本發(fā)明涉及一種纏繞成型裝置及方法，尤其是一種復(fù)合材料管用的立體纏繞成型裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、復(fù)合材料管的立體纏繞成型技術(shù)是將經(jīng)過樹脂膠液浸漬的連續(xù)纖維或布帶按一定規(guī)律纏繞到芯模上，然后固化、脫模成為復(fù)合材料制品的工藝，此技術(shù)可用于制造圓柱體、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形碳纖維制品，如專利一種耐高溫纖維纏繞復(fù)合材料殼體的制造方法(公告號為cn104354436b)，便是現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于此技術(shù)的一種制造方法，但是此技術(shù)中在脫模時(shí)，采用的依然是：溶解芯模，取出芯軸，并清除芯模中間筒段周圍包裹的薄膜，來獲得復(fù)合材料殼體的方法，每次溶解芯模均較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且也增加了制作成本；

2、為了解決上述技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)中也有關(guān)于此的解決方案，如專利一種纖維圓管纏繞裝置及其使用方法(公告號為cn116373339a)所示，但是此方案中的芯模主體為鉸接支架頂壓管片的結(jié)構(gòu)方式，此類方式中，鉸接的支架對于管片的頂壓支撐為點(diǎn)接觸支撐，而纖維材料在圍繞芯模的立體纏繞中，對于管片的張緊壓力則為弧面整體的，故而，在纏繞時(shí)，若纏繞張力過大，則可能會發(fā)生管片在無承壓部分的局部變形，同時(shí)，在管片的循環(huán)使用中，片狀的結(jié)構(gòu)平面穩(wěn)定性也較差，管片上受到鉸接點(diǎn)部位的不斷的頂壓，也會導(dǎo)致管片的局部變形，而一旦管片發(fā)生變形，當(dāng)在纏繞時(shí)發(fā)生變形，則會影響纏繞時(shí)的張緊力，同時(shí)纏繞成型的結(jié)構(gòu)也會造成變形影響，導(dǎo)致成型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合材料管用的立體纏繞成型裝置及方法，其芯模不僅可以實(shí)現(xiàn)更快的脫模，且亦能夠循環(huán)使用，同時(shí)在立體纏繞時(shí)，由于支撐部位芯塊為實(shí)體的支撐部，在循環(huán)使用時(shí)也不易發(fā)生纏繞表面的壓力變形，且整體結(jié)構(gòu)可便捷拆卸，也便于后期的維護(hù)更換。

2、本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

3、一種復(fù)合材料管用的立體纏繞成型裝置及方法，包括至少六組呈環(huán)形分布的芯塊和兩組布置在芯塊兩端的錐面塊，所述芯塊背離軸芯的一側(cè)端面為圓弧面，其兩端為貼合斜面，且兩端的貼合斜面為由軸芯向外的擴(kuò)口形分布，所述錐面塊外設(shè)有與貼合斜面滑接配合的外錐面，所述貼合斜面上設(shè)有t型滑條，所述外錐面上開設(shè)有與各個芯塊的t型滑條一一對應(yīng)滑動連接的t型滑槽，當(dāng)兩組錐面塊同步相向或相背運(yùn)動時(shí)，則帶動芯塊同步背離軸芯沿徑向運(yùn)動或朝向軸芯沿徑向運(yùn)動，且各個芯塊背離軸芯沿徑向運(yùn)動至纏繞工作位時(shí)，其圓弧面則組合成為具有分?jǐn)嚅g隙的筒狀，用于作為纖維纏繞時(shí)的芯模，此時(shí)，所述筒狀的軸芯與各個芯塊的圓弧面軸芯共線，且所述錐面塊為完全包裹于芯塊之間做軸向運(yùn)動，所述圓弧面上涂抹有脫模劑以便于纏繞后的脫模，在纏繞作業(yè)時(shí)，兩組錐面塊為安裝定位在纏繞設(shè)備的芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端，以隨芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，纏繞設(shè)備為現(xiàn)有技術(shù)，在此則不做贅述；

4、在本發(fā)明裝置中，當(dāng)設(shè)置的芯塊的數(shù)量越多，即組成筒狀的每個芯塊周向分隔角度越小，當(dāng)芯塊背離軸芯沿徑向運(yùn)動至纏繞工作位時(shí)，相鄰兩組芯塊之間的分?jǐn)嚅g隙也越小，以此來使得成型管狀結(jié)構(gòu)的成型表面越圓滑，此即為至少六組芯塊組合的原因，以此來確保成型的管狀周向的圓滑度；

5、而當(dāng)脫模時(shí)，僅需要同時(shí)驅(qū)動兩組錐面塊相背運(yùn)動，進(jìn)而使得芯塊朝向軸芯沿徑向運(yùn)動，由于圓弧面上涂抹有脫模劑，芯塊則可便捷脫離纏繞呈筒狀且為固化后的復(fù)合材料管內(nèi)側(cè)；

