異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，包括導(dǎo)絲模塊、再送模塊、切割模塊、壓頭模塊、襯紙回收模塊和加熱模塊；所述的導(dǎo)絲模塊將纖維預(yù)浸帶從帶盤上引導(dǎo)到鋪放頭上，纖維預(yù)浸帶在鋪放頭中依次經(jīng)過再送模塊、切割模塊、加熱模塊和壓頭模塊；所述的異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭中設(shè)置有兩處襯紙回收模塊，第一處設(shè)置在再送模塊和切割模塊之間，第二處設(shè)置在壓頭模塊之后。本發(fā)明能夠一次鋪設(shè)多條窄的纖維預(yù)浸帶并且能完成導(dǎo)絲、輸送、襯紙回收、剪切、加熱和鋪放的功能，本發(fā)明既適用于圓柱體等簡單結(jié)構(gòu)的芯模又適用于圓錐體、網(wǎng)格狀等異形結(jié)構(gòu)的芯模，本發(fā)明功能齊全，鋪放效果良好，結(jié)構(gòu)緊湊。
【專利說明】異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種纖維鋪放設(shè)備中的鋪放頭，尤其涉及異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭。

【背景技術(shù)】
[0002]纖維鋪放技術(shù)是生產(chǎn)效率最高的復(fù)合材料成型技術(shù)之一。這種新的成型技術(shù)最開始主要用于航空航天業(yè)當(dāng)中，隨著纖維鋪放技術(shù)的不斷發(fā)展，目前這項(xiàng)技術(shù)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前用于鋪放纖維預(yù)浸帶的芯模分為兩種，一種是圓柱體等簡單結(jié)構(gòu)的芯膜，另一種是圓錐體、網(wǎng)格狀等異形結(jié)構(gòu)的芯模，鋪放異形結(jié)構(gòu)的芯模比鋪放簡單結(jié)構(gòu)的芯模更復(fù)雜而且更容易產(chǎn)生重復(fù)鋪放，鋪放不整齊的現(xiàn)象，為了克服上述問題，需要在鋪設(shè)過程中一次鋪設(shè)多條窄的纖維預(yù)浸帶，但同時(shí)鋪設(shè)多條窄的纖維預(yù)浸帶需要克服的問題較多，比如需要讓每根纖維預(yù)浸帶同時(shí)完成各自的工作路徑、防止纖維預(yù)浸帶之間纏繞、根據(jù)芯模的形狀變化調(diào)節(jié)壓頭的伸縮量等等，于是研究一種一次能鋪設(shè)多條窄的纖維預(yù)浸帶的鋪放頭成為亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明根據(jù)上述的技術(shù)問題提供一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，該異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭能夠一次鋪設(shè)多條窄的纖維預(yù)浸帶并且能完成導(dǎo)絲、輸送、襯紙回收、剪切、力口熱和鋪放的功能，該鋪放頭既適用于圓柱體等簡單結(jié)構(gòu)的芯模又適用于圓錐體、網(wǎng)格狀等異形結(jié)構(gòu)的芯模，本發(fā)明功能齊全，鋪放效果良好，結(jié)構(gòu)緊湊。
[0005]為解決上述的技術(shù)問題本發(fā)明提供一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，包括導(dǎo)絲模塊、再送模塊、切割模塊、壓頭模塊、襯紙回收模塊和加熱模塊；所述的導(dǎo)絲模塊將纖維預(yù)浸帶從帶盤上引導(dǎo)到鋪放頭上，纖維預(yù)浸帶在鋪放頭中依次經(jīng)過再送模塊、切割模塊、加熱模塊和壓頭模塊；所述的異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭中設(shè)置有兩處襯紙回收模塊，第一處設(shè)置在再送模塊和切割模塊之間，第二處設(shè)置在壓頭模塊之后。
[0006]所述的導(dǎo)絲模塊包括兩對輸絲導(dǎo)絲軸和集中軸，兩對輸絲導(dǎo)絲軸之間存在高度差，同一對輸絲導(dǎo)絲軸的兩跟輸絲導(dǎo)絲軸之間也存在高度差；每根輸絲導(dǎo)絲軸上設(shè)置有多條凹槽，纖維預(yù)浸帶在凹槽的限制下分別通過兩對輸絲導(dǎo)絲軸從帶盤上被引導(dǎo)到鋪放頭的集中軸上。
