一種復(fù)合材料臥式自動鋪絲成型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及一種鋪絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自動鋪絲裝置是一種能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)浸絲按照設(shè)計角度精確自動鋪放的設(shè)備。自動鋪絲由自動鋪帶和纖維纏繞發(fā)展而來，克服了自動鋪帶的沿“自然路徑”和纖維纏繞的周期性、穩(wěn)定性以及非架空性的限制，可以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)體或者非回轉(zhuǎn)體等大曲率復(fù)雜結(jié)構(gòu)件精確地自動化鋪放。自動鋪絲裝置能夠?qū)崿F(xiàn)大尺寸復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)件的整體制造，節(jié)約制造和裝配成本，提高生產(chǎn)效率，在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]國外對自動鋪絲裝置的研究起步較早，MAG公司、Ingersoll機床公司、M_Torres公司和EI等研制了鋪絲設(shè)備，但其機床多采用龍門式結(jié)構(gòu)，其機床多采用龍門式結(jié)構(gòu)，僅適于平面結(jié)構(gòu)或近平面類結(jié)構(gòu)成型，不能用于回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)成型，其臥式結(jié)構(gòu)僅能完成簡單回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和異性回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的鋪放成型，卻不能完成平面結(jié)構(gòu)或近平面結(jié)構(gòu)、非回轉(zhuǎn)體等大曲率結(jié)構(gòu)的鋪放成型。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種同時實現(xiàn)回轉(zhuǎn)體和非回轉(zhuǎn)體鋪絲的鋪絲裝置。
[0005]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種復(fù)合材料臥式自動鋪絲成型裝置，包括自動鋪絲頭、導(dǎo)軌、支撐臂、紗箱、機床、橫向移動小車和旋轉(zhuǎn)支架;機床、橫向移動小車放置于地面;X軸與Y軸在水平方向垂直，Z軸與鉛垂方向平行，待鋪絲的模具與旋轉(zhuǎn)支架固定連接，旋轉(zhuǎn)支架與機床轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)軸平行于Y軸;橫向移動小車沿Y方向移動；給自動鋪絲頭供絲的紗箱和導(dǎo)軌固連在橫向移動小車上；導(dǎo)軌包括橫向?qū)к壓涂v向?qū)к?，支撐臂與橫向?qū)к壟浜希⒃跈M向?qū)к壣涎豖方向移動，支撐臂與縱向?qū)к壟浜?，并在縱向?qū)к壣涎豘軸方向移動；自動鋪絲頭與支撐臂轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)軸平行于Y軸。
[0007]所述自動鋪絲頭包括支架、第一止紗輥、第二止紗輥、第一送紗輥、第二送紗輥、第一鍘刀、第二鍘刀、壓輥、氣動裝置、第一夾持輥、第二夾持輥、第一導(dǎo)紗輥組、第二導(dǎo)紗輥組、電機和紅外燈;支架與支撐臂的一端轉(zhuǎn)動連接;第一止紗輥、第二止紗輥、第一送紗輥、第二送紗輥、第一夾持輥、第二夾持輥和位于自動鋪絲頭的前端的壓輥均為圓柱體，固連在支架上，繞與Y軸平行的圓柱軸線轉(zhuǎn)動;紅外燈和電機固連在支架上，電機帶動第二送紗輥轉(zhuǎn)動，第一送紗輥和第二送紗輥通過齒輪連接，反向同速轉(zhuǎn)動;從紗箱供給的第一股預(yù)浸絲依次被第一止紗輥、第一送紗輥和第一導(dǎo)紗輥組送至壓輥的送入口，從紗箱供給的第二股預(yù)浸絲依次被第二止紗輥、第二送紗輥、第二導(dǎo)紗輥組送至壓輥的送入口；壓輥沿模具表面運動并轉(zhuǎn)動，壓輥的一個母線與模具接觸，并與模具之間有壓力;第一股預(yù)浸絲和第二股預(yù)浸絲在壓輥的送入口被平行送至壓輥與模具的接觸處;紅外燈對送入口和接觸處之間的第一股預(yù)浸絲和第二股預(yù)浸絲進行加熱；第一鍘刀、第二鍘刀被氣動裝置推動，分別切斷第一股預(yù)浸絲、第二股預(yù)浸絲;氣動裝置推動第一夾持輥與第一送紗輥周向貼合，將第一股預(yù)浸絲壓向第一送紗輥，氣動裝置推動第二夾持輥與第二送紗輥周向貼合，將第二股預(yù)浸絲壓向第二送紗輥。
