本發(fā)明涉及碳纖維產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備，尤其涉及一種直角針刺機(jī)構(gòu)及針刺設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、碳/碳（c/c）復(fù)合材料是碳纖維及其織物增強(qiáng)的碳基體復(fù)合材料，具有高強(qiáng)度、高模量、高斷裂韌性、高導(dǎo)熱、隔熱優(yōu)異和低密度等優(yōu)異特性，在機(jī)械、電子、化工、冶金和核能等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，并且在航天、航空和國(guó)防領(lǐng)域中的關(guān)鍵部件上大量應(yīng)用。其中，預(yù)制體的成型是制備碳/碳復(fù)合材料的前提。

2、針刺法是預(yù)制體成型過(guò)程中常用的工藝。針刺技術(shù)可以將無(wú)緯布、網(wǎng)胎等纖維復(fù)合料鋪層中的面內(nèi)纖維引入到厚度方向，形成一種獨(dú)特的三維網(wǎng)狀預(yù)制體。針刺預(yù)制體克服了二維纖維結(jié)構(gòu)層間性能弱的缺點(diǎn)，具有更高的損傷容限。另外，針刺能夠制備各種大尺寸、復(fù)雜形狀的預(yù)制體，目前已經(jīng)在碳纖維預(yù)制體成型工藝中占據(jù)重要地位。

3、現(xiàn)有技術(shù)中預(yù)制體的形狀主要集中在圓形、坩堝狀、桶型、環(huán)形、錐形結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)，如cn115125670a公開(kāi)了一種碳碳復(fù)合材料預(yù)制體自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)用于中間為圓形、兩端為坩堝狀的預(yù)制體的生產(chǎn)；cn109898238a公開(kāi)一種多頭高效回轉(zhuǎn)預(yù)制體針刺成形裝備，用于錐形結(jié)構(gòu)的預(yù)制體的成型；cn118360730a公開(kāi)一種碳纖維坩堝預(yù)制體針刺機(jī)，屬于對(duì)坩堝預(yù)制體加工設(shè)備的改進(jìn)。上述現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)制體在外形上都是圓面或圓弧面，加工相對(duì)容易。

4、然而，隨著行業(yè)需求的不斷升級(jí)，對(duì)一些非常規(guī)形狀的碳/碳（c/c）復(fù)合材料產(chǎn)品提出了要求，如碳/碳匣缽。碳/碳匣缽形狀為立方體狀，一面開(kāi)口，是用碳/碳復(fù)合材料加工制作成的一種高溫容器，常用作鋰電池負(fù)極材料、磷酸鐵鋰正極材料的燒結(jié)容器，以及高溫粉末冶金燒結(jié)舟皿等，具備重量輕、強(qiáng)度高、抗熱震性好、純度高、耐磨損性強(qiáng)等性能。目前大部分生產(chǎn)者制作碳/碳匣缽采用的方法是用碳/碳板材拼接而成，使用過(guò)程中存在漏粉、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、使命壽命短等缺點(diǎn)。如cn116947520a公開(kāi)了一種碳碳匣缽預(yù)制體的制備方法，采用拼接的方式，其技術(shù)方案是將第一開(kāi)口箱體平鋪復(fù)合片、第二開(kāi)口箱體平鋪復(fù)合片和第三開(kāi)口箱體平鋪復(fù)合片按任意順序疊層鋪放在長(zhǎng)方體模具表面合圍形成一開(kāi)口箱體，脫模，加熱硬化，得到碳碳匣缽預(yù)制體。

5、因此，制備整體的碳/碳匣缽預(yù)制體具有很大的必要性。由于制作碳/碳匣缽的方形結(jié)構(gòu)預(yù)制體較為少見(jiàn)，現(xiàn)階段整體方形預(yù)制體的制備主要是采用人工針刺的方式，效率低且難以規(guī)范化作業(yè)，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。現(xiàn)有的針刺設(shè)備更多的適用于圓角等預(yù)制體的針刺作業(yè)，對(duì)于具有非圓角預(yù)制體的制備不適用。

6、因此，如何高效高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化地進(jìn)行方形等有角度的預(yù)制體的針刺制備成為亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種直角針刺機(jī)構(gòu)及針刺設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法對(duì)方形等有角度的預(yù)制體進(jìn)行有效針刺的困難。