[0007]在每根輸絲導(dǎo)絲軸上所有的凹槽都相互平行，凹槽繞輸絲導(dǎo)絲軸外圓一周呈環(huán)形；同一對輸絲導(dǎo)絲軸上凹槽的設(shè)置完全相同，兩對輸絲導(dǎo)絲軸上凹槽的位置交差設(shè)置、相互間隔。
[0008]所述的再送模塊包括主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、固定架、連接桿和氣缸；主動(dòng)輪和電機(jī)連接，從動(dòng)輪的外圓與主動(dòng)輪的外圓相切或相鄰，纖維預(yù)浸帶位于主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間，固定架固定在從動(dòng)輪上，固定架的一端可繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，固定架的另一端與連接桿連接，連接桿與氣缸的伸出桿連接。
[0009]所述再送模塊的氣缸的安裝方向和伸出桿運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?br> [0010]所述的切割模塊包括超聲波切割刀。
[0011]所述的壓頭模塊包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓頭和導(dǎo)軌，所述的壓頭設(shè)置在導(dǎo)軌中并處于鋪放頭靠近芯模的最前端，電動(dòng)機(jī)和壓頭之間通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)壓頭做伸縮運(yùn)動(dòng)。
[0012]所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)桿和連接桿，傳動(dòng)桿靠近壓頭的一端設(shè)有凸緣，凸緣上設(shè)置有平面形凸輪槽，平面形凸輪槽的輪廓與壓頭所要完成的伸出路徑相對應(yīng)，傳動(dòng)桿的另一端設(shè)有圓錐齒輪，連接桿兩端都套有軸承，壓頭的側(cè)面后端設(shè)置有軸承槽，連接桿的兩端分別放置在壓頭的軸承槽和傳動(dòng)桿的平面形凸輪槽中；電動(dòng)機(jī)的輸出軸前端固定有圓錐齒輪，電動(dòng)機(jī)上的圓錐齒輪與傳動(dòng)桿上的圓錐齒輪嚙合。
[0013]所述的襯紙回收模塊包括收帶盤、轉(zhuǎn)動(dòng)架和導(dǎo)帶軸，收帶盤與電機(jī)連接，襯紙依次通過導(dǎo)帶軸和轉(zhuǎn)動(dòng)架被回收到收帶盤上。
[0014]所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架包含一根輕桿，輕桿的兩端分別設(shè)置一個(gè)圓筒，輕桿的中心固定，輕桿可以繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]所述的加熱模塊包括轉(zhuǎn)軸、紅外線加熱管、旋轉(zhuǎn)控制器和護(hù)罩；所述的紅外線加熱管和護(hù)罩都固定在轉(zhuǎn)軸上，紅外線加熱管設(shè)置在護(hù)罩內(nèi)部，所述的護(hù)罩是一種半封閉外殼，旋轉(zhuǎn)控制器用于控制轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明包括導(dǎo)絲模塊、再送模塊、切割模塊、壓頭模塊、襯紙回收模塊和加熱模塊，能夠一次鋪設(shè)多條窄的纖維預(yù)浸帶并且能完成導(dǎo)絲、輸送、襯紙回收、剪切、加熱和鋪放的功能，本發(fā)明既適用于圓柱體等簡單結(jié)構(gòu)的芯模又適用于圓錐體、網(wǎng)格狀等異形結(jié)構(gòu)的芯模，本發(fā)明功能齊全，鋪放效果良好，結(jié)構(gòu)緊湊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0018]圖23是本發(fā)明的導(dǎo)絲模塊整體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019]圖26是本發(fā)明的輸絲導(dǎo)絲軸的剖視圖。
[0020]圖3是本發(fā)明的再送模塊的正視圖。
