機(jī)構(gòu)4-6，所述伸縮爪機(jī)構(gòu)4-6安裝在旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu) 2中的旋轉(zhuǎn)臂上。
5
所述的剪切機(jī)構(gòu)5由切刀5-1和砧板5-2組成；切刀安裝在機(jī)架1上，砧板安裝在 旋轉(zhuǎn)支架端部并與壓輥相鄰設(shè)置，同時(shí)隨旋轉(zhuǎn)支架一起旋轉(zhuǎn)。 所述的固化機(jī)構(gòu)6安裝在機(jī)架1上，位于旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2的一側(cè)；所述的固化機(jī)構(gòu) 采用紫外光固化裝置或者電子束固化裝置對(duì)復(fù)合材料構(gòu)件進(jìn)行固化。 該裝置的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)將經(jīng)過(guò)纖維浸膠機(jī)構(gòu)的預(yù)浸潤(rùn)濕纖維束鋪放至芯模表面， 在夾持機(jī)構(gòu)，剪切機(jī)構(gòu)，固化機(jī)構(gòu)的配合下完成對(duì)預(yù)浸潤(rùn)纖維束的夾持、剪斷、重送、固化等 功能。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明帶來(lái)的有益技術(shù)效果是 —、采用濕法工藝方法，簡(jiǎn)化了預(yù)浸帶制作工藝，縮短了產(chǎn)品制造周期，降低了成 本。 二、復(fù)合材料構(gòu)件制造用濕纖維束即作即用，簡(jiǎn)化了預(yù)浸帶的制造環(huán)節(jié)，避免了由 于預(yù)浸帶的失效導(dǎo)致的浪費(fèi)現(xiàn)象和質(zhì)量問(wèn)題，也避免了專門制作預(yù)浸帶時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污 染。 三、將濕法工藝和纖維鋪放成型技術(shù)結(jié)合起來(lái)，擴(kuò)大濕法工藝的應(yīng)用范圍，提高濕 法工藝的自動(dòng)化程度，降低了纖維鋪放技術(shù)的成本。 四、纖維束在鋪放過(guò)程中纖維絲的自由度大，能夠?qū)崿F(xiàn)纖維束任意定向技術(shù)。
五、所用的各種裝置都是較成熟的實(shí)用技術(shù)裝置，使本發(fā)明較容易實(shí)現(xiàn)，且成本合 理，可以廣泛應(yīng)用于需要復(fù)合材料構(gòu)件制造的行業(yè)。


圖1是旋轉(zhuǎn)式濕法鋪放頭結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是纖維束在輸送過(guò)程中的截面變化示意圖；其中2-A是纖維束未被鋪放的狀
態(tài)；2-B是纖維束被鋪放后的狀態(tài)。 圖3是壓輥機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)示意圖。 圖4是鋪放頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。 圖5是同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。 圖6是分度裝置所采用的槽輪機(jī)構(gòu)示意圖，是圖4的左視圖。 圖7是帶傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。 圖8是采用電磁力夾持纖維束機(jī)構(gòu)示意圖。 圖9是采用粘接力夾持纖維束機(jī)構(gòu)示意圖。 圖10是采用機(jī)械摩擦力夾持纖維束機(jī)構(gòu)示意圖。 圖11是伸縮爪松開纖維束過(guò)程示意圖。 圖12是伸縮爪夾持纖維束過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一 結(jié)合圖1，圖2，圖8來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的鋪放頭 裝置包括機(jī)架l，旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2，纖維浸膠機(jī)構(gòu)3，夾持機(jī)構(gòu)4，剪切機(jī)構(gòu)5，固化機(jī)構(gòu)6。 該鋪放頭裝置連接在纖維鋪放機(jī)8上，纖維束9穿過(guò)纖維浸膠機(jī)構(gòu)，纖維束輸送之前，由夾 持機(jī)構(gòu)夾持在A點(diǎn)，開始輸送時(shí)，在旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)至B點(diǎn)，然后夾持機(jī)構(gòu)松開，通過(guò)壓輥將纖維束壓緊至芯模7表面，之后，固化機(jī)構(gòu)對(duì)已經(jīng)鋪放在芯模表面的纖維束 進(jìn)行固化；當(dāng)需要剪斷時(shí)，夾持機(jī)構(gòu)首先在A點(diǎn)夾緊纖維束，然后剪切機(jī)構(gòu)將纖維束剪斷， 準(zhǔn)備進(jìn)行下一次輸送，如此反復(fù)，完成纖維束重送，夾持，剪切，壓緊，固化功能，完成復(fù)合材 料構(gòu)件的鋪放加工。剪切機(jī)構(gòu)中的切刀5-1采用合金刀片，砧板5-2采用聚四氟乙烯材料， 防止纖維束剪斷后和砧板粘連，也可以減輕刀片磨損。