6、在脫模時(shí)，兩組錐面塊必須同步相向運(yùn)動或相背運(yùn)動，才可驅(qū)動芯塊運(yùn)動，若不同步，則便難以變動位置，此結(jié)構(gòu)設(shè)置，也可確保芯塊定位至纏繞工作位后進(jìn)行纏繞作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性。

7、優(yōu)選的，為了便于操作兩組錐面塊的同步動作，則設(shè)定：所述錐面塊的中心螺紋連接有一組螺桿，兩組錐面塊分別為第一錐塊和第二錐塊，其所對應(yīng)的螺桿則為第一螺桿和第二螺桿，且第一螺桿和第二螺桿與兩組錐面塊之間螺紋連接的旋向相反，所述第一螺桿的中心導(dǎo)向穿過一組截面為矩形的第一導(dǎo)桿，所述第二螺桿的端部則設(shè)有與第一導(dǎo)桿的端部插接配合的第二導(dǎo)槽，當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)桿穿過第一螺桿插入第二導(dǎo)槽內(nèi)時(shí)，第一螺桿、第二螺桿則通過第一導(dǎo)桿組成一個同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的整體，即，僅旋轉(zhuǎn)第一螺桿和第二螺桿中的一組，便可實(shí)現(xiàn)第一螺桿和第二螺桿的同步旋轉(zhuǎn)，而由于第一錐塊和第二錐塊與第一螺桿和第二螺桿的螺紋連接，且第一螺桿和第二螺桿與兩組錐面塊之間螺紋連接的旋向相反，故而則可驅(qū)動兩組錐面塊同步相背或相向運(yùn)動。

8、優(yōu)選的，為了確保脫模的自動化進(jìn)行，以提高脫模的效率，則設(shè)定：第一錐塊外連接有第一連接塊，第二錐塊外連接有第二連接塊，所述第一錐塊和第二錐塊通過第一連接塊和第二連接塊與纏繞設(shè)備的芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端相連，第一連接塊內(nèi)設(shè)有用于頂推第一導(dǎo)桿的頂推驅(qū)動部，第二連接塊內(nèi)則設(shè)有用于驅(qū)動第二螺桿旋轉(zhuǎn)的脫模驅(qū)動部；

9、頂推驅(qū)動部的設(shè)置，則可實(shí)現(xiàn)第一導(dǎo)桿自動穿過第一螺桿插入第二導(dǎo)槽內(nèi)，使得第一螺桿、第二螺桿通過第一導(dǎo)桿組成一個同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的整體，第一螺桿和第二螺桿自動，

10、而脫模驅(qū)動部的設(shè)置，則可實(shí)現(xiàn)對于第二螺桿的自動化旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過第一螺桿和第二螺桿的同步旋轉(zhuǎn)，來驅(qū)動兩組錐面塊同步相背或相向運(yùn)動，當(dāng)兩組錐面塊相背運(yùn)動時(shí)，則可帶動芯塊朝向軸芯沿徑向運(yùn)動，進(jìn)而脫離纏繞呈筒狀的產(chǎn)品內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)快速的脫模，而在脫模后，通過反向的驅(qū)動，則可再次等待下一次的纏繞。

11、優(yōu)選的，第一連接塊和第二連接塊為與第一螺桿、第二螺桿、第一錐塊和第二錐塊同軸芯分布的柱狀塊，且其直徑均小于第一錐塊和第二錐塊的錐底直徑，所述第一錐塊上設(shè)有插設(shè)連接在第一連接塊內(nèi)的至少兩組第一插桿，所述第一螺桿的端部設(shè)有轉(zhuǎn)接安裝在所述第一連接塊內(nèi)的第一轉(zhuǎn)環(huán)，所述第二錐塊上設(shè)有插設(shè)連接在第二連接塊內(nèi)的至少兩組第二插桿，所述第二螺桿的端部設(shè)有轉(zhuǎn)接安裝在所述第二連接塊內(nèi)的第二轉(zhuǎn)環(huán)，故而，當(dāng)纏繞設(shè)備的芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端通過兩組錐面塊帶動芯塊旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，不會驅(qū)使第一螺桿、第二螺桿相對于第一錐塊和第二錐塊的相對運(yùn)動，此時(shí)頂推驅(qū)動部、脫模驅(qū)動部和螺桿則可無需在工作時(shí)進(jìn)行拆卸分離使用，即，纏繞作業(yè)和脫模作業(yè)，無需對于本裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆裝分離使用，確保使用更加便捷；