2、本發(fā)明提供的一種直角針刺機(jī)構(gòu)，所述直角針刺機(jī)構(gòu)固定在針刺設(shè)備的主機(jī)架上對(duì)預(yù)制體的直角部位進(jìn)行針刺，包括第一直角針刺組件和第二針刺組件、帶動(dòng)所述第一直角針刺組件和所述第二針刺組件靠近或遠(yuǎn)離預(yù)制體的位置調(diào)整組件以及改變所述第一直角針刺組件和所述第二針刺組件針刺角度的角度調(diào)節(jié)組件，所述角度調(diào)節(jié)組件以及所述第一直角針刺組件和所述第二針刺組件位于所述調(diào)整組件上，所述第一直角針刺組件包括第一直角針板，所述第二直角針刺組件包括第二直角針板，所述第一直角針板和所述第二直角針板分別對(duì)預(yù)制體直角部位的一側(cè)進(jìn)行針刺。

3、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主機(jī)架包括第一門型架和第二門型架，所述第一門型架和所述第二門型架相對(duì)設(shè)置，所述位置調(diào)整組件包括位于第一門型架和第二門型架之間的兩個(gè)直角滑板、固定連接兩個(gè)所述直角滑板的連接板以及固定在第一門型架和/或第二門型架的外側(cè)面上的直角調(diào)節(jié)氣缸，所述直角調(diào)節(jié)氣缸與所述連接板連接以帶動(dòng)所述直角滑板沿設(shè)置在第一門型架和第二門型架的內(nèi)側(cè)面上的直角滑軌移動(dòng)。

4、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述角度調(diào)節(jié)組件包括驅(qū)動(dòng)部件和調(diào)整部件，所述第一直角針刺組件還包括第一直角氣缸和分別與第一直角氣缸和第一直角針板連接的第一直角推桿，所述第二直角針刺組件還包括第二直角氣缸和分別與第二直角氣缸和第一直角針板連接的第一直角推桿，所述第一直角氣缸和所述第二直角氣缸分別與調(diào)整部件連接，所述驅(qū)動(dòng)部件帶動(dòng)調(diào)整部件對(duì)所述第一直角氣缸和第二直角氣缸之間的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

5、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述驅(qū)動(dòng)部件包括固定在所述連接板頂面的第一雙向驅(qū)動(dòng)缸和固定在所述連接板底面的第二雙向驅(qū)動(dòng)缸，所述第一雙向驅(qū)動(dòng)缸的兩端分別連接第一驅(qū)動(dòng)桿，所述第二雙向驅(qū)動(dòng)缸的兩端分別連接第二驅(qū)動(dòng)桿，所述第一驅(qū)動(dòng)桿遠(yuǎn)離第一雙向驅(qū)動(dòng)缸的一端與所述調(diào)整部件連接，所述第二驅(qū)動(dòng)桿遠(yuǎn)離所述第二雙向驅(qū)動(dòng)缸的一端與所述調(diào)整部件連接，所述第一雙向驅(qū)動(dòng)缸和所述第二雙向驅(qū)動(dòng)缸協(xié)同驅(qū)動(dòng)所述調(diào)整部件對(duì)所述第一直角氣缸和第二直角氣缸之間的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述調(diào)整部件包括與所述第一驅(qū)動(dòng)桿連接的移動(dòng)桿、與所述第二驅(qū)動(dòng)桿連接的且開(kāi)口背離所述第一驅(qū)動(dòng)桿的第二u型板件、位于所述移動(dòng)桿和所述第二u型板件之間且開(kāi)口朝向所述第二u型板件的第一u型板件、以及位于所述第二u型板件內(nèi)的兩個(gè)活動(dòng)板，所述第一u型板件與所述第二u型板件固定連接，所述活動(dòng)板與所述第二u型板件轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第一直角氣缸和所述第二直角氣缸分別位于兩個(gè)所述活動(dòng)板之間并與所述活動(dòng)板固定連接，所述移動(dòng)桿的底端固定連接有與所述第一驅(qū)動(dòng)桿平行并穿過(guò)所述第一u型板件的底板的第一拉桿，所述第一拉桿遠(yuǎn)離所述移動(dòng)桿的一端鉸接有第二拉桿，所述第二拉桿遠(yuǎn)離所述第一拉桿的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接有長(zhǎng)度方向兩端分別與兩個(gè)所述活動(dòng)板固定連接的推動(dòng)桿；所述第二u型板件在所述直角滑板上沿平行于所述第一驅(qū)動(dòng)桿的方向滑動(dòng)。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二u型板件的側(cè)板外表面開(kāi)設(shè)有與所述第一驅(qū)動(dòng)桿平行的滑動(dòng)卡槽，所述直角滑板的內(nèi)表面上設(shè)置有與所述滑動(dòng)卡槽匹配的支撐軌條。

