一种超大型筒体缠绕成型模具制造技术

本发明专利技术公开了一种超大型筒体缠绕成型模具，包括芯轴，所述芯轴的两端设置有壳板法兰，两个所述壳板法兰之间连接有壳板，所述壳板和所述芯轴之间设有若干支撑机构，所述壳板采用分瓣式，相互交错设置且相邻壳板之间通过连接板固定。本发明专利技术壳板采用分瓣式铸铝壳板，同时壳板之间用连接板相连，壳板安装时前后错位，增加了壳板整体的抗压及抗扭能力；壳板与芯轴之间安装了支撑机构实现了大长度、大直径筒体的缠绕成型；芯轴中段不整体机加，只机加焊接的安装面，大大降低了机加时间及难度。本发明专利技术还具有装拆方便、定位可靠、基准明确、刚度大、变形小和成本低等特点，实现了超大型火箭燃烧室外壳或其他筒体结构的缠绕成型。

【技术实现步骤摘要】
一种超大型筒体缠绕成型模具
本专利技术涉及机械成型
，更具体涉及一种超大型筒体缠绕成型模具。
技术介绍
纤维缠绕成型工艺是碳丝在一定的张力下，按一定的规律缠绕在芯模上，然后固化成型的一种制造工艺。对于成型超大尺寸（长度大于20米，直径大于4米）且两端带有收口的筒体产品，模具的制造一直是核心技术之一，现有的缠绕成型模具一般用于直径小于2米的筒体，且筒体内部缺少支撑，如果将此结构的模具用于超大尺寸的筒体成型，就无法保证产品的外形尺寸，所以创造一种具备较好的刚度强度且变形量小于4.5mm的芯模，用来制造超大型筒体产品势在必行，此模具还需要克服旋转时产生的扭力，以及成型过程中出现的各种载荷。并且芯模还需基准明确，拆装稳定，保证成型出来的产品尺寸稳定，脱模时方便芯模从两端的收口处取出。基于此，做出本案申请。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种超大型筒体缠绕成型模具，适用于超大型火箭发动机燃烧室外壳或其它筒体结构成型，组装拆卸方便，刚度大、变形小。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种超大型筒体缠绕成型模具，包括芯轴，所述芯轴的两端设置有壳板法兰，两个所述壳板法兰之间连接有壳板，所述壳板和所述芯轴之间设有若干支撑机构，所述壳板采用分瓣式，相互交错设置且相邻壳板之间通过连接板固定。壳板为分瓣式铸铝壳板，通过螺钉与支撑机构固定，壳板安装时互相交错且每两块壳板之间通过连接板互相连接，增加壳板整体的刚度及抗扭强度。使用前，将芯轴夹持于缠绕机上，通过支撑机构及壳板法兰将壳板安装完成，最后安装壳板的连接板。缠绕前，在壳板外可涂抹易碎、易熔材料，（如水溶性石膏，石蜡等用于缠绕后产品的脱模）。缠绕时，缠绕机根据工作指令在石膏或石蜡表面进行缠绕，缠绕结束后模具和纤维整体进入烘箱固化；产品热压固化后，工作人员可在筒体外部拆除壳板法兰，然后进入筒体内部拆卸支撑机构，拆卸完支撑机构后将芯轴从一端抽出，并清理石膏、石蜡，快速，高效地完成产品和模具的分离。进一步，所述支撑机构包括环框，所述环框沿所述芯轴长度方向等间距设置，所述环框的外表面与所述壳板连接，所述环框的内表面与所述芯轴之间设置有若干支撑杆，所述支撑杆沿所述芯轴的周向呈辐射状均匀分布。进一步，所述支撑机构还包括设置在所述芯轴两端的斜支撑，所述斜支撑与所述壳板连接，斜支撑的设置增加了轴向的刚度。进一步，所述芯轴上设有连接支座，所述支撑杆与所述斜支撑固定在所述连接支座上。连接支座为单个零件，通过螺钉连接在芯轴上，支撑杆或斜支撑一端与连接支座连接，另一端直接与环框或者壳板连接。进一步，所述环框为分瓣式结构，截面为T型的拉挤型材。进一步，所述芯轴为阶梯型管状结构，其中间粗两端小，所述芯轴中间段表面设置有用于安装所述连接支座的支座安装面。中间段芯轴不整体加工，只需机加焊接的支座安装面，大大降低了机加时间及难度，且安装面作为装配基准，保证了装配精度。进一步，所述壳板法兰为圆形法兰盘。