[0008]所述壓輥的一個母線與模具之間的壓力為300?1500N。
[0009]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0010]I)本實用新型的自動鋪絲頭可沿X軸、Y軸、Z軸方向運動，并且沿Y軸轉(zhuǎn)動，具有四個自由度，不僅可以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)體的自動鋪絲成型，還可以通過自動鋪絲頭的運動實現(xiàn)平面或近平面等非回轉(zhuǎn)構(gòu)件的自動鋪絲成型；
[0011]2)自動鋪絲頭不僅可以實現(xiàn)沿鉛垂方向和沿Y軸方向的鋪絲，也可以實現(xiàn)與鉛垂方向呈0°?90°角，在YZ平面的斜向鋪絲，即多角度鋪絲成型；
[0012]3)支撐臂可沿X軸方向移動，可控制自動鋪絲頭與模具的距離，采用回轉(zhuǎn)類構(gòu)件結(jié)構(gòu)直徑范圍為Φ 100mm?Φ 3000mm，非回轉(zhuǎn)類構(gòu)件尺寸在300mmX 300mm以上，適用于大尺寸復(fù)合材料構(gòu)件的成型；
[0013]4)采用臥式布局，相對于國外常用的龍門式自動鋪絲機，不需要龍門結(jié)構(gòu)，具有制造成本較低、構(gòu)件模具裝卸便捷的特點。
【附圖說明】
[0014]圖1本實用新型回轉(zhuǎn)體鋪絲裝置整體結(jié)構(gòu)圖主視圖；
[0015]圖2本實用新型非回轉(zhuǎn)體鋪絲裝置整體結(jié)構(gòu)圖主視圖；
[0016]圖3本實用新型自動鋪絲頭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]—種復(fù)合材料臥式自動鋪絲成型裝置，包括自動鋪絲頭1、導(dǎo)軌2、支撐臂3、紗箱4、機床7、橫向移動小車5和旋轉(zhuǎn)支架6。
[0018]如圖1和圖2所示，X軸與Y軸在水平方向垂直，Z軸與鉛垂方向平行，待鋪絲的模具與旋轉(zhuǎn)支架6固定連接，旋轉(zhuǎn)支架6與機床7轉(zhuǎn)動連接，轉(zhuǎn)軸為Y軸;橫向移動小車5可沿Y方向移動；導(dǎo)軌2固連在橫向移動小車5上，導(dǎo)軌2包括沿X方向延伸的橫向?qū)к壓脱劂U垂方向延伸的縱向?qū)к?，支撐?與橫向?qū)к壟浜?，并在?dǎo)軌2上沿X方向移動，支撐臂3與縱向?qū)к壟浜?，并在?dǎo)軌2上沿鉛垂方向移動；自動鋪絲頭I與支撐臂3轉(zhuǎn)動連接，可繞Y軸轉(zhuǎn)動。紗箱4固連在橫向移動小車5上，用于給自動鋪絲頭I供絲。待鋪絲的模具可以為回轉(zhuǎn)體8或非回轉(zhuǎn)體
9。綜上，自動鋪絲頭I有4個自由度，可沿X軸、Y軸、鉛垂方向運動，并且沿Y軸轉(zhuǎn)動。
[0019]如圖3所示，自動鋪絲頭I包括支架12、第一止紗輥11、第二止紗輥24、第一送紗輥組件22，第二送紗輥組件21、第一鍘刀15，第二鍘刀18、壓輥16、氣動裝置10、第一夾持輥13、第二夾持輥20、第一導(dǎo)紗輥組14、第二導(dǎo)紗輥組19、電機23和紅外燈17。支架12與支撐臂3的一端轉(zhuǎn)動連接。送紗輥組件包括第一送紗輥21、第二送紗輥22。第一止紗輥11、第二止紗輥24、第一送紗輥21、第二送紗輥22、壓輥16、第一夾持輥13、第二夾持輥20均為圓柱體，固連在支架12上，圓柱軸線均與Y軸平行，并繞Y軸轉(zhuǎn)動。紅外燈17和電機23固連在支架12上。壓輥16在自動鋪絲頭I的前端，自動鋪絲時，壓輥16沿模具表面運動，壓輥16的一個母線與模具接觸，并與模具之間有壓力，壓力為300?1500N。
[0020]電機軸與第一送紗輥13皮帶連接，并帶動第二送紗輥21轉(zhuǎn)動，第一送紗輥22和第二送紗輥21通過齒輪連接，反向同速轉(zhuǎn)動。第一導(dǎo)紗輥組14、第二導(dǎo)紗輥組19分別包括兩個以上導(dǎo)紗輥，導(dǎo)紗輥為圓柱體，固連在支架10上，圓柱軸線與Y軸平行