固化機(jī)構(gòu)參考專利《一種原位固化纖 維鋪放紫外LED燈光強(qiáng)均勻性調(diào)節(jié)裝置》，固化光源采用UV-LED光源，或者固化裝置采用電 子束固化，將電子槍安裝固定在機(jī)架上，隨鋪放頭一起運(yùn)動(dòng)。在A點(diǎn)，纖維束截面形狀近似 圓形(如圖2所示)或者矩形，并列排布在壓輥表面，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至B點(diǎn)，纖維束經(jīng)過(guò)壓輥壓緊 后，纖維束截面形狀近似為矩形，并列排布，從而形成一條纖維帶。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖l，圖3來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的牽引通道2-8 由轉(zhuǎn)動(dòng)輥2-8-1和固定輥2-8-2組成，轉(zhuǎn)動(dòng)輥安裝在旋轉(zhuǎn)支架上，隨旋轉(zhuǎn)支架一起旋轉(zhuǎn)，固 定輥安裝在機(jī)架1上。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)輥和固定輥形成一個(gè)纖維束輸送通道，對(duì)纖維束進(jìn) 行引導(dǎo)，使纖維束在輸送過(guò)程中平穩(wěn)過(guò)渡，不會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1，圖3，圖4來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的壓輥機(jī) 構(gòu)2-7由壓輥體2-7-l，柔性層2-7-2，和樹脂清理層2_8_3組成。壓輥體安裝在旋轉(zhuǎn)支架 2-6中的旋轉(zhuǎn)支架2-6-2上，由電機(jī)2-1帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)；柔性層包裹在壓輥體外圓柱面上；樹脂 清理層包裹在柔性層外圓柱面上。柔性包裹層采用硅橡膠材料，具有彈性好，耐腐蝕，防粘 等特點(diǎn)。壓輥壓緊時(shí)通過(guò)硅橡膠層的變形來(lái)確保壓輥的可靠壓緊。樹脂清理層采用化工海 綿材料，海綿層覆蓋壓輥的部分表面，用于吸收壓輥表面殘留的多余樹脂，保持壓輥表面整 潔。海綿層中可充入丙酮，以增強(qiáng)對(duì)壓輥表面的清洗效果，同時(shí)，海綿層要定期更換，以保證 樹脂清理的效果。壓輥體采用鋁合金制造，具有質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1，圖4，圖5，圖6，圖7來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式 是旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2的一部分，包括電機(jī)2-1，帶傳動(dòng)裝置2-2，電磁離合器2-3，分度裝置 2-4，同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-5，旋轉(zhuǎn)支架2-6。電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)，并采用平帶傳動(dòng)裝置，如圖7中 2-2-1所示。離合器采用小型電磁離合器，具有結(jié)構(gòu)緊湊，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。分度裝置采 用槽輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)進(jìn)行重送時(shí)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電磁離合器吸合，經(jīng)平帶傳動(dòng)裝置、槽輪分度裝置、 同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架間斷旋轉(zhuǎn)。電機(jī)一直旋轉(zhuǎn)，通過(guò)控制電磁離合器的通斷時(shí)間來(lái) 控制旋轉(zhuǎn)支架的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)支架處于輸送位置時(shí)(圖1中壓輥和芯模接觸的位置)，槽輪 機(jī)構(gòu)的鎖止弧可以防止旋轉(zhuǎn)支架在固定位置的擺動(dòng)。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖1，圖4，圖6，圖7來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式是旋 轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)2的一部分，包括電機(jī)2-1 ，帶傳動(dòng)裝置2-2，同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-5，壓輥機(jī)構(gòu)2-7。 采用具體實(shí)施方式