综上所述，本专利技术壳板采用分瓣式铸铝壳板，同时壳板之间用连接板相连，壳板安装时前后错位，增加了壳板整体的抗压及抗扭能力；壳板与芯轴之间安装了支撑机构实现了大长度、大直径筒体的缠绕成型；芯轴中段不整体机加，只机加焊接的安装面，大大降低了机加时间及难度。本专利技术还具有装拆方便、定位可靠、基准明确、刚度大、变形小和成本低等特点，实现了超大型火箭燃烧室外壳或其他筒体结构的缠绕成型。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术壳体局部拆开结构示意图；图3为本专利技术内部连接结构示意图；图4为本专利技术中支撑机构的结构示意图。标注说明：1、壳板；2、芯轴；3、支撑机构；4、壳板法兰；5、连接板；6、安装支座；7、支撑杆；8、环框；9、斜支撑。具体实施方式参照图1至图4对本专利技术一种超大型筒体缠绕成型模具的具体实施方式作进一步的说明。结合图1、图2、图3、图4所示，一种超大型筒体缠绕成型模具，由壳板1、芯轴2、支撑机构3，壳板法兰4和连接板5构成。支撑机构3包括连接支座6、支撑杆7、环框8，斜支撑9，连接支座6通过螺钉与芯轴2相连；支撑杆7沿芯轴2辐射状均匀分布，其一端通过螺钉螺帽与连接支座6固定，另一端连接环框8，环框8为分瓣式结构与支撑杆7通过螺钉螺帽连接成一个整体；壳板1为分瓣式铸铝壳板，中部通过螺钉与支撑机构3的环框8固定，并通过连接板5将相邻的两块壳板1用螺钉互相连接，增加壳板1的整体刚度及抗扭强度，两端通过螺钉与壳板法兰4固定，最后用斜支撑9通过螺钉螺母将两端壳板与连接支座6固定在一起。上述模具的制备过程如下：（1）根据产品长度、直径和允许变形量，计算出芯轴2长度、直径，支撑机构3数量和壳体1厚度；（2）机器加工制得壳板法兰4、连接板5、连接支座6、支撑杆7、斜支撑9；（3）用拉挤的工艺制得环框8；（4）固定芯轴2；（5）用螺钉将连接支座6紧固在芯轴2上；（6）使用螺栓预紧的方式将支撑杆7固定到连接支座6上；（7）使用螺栓将环框8一瓣一瓣安装到支撑杆7上；（8）将中部壳体安装到环框8上；（9）将连接板5安装在壳板的对接处；（10）将两端壳板安装到环框8和壳板法兰4上；（11）用斜支撑9连接连接支座6以及两端壳板。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利技术思路下的技术方案均属于本专利技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大型筒体缠绕成型模具，其特征在于：包括芯轴，所述芯轴的两端设置有壳板法兰，两个所述壳板法兰之间连接有壳板，所述壳板和所述芯轴之间设有若干支撑机构，所述壳板采用分瓣式，相互交错设置且相邻壳板之间通过连接板固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种超大型筒体缠绕成型模具，其特征在于：包括芯轴，所述芯轴的两端设置有壳板法兰，两个所述壳板法兰之间连接有壳板，所述壳板和所述芯轴之间设有若干支撑机构，所述壳板采用分瓣式，相互交错设置且相邻壳板之间通过连接板固定。


2.根据权利要求1所述的超大型筒体缠绕成型模具，其特征在于：所述支撑机构包括环框，所述环框沿所述芯轴长度方向等间距设置，所述环框的外表面与所述壳板连接，所述环框的内表面与所述芯轴之间设置有若干支撑杆，所述支撑杆沿所述芯轴的周向呈辐射状均匀分布。


3.根据权利要求2所述的超大型筒体缠绕成型模具，其特征在于：所述支撑机构还包括设置在所述芯轴两端的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹尚武，汪洋，林会杰，沈伟，胡纪根，陈立峰，
申请(专利权)人：精功绍兴复合材料技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33