12、在實(shí)際作業(yè)時(shí)，纏繞設(shè)備的芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端的驅(qū)動設(shè)備則首先帶動第二連接塊的旋轉(zhuǎn)，第二連接塊同步帶動第二錐塊的運(yùn)動，同時(shí)其內(nèi)的脫模驅(qū)動部也同步帶動第二螺桿的運(yùn)動，進(jìn)而，第二錐塊通過芯塊帶動第一錐塊運(yùn)動，第二螺桿同步帶動第一螺桿運(yùn)動，進(jìn)而再將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞至第一連接塊，至此，架設(shè)安裝在纏繞設(shè)備的芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端的第一轉(zhuǎn)接塊和第二轉(zhuǎn)接塊則可在纏繞設(shè)備的芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端的驅(qū)動設(shè)備帶動下，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)纏繞作業(yè)。

13、優(yōu)選的，所述頂推驅(qū)動部包括頂推缸以及安裝在頂推缸驅(qū)動端的旋轉(zhuǎn)頭，所述第一螺桿插入第一連接塊內(nèi)，其內(nèi)的第一導(dǎo)桿背離所述第二導(dǎo)槽的一端與所述旋轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)接相連，當(dāng)需要脫模時(shí)，則啟動頂推缸，頂推驅(qū)動第一導(dǎo)桿插入至第二導(dǎo)槽內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)第一螺桿和第二螺桿的一體組合。

14、優(yōu)選的，所述脫模驅(qū)動部包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)塊、十字插槽一和十字插槽二，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定安裝在第二連接塊內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)塊轉(zhuǎn)接安裝在所述第二轉(zhuǎn)接塊內(nèi)，其一側(cè)布置有十字插槽一，另一側(cè)則布置有十字插槽二，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動端連接有一組與所述十字插槽一插接配合的十字插塊一，所述第二螺桿的端部則連接有一組與所述十字插槽二插接配合的十字插塊二；

15、故而，當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動端旋轉(zhuǎn)時(shí)，則可通過旋轉(zhuǎn)塊帶動第二螺桿的旋轉(zhuǎn)，而由于中間由轉(zhuǎn)接安裝在第二連接塊內(nèi)的一組旋轉(zhuǎn)塊傳動旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而則可確保旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳遞穩(wěn)定性更好。

16、優(yōu)選的，第一連接塊包括可拆卸安裝的第一外連塊和第一內(nèi)連塊，所述第一外連塊和第一內(nèi)連塊對接的一側(cè)形成由用于容置第一轉(zhuǎn)環(huán)的第一轉(zhuǎn)槽，且所述頂推驅(qū)動部固定安裝在所述第一外連塊內(nèi)，第二連接塊包括可拆卸安裝的第二外連塊和第二內(nèi)連塊，所述第二外連塊和第二內(nèi)連塊對接的二側(cè)形成由用于容置第二轉(zhuǎn)環(huán)的第二轉(zhuǎn)槽，且所述脫模驅(qū)動部固定安裝在所述第二外連塊內(nèi)，且所述第一外連塊和所述第二外連塊為定位安裝在纏繞設(shè)備的芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端；

17、所述纏繞設(shè)備的芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端包括底板和滑接安裝在底板上平行分布的側(cè)立板一和側(cè)立板二，所述第一外連塊和所述第二外連塊通過帶座軸承安裝在所述側(cè)立板一和側(cè)立板二上，且所述側(cè)立板一和側(cè)立板二的底部螺接安裝在一組絲桿外，所述絲桿的兩端架設(shè)安裝在底板上，且通過絲杠電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，以帶動所述側(cè)立板一和側(cè)立板二相向或相背運(yùn)動，且側(cè)立板二上還安裝有用于與第二外連塊驅(qū)動相連的驅(qū)動電機(jī)，至此，在纏繞作業(yè)后，側(cè)立板一和側(cè)立板二在絲桿的驅(qū)動下相背運(yùn)動，即可帶動所述側(cè)立板一和側(cè)立板二相背運(yùn)動，此時(shí)完成第一外連塊和第一內(nèi)連塊的拆卸，第二外連塊和第二內(nèi)連塊的拆卸，即可實(shí)現(xiàn)第一外連塊和第一內(nèi)連塊、第二外連塊和第二內(nèi)連塊的脫離，至此則可實(shí)現(xiàn)芯模由纏繞設(shè)備的芯模旋轉(zhuǎn)驅(qū)動端脫離，較為方便，且自動化程度更高，第一外連塊和第一內(nèi)連塊的可拆卸連接和第二外連塊和第二內(nèi)連塊的可拆卸連接，可通過螺釘鎖固，亦可通過與軸芯平行的至少兩組定位桿導(dǎo)向插接，即，定位桿固定在第一外連塊和第二外連塊上，在側(cè)立板一和側(cè)立板二相向運(yùn)動時(shí)，定位桿插接在第一內(nèi)連塊和第二內(nèi)連塊上，即可實(shí)現(xiàn)定位連接，較為便捷簡單。