四所述的電機(jī)，經(jīng)平帶傳動(dòng)裝置2-2-4、同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2-5、帶動(dòng)三個(gè)壓 輥旋轉(zhuǎn)，其中2-2-3是帶傳動(dòng)張緊輪。當(dāng)壓輥旋轉(zhuǎn)時(shí)，依靠壓輥和芯模間的摩擦力F帶動(dòng)纖 維束向前傳送(如圖6所示)。同時(shí)，壓輥機(jī)構(gòu)與固化機(jī)構(gòu)之間存在一定的距離，這樣一方 面可以防止紫外光或者電子束能量輻射到壓輥表面，使壓輥表面的殘留樹脂固化和加速壓 輥的老化；另一方面，通過(guò)這段距離可以釋放壓輥對(duì)纖維束進(jìn)行擠壓時(shí)所產(chǎn)生的應(yīng)力，提高 復(fù)合材料構(gòu)件成型精度和復(fù)合材料構(gòu)件質(zhì)量。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖1，圖4，圖6來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式是機(jī)架1， 包括連接法蘭l-l，安裝支撐機(jī)構(gòu)l-2，端蓋1-3。法蘭采用標(biāo)準(zhǔn)法蘭IS0-82，安裝支撐機(jī)構(gòu)采用鋁合金制造，用于支撐旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)和其他部件。端蓋采用螺釘1-4固定在安裝支撐 機(jī)構(gòu)端面，便于拆卸。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖1來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式是纖維浸膠機(jī)構(gòu)3。纖 維浸膠機(jī)構(gòu)安裝在鋪放頭上，當(dāng)纖維束通過(guò)纖維浸膠機(jī)構(gòu)后，會(huì)浸潤(rùn)有一定含量的樹脂。纖 維浸膠機(jī)構(gòu)通過(guò)加熱、加壓等方式保證纖維束可靠地浸潤(rùn)上定量的樹脂。
具體實(shí)施方式
八結(jié)合圖1，圖4，圖5來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式是同心旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)2-5，該機(jī)構(gòu)包括外軸承2-5-1，旋轉(zhuǎn)套筒2-5-2，內(nèi)軸承2_5_3，旋轉(zhuǎn)心軸2_5_4。外 軸承安裝在機(jī)架1上，旋轉(zhuǎn)套筒同外軸承的內(nèi)圈和內(nèi)軸承的外圈連接，旋轉(zhuǎn)心軸同內(nèi)軸承 的內(nèi)圈連接。同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過(guò)內(nèi)、外軸承與旋轉(zhuǎn)套筒、旋轉(zhuǎn)心軸的機(jī)械配合，可以協(xié)調(diào)壓 輥和旋轉(zhuǎn)支架之間的相互運(yùn)動(dòng)。外軸承外圈同機(jī)架、旋轉(zhuǎn)套筒同外軸承的內(nèi)圈的機(jī)械配合 采用過(guò)盈配合，使旋轉(zhuǎn)套筒主要由外軸承來(lái)支撐；而內(nèi)軸承外圈同旋轉(zhuǎn)套筒、內(nèi)軸承內(nèi)圈同 旋轉(zhuǎn)心軸的機(jī)械配合均采用間隙配合，盡量減小旋轉(zhuǎn)套筒旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)旋轉(zhuǎn)心軸的影響。
具體實(shí)施方式
九結(jié)合圖1，圖8來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式采用電磁力夾持 纖維束。當(dāng)需要夾持纖維束時(shí)，改變靜電磁螺線管4-1磁極，使其和永磁片4-2產(chǎn)生排斥 力，同時(shí)改變動(dòng)電磁螺線管4-3的磁極，使其和永磁片產(chǎn)生吸引力，從而將纖維束夾持在永 磁片和動(dòng)電磁螺線管之間。當(dāng)需要松開纖維束時(shí)，動(dòng)電磁螺線管通過(guò)再次改變磁極，使其和 永磁片之間產(chǎn)生排斥力，從而松開對(duì)纖維束的夾持。
具體實(shí)施方式
十結(jié)合圖1，圖9來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式采用粘結(jié)力夾持 纖維束。當(dāng)需要夾持纖維束時(shí)，紫外燈光源4-4對(duì)排布在伸縮底板4-5上的纖維束進(jìn)行照 射，使纖維束粘結(jié)在伸縮底板上。當(dāng)需要松開纖維束時(shí)，伸縮底板抽回，使粘結(jié)在底板上的 纖維束脫落，從而松開對(duì)纖維束的夾持。紫外燈光源采用UV-LED光源。
具體實(shí)施方式
i^一 結(jié)合圖1，圖10，圖11，圖12來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式 采用機(jī)械摩擦力夾持纖維束。當(dāng)需要夾持纖維束時(shí)，伸縮爪機(jī)構(gòu)4-6縮回，伸縮爪將纖維束 抱住，依靠摩擦力將纖維束夾持在旋轉(zhuǎn)臂上。當(dāng)需要松開纖維束時(shí)，伸縮爪伸出，放開對(duì)纖 維束的夾持。
具體實(shí)施方式