[0021]圖43是本發(fā)明的壓頭模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖仙是本發(fā)明的壓頭模塊的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的襯紙回收模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6是本發(fā)明的加熱模塊的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]如圖1所示，所述的異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭包括導(dǎo)絲模塊1、再送模塊2、切割模塊3、加熱模塊4、壓頭模塊5和襯紙回收模塊6 ；導(dǎo)絲模塊1將纖維預(yù)浸帶8從帶盤引導(dǎo)到鋪放頭上，纖維預(yù)浸帶在鋪放頭上依次經(jīng)過再送模塊2、切割模塊3、加熱模塊4和壓頭模塊5 ；所述的異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭中設(shè)置有兩處襯紙回收模塊6，第一處設(shè)置在再送模塊2和切割模塊3之間，第二處設(shè)置在壓頭模塊5之后。
[0027]如圖23所示，所述的導(dǎo)絲模塊1包括兩對輸絲導(dǎo)絲軸11和集中軸12，兩對輸絲導(dǎo)絲軸11之間存在高度差，同一對輸絲導(dǎo)絲軸11的兩軸之間也存在高度差，每根輸絲導(dǎo)絲軸11上設(shè)置有凹槽，在導(dǎo)絲過程中纖維預(yù)浸帶在凹槽的限制下分別通過兩對輸絲導(dǎo)絲軸11，從帶盤上被引導(dǎo)到鋪放頭的集中軸12上。導(dǎo)絲模塊1可以把纖維預(yù)浸帶8穩(wěn)定有序的引導(dǎo)到鋪放頭上，防止了纖維預(yù)浸帶8的打卷和纏繞，提高了工作效率。
[0028]如圖26所示，在每根輸絲導(dǎo)絲軸11上所有的凹槽都相互平行，凹槽繞輸絲導(dǎo)絲軸11外圓一周呈環(huán)形，兩對輸絲導(dǎo)絲軸11上凹槽的位置交差設(shè)置、相互間隔；凹槽用于限制纖維預(yù)浸帶8的運(yùn)動(dòng)方向使每條纖維預(yù)浸帶8形成固定的線路，凹槽的數(shù)目和寬度根據(jù)實(shí)際需要確定，在本實(shí)施例中，每根輸絲導(dǎo)絲軸11上均設(shè)置有4條凹槽。
[0029]如圖3所示，所述的再送模塊2包括主動(dòng)輪21、從動(dòng)輪22、固定架23、連接桿24和氣缸26 ；主動(dòng)輪21和電機(jī)連接，從動(dòng)輪22的外圓與主動(dòng)輪21的外圓相切或相鄰，纖維預(yù)浸帶8位于主動(dòng)輪21和從動(dòng)輪22之間，固定架23固定在從動(dòng)輪22上，固定架23的一端可繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，固定架23的另一端與連接桿24連接，連接桿24與氣缸伸出桿25連接。在本實(shí)施例中，所述氣缸26的安裝方向?yàn)樗椒较?，這種布置節(jié)約了鋪放頭的垂直空間。再送模塊2通過控制氣缸26的伸縮來改變主動(dòng)輪21和從動(dòng)輪22之間的壓緊和松開，從而實(shí)現(xiàn)纖維預(yù)浸帶8的定時(shí)輸送。
[0030]所述的切割模塊3包括超聲波切割刀。超聲波切割刀利用超聲轉(zhuǎn)換器將傳統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)化為超高頻(201(112)的振動(dòng)能，這種振動(dòng)能可以使切割刀產(chǎn)生高速的振動(dòng)，利用這種振動(dòng)實(shí)現(xiàn)纖維預(yù)浸帶的切割。這種切割技術(shù)切割出來的纖維預(yù)浸帶切口光滑，牢靠，切邊準(zhǔn)確，不會變形，不會產(chǎn)生毛邊，切割效果好。
[0031]如圖如和圖4)3所不，所述的壓頭模塊5包括電動(dòng)機(jī)51、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓頭52和導(dǎo)軌53，所述的壓頭52設(shè)置在導(dǎo)軌53中并處于鋪放頭的最前端靠近芯模處，壓頭52的數(shù)目根據(jù)實(shí)際需要確定(在本實(shí)施例中，有8個(gè)壓頭)，電動(dòng)機(jī)51和壓頭52之間通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，電動(dòng)機(jī)51通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)壓頭52做伸縮運(yùn)動(dòng)。壓頭模塊5能夠精確的控制每個(gè)壓頭52伸出的長度，保持壓頭52對芯模表面穩(wěn)定的壓力，能精確有效的完成纖維預(yù)浸帶的鋪放。
