变截面薄壁锥形碳纤维预制体成型装置及方法

摘要

本发明公开了一种变截面薄壁锥形碳纤维预制体成型装置及方法，用于解决现有碳纤维预制体成型装置成型变截面薄壁锥形碳纤维预制体方法复杂的技术问题。技术方案是通过设计缠绕模，采用依模铺覆、缠绕定型、芯模定位、局部缝合以及编织加固的设计理念，该成型装置可以实现低成本连续碳纤维增强复合材料锥形变截面薄壁件预制体的制备，方法简单。该成型方法将纤维铺放、缠绕、缝合及编织四种工艺集中在同一装置上连续进行，显著降低变截面薄壁锥形碳纤维预制体的成型难度，制备过程能够对影响增强体成形质量的工艺参数及预制体壁厚进行实时控制。与背景技术相比，该方法无需专用的昂贵设备，由所需预制体形态自由成型。

主权项

一种变截面薄壁锥形碳纤维预制体成型装置，其特征在于：包括底板（1）、左支撑板（2）、右支撑板（3）、缠绕模（4）、左轴端（5）、右轴端（6）、轴承（7）、齿轮组（8）、丝杠（9）、连杆（10）、给丝口（11）、摇杆（12）、凸轮（13）、滑道（14）、上滑块（15）、下滑块（16）、上综杆（17）、下综杆（18）、固定环（19）、推杆（20）和镶块（21）；所述的左支撑板（2）和右支撑板（3）分别采用螺栓固定在底板（1）的左右两端，缠绕模（4）顶部与底部加工有螺纹孔，分别与左轴端（5）和右轴端（6）的一端螺纹连接；缠绕模（4）的筒壁分布有二十四个槽，二十四个槽平均间隔，筒壁内部加工有四条滑道，对应于滑道运动路线的筒体部分铣槽，镶块（21）呈T字状，四个镶块（21）分别安装于缠绕模（4）内部的4条滑道上，镶块（21）底面为斜面，镶块（21）顶部安插有等间距的定位杆，推杆（20）与镶块（21）组底面斜度相等，通过手动调节推杆（20）轴向进给量，控制定位杆高度；左轴端（5）的另一端与固定在左支撑板（2）上的轴承（7）配合；凸轮（13）安装在右轴端（6）的另一端，凸轮（13）的圆周面上有两条正弦形状的滑道（14）；上综杆（17）和下综杆（18）组成综杆，综杆共有八组，每组中的上综杆（17）控制奇数根纤维运动，下综杆（18）控制偶数根纤维运动；上滑块（15）和下滑块（16）组成滑块，滑块共有八组，上综杆（17）与上滑块（15）固定，下综杆（18）与下滑块（16）固定，与上滑块（15）的孔间隙配合，固定环（19）安装在底板（1）上，其表面的八个立柱与下滑块（16）的孔间隙配合，上滑块（15）和下滑块（16）分别在上下两条滑道（14）随着凸轮（13）的周向转动上下滑动；右轴端（6）同时安装齿轮组（8）中的主动齿，右轴端（6）的另一端与固定在右支撑板（3）上的轴承配合，齿轮组（8）中的从动齿固定在丝杠（9）上，与主动齿紧密啮合，丝杆（9）两端分别与左支撑板（2）和右支撑板（3）配合，连杆（10）两端有螺纹，使用螺帽固定在左支撑板（2）和右支撑板（3）上，给丝口（11）下部与丝杆（9）螺纹配合，中部与连杆（10）间隙配合，丝杆（9）与连杆（10）共同约束给丝口（11）的运动轨迹，摇杆（12）与右轴端（6）固定连接。