十二結(jié)合圖1，圖6，圖7來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式所采用的 槽輪機(jī)構(gòu)，具有分度功能，通過(guò)旋轉(zhuǎn)心軸2-5-4同旋轉(zhuǎn)支架2-6連接，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)支架間歇運(yùn) 動(dòng)。通過(guò)槽輪機(jī)構(gòu)的過(guò)渡，可以使由同一個(gè)電機(jī)2-1所驅(qū)動(dòng)的壓輥機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)方 向相反，以保證該鋪放頭裝置的正常工作。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下所做出若干簡(jiǎn)單的推演或替換都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的
權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放方法，其特征在于首先，設(shè)置好旋轉(zhuǎn)式鋪放裝置，所述的鋪放裝置包括機(jī)架(1)、旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)(2)、纖維浸膠機(jī)構(gòu)(3)、夾持機(jī)構(gòu)(4)、剪切機(jī)構(gòu)(5)和固化機(jī)構(gòu)(6)；所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)位于機(jī)架的中心位置，所述的纖維浸膠機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和固化機(jī)構(gòu)沿纖維束輸送方向依次設(shè)置在機(jī)架上；然后，旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)將經(jīng)過(guò)纖維浸膠機(jī)構(gòu)浸潤(rùn)有樹脂的濕纖維束鋪放至芯模表面，在夾持機(jī)構(gòu)，剪切機(jī)構(gòu)，固化機(jī)構(gòu)的配合下對(duì)濕纖維束進(jìn)行夾持、剪斷、重送、固化。
2. —種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，其特征在于，該裝置包括機(jī)架(D、旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)(2)、纖維浸膠機(jī)構(gòu)(3)、夾持機(jī)構(gòu)(4)、剪切機(jī)構(gòu)(5)、固化機(jī)構(gòu)(6);所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)位于機(jī)架的中心位置，所述的纖維浸膠機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和固化機(jī)構(gòu)沿纖維束輸送方向依次設(shè)置在機(jī)架上。在鋪放時(shí)，夾持機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和固化機(jī)構(gòu)沿著纖維束鋪放方向依次位于已鋪放纖維束表面上方；旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)將經(jīng)過(guò)纖維浸膠機(jī)構(gòu)浸潤(rùn)有樹脂的濕纖維束鋪放至芯模表面，在夾持機(jī)構(gòu)，剪切機(jī)構(gòu)，固化機(jī)構(gòu)的配合下完成對(duì)濕纖維束的夾持、剪斷、重送、固化。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，其特征在于，所述的旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)(2)包括電機(jī)(2-l)，帶傳動(dòng)裝置(2-2)，電磁離合器(2-3)，分度裝置(2-4)，同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(2-5)，旋轉(zhuǎn)支架(2-6)，壓輥機(jī)構(gòu)(2-7)，牽引通道(2-8);電機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)裝置、離合器、分度裝置、同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)心軸連接，驅(qū)動(dòng)安裝在旋轉(zhuǎn)心軸上的旋轉(zhuǎn)支架旋轉(zhuǎn)；電機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)裝置、同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和壓輥機(jī)構(gòu)連接，驅(qū)動(dòng)安裝在旋轉(zhuǎn)支架端部的壓輥機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，其特征在于，所述同心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(2-5)包括外軸承(2-5-1)，旋轉(zhuǎn)套筒(2-5-2)，內(nèi)軸承(2-5-3)，旋轉(zhuǎn