[0032]如圖如和圖4)3所示，在本實(shí)施例中，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)桿54和連接桿55，壓頭的側(cè)面后端設(shè)置有軸承槽59，傳動(dòng)桿54靠近壓頭52的一端設(shè)有平面形凸輪槽56，傳動(dòng)桿54的另一端設(shè)有圓錐齒輪57，連接桿55兩端都套有軸承，連接桿的兩端分別放置在壓頭52的軸承槽59和傳動(dòng)桿54的平面形凸輪槽56中，電動(dòng)機(jī)51的輸出軸前端固定有圓錐齒輪58，電動(dòng)機(jī)51上的圓錐齒輪58與傳動(dòng)桿54上的圓錐齒輪57嚙合，所述的傳動(dòng)桿54的平面形凸輪槽56的輪廓與壓頭52所要完成的伸縮路徑相對應(yīng)，這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)穩(wěn)定，可以完成壓頭52所以軌跡的伸縮運(yùn)動(dòng)。所述的電動(dòng)機(jī)51安裝在鋪絲機(jī)的橫梁上，有效的減輕了鋪放頭的重量。
[0033]如圖5所示，襯紙回收模塊6包括收帶盤63、轉(zhuǎn)動(dòng)架62和導(dǎo)帶軸61，所述的收帶盤63與電機(jī)連接，襯紙依次通過導(dǎo)帶軸61和轉(zhuǎn)動(dòng)架62被回收到收帶盤63上。所述的襯紙回收模塊6用于回收纖維預(yù)浸帶上下兩層襯紙，襯紙回收模塊6使纖維預(yù)浸帶8的鋪放更方便，同時(shí)為纖維預(yù)浸帶8的輸送提供一定的張緊力，使碳纖維預(yù)浸帶8的傳輸更穩(wěn)定。
[0034]在本實(shí)施例中，所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架62包含一根輕桿，輕桿的兩端分別設(shè)置一個(gè)圓筒，輕桿中心固定，輕桿可以繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)，襯紙回收模塊6通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)架62轉(zhuǎn)動(dòng)的角度來改變襯紙回收的路徑，達(dá)到調(diào)節(jié)張緊力的作用。
[0035]如圖6所示，所述的加熱模塊4包括轉(zhuǎn)軸41、紅外線加熱管42、旋轉(zhuǎn)控制器和護(hù)罩43。紅外線加熱管42和護(hù)罩43固定在轉(zhuǎn)軸41上，紅外線加熱管42設(shè)置在護(hù)罩43內(nèi)部，所述的護(hù)罩43是一種半封閉外殼，旋轉(zhuǎn)控制器用于控制轉(zhuǎn)軸41的旋轉(zhuǎn)，紅外線加熱管42主要用來產(chǎn)生熱量，護(hù)罩43保護(hù)燈管不被工作空間里的雜物損害，加熱模塊4根據(jù)鋪放頭的伸出長度調(diào)整紅外線燈管的照射方向，從而實(shí)現(xiàn)對纖維預(yù)浸帶鋪放部位的加熱。
[0036]以上實(shí)施例僅為本發(fā)明之優(yōu)選方案，而非對本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:包括導(dǎo)絲模塊、再送模塊、切割模塊、壓頭模塊、襯紙回收模塊和加熱模塊；所述的導(dǎo)絲模塊將纖維預(yù)浸帶從帶盤上引導(dǎo)到鋪放頭上，纖維預(yù)浸帶在鋪放頭中依次經(jīng)過再送模塊、切割模塊、加熱模塊和壓頭模塊；所述的異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭中設(shè)置有兩處襯紙回收模塊，第一處設(shè)置在再送模塊和切割模塊之間，第二處設(shè)置在壓頭模塊之后。
2.如權(quán)利要求1所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:導(dǎo)絲模塊包括兩對輸絲導(dǎo)絲軸和集中軸，兩對輸絲導(dǎo)絲軸之間存在高度差，同一對輸絲導(dǎo)絲軸的兩跟輸絲導(dǎo)絲軸之間也存在高度差；每根輸絲導(dǎo)絲軸上設(shè)置有多條凹槽，纖維預(yù)浸帶在凹槽的限制下分別通過兩對輸絲導(dǎo)絲軸從帶盤上被引導(dǎo)到鋪放頭的集中軸上。