8、本發(fā)明同的一種針刺設(shè)備，包括底座和固定在底座上的主機(jī)架，所述主機(jī)架上設(shè)置有對(duì)預(yù)制體的上表面進(jìn)行針刺的針刺機(jī)構(gòu)、對(duì)預(yù)制體的側(cè)面進(jìn)行針刺的側(cè)針刺機(jī)構(gòu)以及上述對(duì)預(yù)制體的直角部位進(jìn)行針刺的直角針刺機(jī)構(gòu)。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述側(cè)針刺機(jī)構(gòu)在主機(jī)架上對(duì)稱設(shè)置，所述直角針刺機(jī)構(gòu)在主機(jī)架上對(duì)稱設(shè)置。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述側(cè)針刺機(jī)構(gòu)包括水平設(shè)置的至少一個(gè)側(cè)向氣缸、至少一個(gè)側(cè)向推桿和側(cè)針板，所述側(cè)向氣缸固定在側(cè)滑板上，所述側(cè)滑板在固定在主機(jī)架上的水平設(shè)置的側(cè)向調(diào)節(jié)氣缸的作用下靠近或遠(yuǎn)離針刺模具。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述針刺設(shè)備還包括支撐并帶動(dòng)針刺模具活動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)，所述移動(dòng)平臺(tái)包括平臺(tái)本體，所述平臺(tái)的底面開(kāi)設(shè)有導(dǎo)槽，所述導(dǎo)槽與設(shè)置在所述底座上的移動(dòng)導(dǎo)軌配合以使所述平臺(tái)本體能夠沿所述移動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)從而調(diào)整預(yù)制體的針刺位置。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述移動(dòng)平臺(tái)包括調(diào)整所述針刺模具在空間中位置的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

14、1.?本發(fā)明提供一種直角針刺機(jī)構(gòu)及針刺設(shè)備，通過(guò)設(shè)置包括第一直角針刺組件和第二針刺組件、帶動(dòng)所述第一直角針刺組件和所述第二針刺組件靠近或遠(yuǎn)離預(yù)制體的位置調(diào)整組件以及改變所述第一直角針刺組件和所述第二針刺組件針刺角度的角度調(diào)節(jié)組件的直角針刺機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)方形預(yù)制體的直角部位的有效針刺，填補(bǔ)了高效制作方形預(yù)制體的設(shè)備空白，革新了現(xiàn)有方形預(yù)制體的制作方法。

15、2.?部分現(xiàn)有設(shè)備雖然有r角機(jī)構(gòu)，但在作業(yè)時(shí)r角機(jī)構(gòu)由于只能進(jìn)行單方向針刺，會(huì)導(dǎo)致直角部分無(wú)支撐導(dǎo)致坍塌，但本發(fā)明提供的直角針刺機(jī)構(gòu)及針刺設(shè)備通過(guò)第一和第二直角針刺組件可同時(shí)針刺直角的兩邊且在針刺時(shí)可形成對(duì)預(yù)制體邊角的相互支撐，有效避免了單獨(dú)對(duì)直角部位針刺時(shí)出現(xiàn)一側(cè)坍塌的情況，從而保證直角位置的形狀規(guī)則、密度均勻和強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。

16、3.?本發(fā)明提供的一種直角針刺機(jī)構(gòu)及針刺設(shè)備，通過(guò)設(shè)置多體系多維度針板，解決了現(xiàn)有設(shè)備面臨的有效工作針板數(shù)量少導(dǎo)致的預(yù)制體加工效率低的困難，降低了時(shí)間成本，與裝配了單一針板的現(xiàn)有設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)每次加工產(chǎn)品的一個(gè)表面相比，使用本設(shè)備可同時(shí)加工產(chǎn)品的三個(gè)表面（頂面和兩個(gè)側(cè)面）及直角部位，節(jié)約加工時(shí)間超70%。

17、4.?本發(fā)明提供的一種直角針刺機(jī)構(gòu)及針刺設(shè)備，通過(guò)設(shè)置可橫向調(diào)節(jié)位置的側(cè)針板以及可升降的移動(dòng)平臺(tái)，不僅可以適應(yīng)對(duì)不同規(guī)格或尺寸的方形預(yù)制體的針刺，對(duì)于其他形狀的預(yù)制體，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整以適用，大大提高了設(shè)備的實(shí)用性和利用率，減少了基礎(chǔ)設(shè)備的資金投入。

18、5.?本發(fā)明提供的設(shè)備自動(dòng)化程度高，不僅可以流水作業(yè)提升生產(chǎn)效率，降低人工成本，還可以對(duì)加工量進(jìn)行控制和設(shè)計(jì)，可以保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，避免了人工針刺不規(guī)范作業(yè)導(dǎo)致的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)問(wèn)題。