)心軸(2-5-4);外軸承安裝在機(jī)架(1)上，旋轉(zhuǎn)套筒同外軸承的內(nèi)圈和內(nèi)軸承的外圈連接，旋轉(zhuǎn)心軸同內(nèi)軸承的內(nèi)圈連接；所述旋轉(zhuǎn)支架(2-6)由旋轉(zhuǎn)臂(2-6-1)和安裝孔(2-6-2)組成，旋轉(zhuǎn)臂沿安裝孔圓周方向均布設(shè)置；所述旋轉(zhuǎn)臂數(shù)量大于等于三，同分度裝置(2-4)的等分?jǐn)?shù)相同；所述壓輥機(jī)構(gòu)(2-7)包括壓輥體(2-7-l)，柔性層(2-7-2)，和樹脂清理層(2-7-3)，壓輥體安裝在旋轉(zhuǎn)支架的旋轉(zhuǎn)臂端部，由電機(jī)(2-1)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，柔性層包裹在壓輥體外圓柱面上，樹脂清理層包裹在部分柔性層外圓柱面上。
5. 如權(quán)利要求3所述一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)(2)與機(jī)架(1)底部之間設(shè)置有牽引通道(2-8);所述牽引通道由安裝在相鄰旋轉(zhuǎn)臂之間的轉(zhuǎn)動(dòng)輥(2-8-1)和相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)輥設(shè)置的固定在機(jī)架上的固定輥(2-8-2)之間的縫隙構(gòu)成。
6. 如權(quán)利要求3所述一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，其特征在于所述的夾持機(jī)構(gòu)(4)包括靜電磁螺線管(4-l)、永磁片(4-2)和動(dòng)電磁螺線管(4-3);所述靜電磁螺線管安裝在機(jī)架(1)上，動(dòng)電磁螺線管安裝在旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)(2)中的旋轉(zhuǎn)臂上，永磁片(4-2)在靜電磁螺線管和動(dòng)電磁螺線管之間。
7. 如權(quán)利要求2所述一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，其特征在于所述的夾持機(jī)構(gòu)(4)包括伸縮爪機(jī)構(gòu)(4-6)，所述伸縮爪機(jī)構(gòu)(4-6)安裝在旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)(2)(中)的旋轉(zhuǎn)臂上。
8. 如權(quán)利要求2所述的一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，其特征在于，所述的剪切機(jī)構(gòu)(5)由切刀(5-1)和砧板(5-2)組成；切刀安裝在機(jī)架(1)上，砧板安裝在旋轉(zhuǎn)支架端部，并與壓輥相鄰設(shè)置，同時(shí)隨旋轉(zhuǎn)支架一起旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求2所述的一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放頭裝置，其特征在于，所述的固化機(jī)構(gòu)(6)安裝在機(jī)架(1)上，位于旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)(2)的一側(cè)；所述的固化機(jī)構(gòu)(6)采用紫外光固化裝置或者電子束固化裝置對(duì)復(fù)合材料構(gòu)件進(jìn)行固化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)式濕法原位固化纖維鋪放方法及裝置。該方法應(yīng)用于樹脂基復(fù)合材料構(gòu)件制造領(lǐng)域，是通過(guò)旋轉(zhuǎn)式鋪放裝置將浸潤(rùn)有樹脂的濕纖維束直接鋪放在芯模表面，經(jīng)過(guò)壓緊、固化以形成復(fù)合材料構(gòu)件。實(shí)現(xiàn)該方法的鋪放裝置包括機(jī)架(1)，旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)(2)，纖維浸膠機(jī)構(gòu)(3)，夾持機(jī)構(gòu)(4)，剪切機(jī)構(gòu)(5)，固化機(jī)構(gòu)(6)。機(jī)架是鋪放裝置的基礎(chǔ)構(gòu)件。纖維浸膠機(jī)構(gòu)將干纖維束浸潤(rùn)上一定含量的樹脂，旋轉(zhuǎn)鋪放機(jī)構(gòu)在剪切機(jī)構(gòu)及夾持機(jī)構(gòu)的配合下將浸潤(rùn)有樹脂的濕纖維束鋪放在芯模表面，固化機(jī)構(gòu)對(duì)鋪放在芯模表面的濕纖維束進(jìn)行固化。該方法及裝置提高了濕法鋪放工藝的自動(dòng)化程度，取消了預(yù)浸帶制作流程，具有高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B29C70/54GK101786327SQ20091025456
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者劉德寧, 劉芬芬, 盧秉恒, 張小輝, 李滌塵, 段玉崗 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)