3.如權(quán)利要求2所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:在每根輸絲導(dǎo)絲軸上所有的凹槽都相互平行，凹槽繞輸絲導(dǎo)絲軸外圓一周呈環(huán)形；同一對輸絲導(dǎo)絲軸上凹槽的設(shè)置完全相同，兩對輸絲導(dǎo)絲軸上凹槽的位置交差設(shè)置、相互間隔。
4.如權(quán)利要求1所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的再送模塊包括主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、固定架、連接桿和氣缸；主動(dòng)輪和電機(jī)連接，從動(dòng)輪的外圓與主動(dòng)輪的外圓相切或相鄰，纖維預(yù)浸帶位于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間，固定架固定在從動(dòng)輪上，固定架的一端可繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，固定架的另一端與連接桿連接，連接桿與氣缸的伸出桿連接。
5.如權(quán)利要求4所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述再送模塊的氣缸的安裝方向和伸出桿運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?br> 6.如權(quán)利要求1所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的切割模塊包括超聲波切割刀。
7.如權(quán)利要求1所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的壓頭模塊包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓頭和導(dǎo)軌，所述的壓頭設(shè)置在導(dǎo)軌中并處于鋪放頭靠近芯模的最前端，電動(dòng)機(jī)和壓頭之間通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)壓頭做伸縮運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括傳動(dòng)桿和連接桿，傳動(dòng)桿靠近壓頭的一端設(shè)有凸緣，凸緣上設(shè)置有平面形凸輪槽，平面形凸輪槽的輪廓與壓頭所要完成的伸出路徑相對應(yīng)，傳動(dòng)桿的另一端設(shè)有圓錐齒輪，連接桿兩端都套有軸承，壓頭的側(cè)面后端設(shè)置有軸承槽，連接桿的兩端分別放置在壓頭的軸承槽和傳動(dòng)桿的平面形凸輪槽中；電動(dòng)機(jī)的輸出軸前端固定有圓錐齒輪，電動(dòng)機(jī)上的圓錐齒輪與傳動(dòng)桿上的圓錐齒輪嚙合。
9.如權(quán)利要求1所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的襯紙回收模塊包括收帶盤、轉(zhuǎn)動(dòng)架和導(dǎo)帶軸，收帶盤與電機(jī)連接，襯紙依次通過導(dǎo)帶軸和轉(zhuǎn)動(dòng)架被回收到收帶盤上。
10.如權(quán)利要求9所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)動(dòng)架包含一根輕桿，輕桿的兩端分別設(shè)置一個(gè)圓筒，輕桿的中心固定，輕桿可以繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求1所述的一種異形結(jié)構(gòu)芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的加熱模塊包括轉(zhuǎn)軸、紅外線加熱管、旋轉(zhuǎn)控制器和護(hù)罩；所述的紅外線加熱管和護(hù)罩都固定在轉(zhuǎn)軸上，紅外線加熱管設(shè)置在護(hù)罩內(nèi)部，所述的護(hù)罩是一種半封閉外殼，所述的旋轉(zhuǎn)控制器用于控制轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號】B29C70/54GK104441692SQ201410676393
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】田會方, 吳迎峰, 趙鵬舉 申請人:武漢理工大學(xué)