18、優(yōu)選的，為了消除纏繞時(shí)，每個芯塊的圓弧面之間分?jǐn)嚅g隙對于纏繞成型圓弧度的影響，故而設(shè)置每個芯塊內(nèi)還設(shè)置有一組封推缸，所述封推缸的驅(qū)動端鉸接安裝在一組封板的一端，所述封板的另一端則轉(zhuǎn)接安裝在所述芯塊的端側(cè)，所述封板在所述封推缸的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)封堵在兩組芯塊之間的分?jǐn)嚅g隙中，且與所述芯塊的圓弧面相接組成纖維纏繞時(shí)的芯模。

19、一種復(fù)合材料管用的立體纏繞成型方法，基于上述的一種復(fù)合材料管用的立體纏繞成型裝置，包括如下步驟：

20、s1：將第一外連塊和第二外連塊安裝在側(cè)立板一和側(cè)立板二上，啟動絲杠電機(jī)，驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)，使得第一外連塊與第一內(nèi)連塊對接，第二外連塊與第二內(nèi)連塊對接；

21、s2：啟動頂推缸，驅(qū)動第一導(dǎo)桿插接定位至第二螺桿內(nèi)，進(jìn)而啟動旋轉(zhuǎn)電機(jī)，驅(qū)動第二螺桿、第一螺桿在對應(yīng)的第二錐塊和第一錐塊內(nèi)螺紋旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動第一錐塊和第二錐塊同步相向運(yùn)動，來驅(qū)動芯塊背離軸芯沿徑向運(yùn)動至纏繞工作位，在芯塊的圓弧面上涂抹脫模劑，完成纏繞流程后，再次啟動絲桿旋轉(zhuǎn)，使得側(cè)立板一和側(cè)立板二帶動第一外連塊和第二外連塊脫離第一內(nèi)連塊和第二內(nèi)連塊，進(jìn)而將具有第一內(nèi)連塊和第二內(nèi)連塊的芯模組合送入固化爐固化；

22、s3：固化完成后取出，再次啟動頂推缸，驅(qū)動第一導(dǎo)桿插接定位至第二螺桿內(nèi)，進(jìn)而再啟動旋轉(zhuǎn)電機(jī)，驅(qū)動第二螺桿、第一螺桿在對應(yīng)的第二錐塊和第一錐塊內(nèi)螺紋旋轉(zhuǎn)，使得第一錐塊和第二錐塊同步相背運(yùn)動，來驅(qū)動芯塊朝向軸芯沿徑向運(yùn)動，使得芯塊的圓弧面與復(fù)合材料管制件的內(nèi)壁分離，進(jìn)而將脫離后的復(fù)合材料管制件由一端脫出，即為脫模完成，由于所述錐面塊為完全包裹于芯塊之間做軸向運(yùn)動，且第一連接塊和第二連接塊的柱狀直徑均小于第一錐塊和第二錐塊的錐底直徑，因此不會在脫模時(shí)造成產(chǎn)品脫離的阻礙。

23、本發(fā)明的有益效果是：

24、在本發(fā)明裝置中，當(dāng)脫模時(shí)，僅需要同時(shí)驅(qū)動兩組錐面塊相背運(yùn)動，進(jìn)而使得芯塊朝向軸芯沿徑向運(yùn)動，由于圓弧面上涂抹有脫模劑，芯塊則可便捷脫離纏繞呈筒狀且為固化后的復(fù)合材料管內(nèi)側(cè)，以此來達(dá)到可以實(shí)現(xiàn)更快的脫模的目的，且脫模后亦能夠循環(huán)使用，同時(shí)在立體纏繞時(shí)，由于支撐部位芯塊為實(shí)體的支撐部，在循環(huán)使用時(shí)也不易發(fā)生纏繞表面的壓力變形，且整體結(jié)構(gòu)可便捷拆卸，也便于后期的維護(hù)更換；

25、在應(yīng)用中，芯塊的數(shù)量可根據(jù)需要自行選擇，當(dāng)選擇的芯塊的數(shù)量越多，即組成筒狀的每個芯塊周向分隔角度越小，芯塊背離軸芯沿徑向運(yùn)動至纏繞工作位時(shí)，相鄰兩組芯塊之間的分?jǐn)嚅g隙也越小，以此來使得成型管狀結(jié)構(gòu)的成型表面越圓滑，此即為至少六組芯塊組合的原因，以此來確保成型的管狀周向的圓滑度；

26、且在脫模時(shí)，兩組錐面塊必須同步相向運(yùn)動或相背運(yùn)動，才可驅(qū)動芯塊運(yùn)動，若不同步，則便難以變動位置，此結(jié)構(gòu)設(shè)置，也可進(jìn)一步確保芯塊定位至纏繞工作位后進(jìn)行纏繞作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定性。