一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，包括工作台，工作台上依次有：纤维布牵引机构、树脂传输机构、热压辊、预浸料夹持机构、自动裁剪机构和预浸料传送机构；其中，树脂传输机构主要包括设有一排朝向纤维布的喷淋孔的树脂喷淋管、树脂储存箱和离心泵；预浸料夹持机构用于夹持纤维布和预浸料，主要包括夹持传动装置和夹片；自动裁剪机构用于剪切预浸料，主要包括上刀片和下刀座；预浸料传送机构主要包括模具升降装置、导向板和成品传送装置；模具升降装置包括位于自动裁剪机构一侧的可伸缩托盘，导向板用于将可伸缩托盘上的预浸料传输至成品传送装置上。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置
本专利技术属于复合材料加工装置
，涉及一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置。
技术介绍
随着技术的发展，纤维增强复合材料因其高比强度、高比模量、优异的减震性能和耐腐蚀能力、较低的膨胀系数，同时耐疲劳，使得其应用价值远远超过了一些传统材料。尤其是在一些需要设备轻量化的行业，如汽车制造业、飞机制造业、航空航天领域和国防先进军事武器装备领域应用。预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料。但是目前复合材料预浸料的铺层方法仍然以传统的手糊式操作方法进行，手糊式操作方法的过程是：首先要在模具上涂一层脱模剂、再将固化剂和树脂的混合物刷在模具表面上，再在胶层上铺放按尺寸裁剪的增强材料，用工具，如毛刷或压辊等将树脂均匀地浸入织物，把里面的气泡排除干净，等到増强材料被树脂胶液完全浸透之后，再铺下一层，当要实现多角度铺层时，也多为人工铺层。反复多次，直到铺层的次数达到需要的层数之后，开始固化。这种传统的方法耗时耗力，存在人为的操作误差，最终影响成品的质量。但是，尚未发现自动化程度较好的纤维增强复合材料铺层装置可以解决这些问题。因此，本专利技术旨在将预浸料实现铺层半自动化，减轻人工劳动，控制产品精度，提升铺层效率，并且可以进行多角度铺层。现有的铺带机虽然能够铺覆复杂表面的模型，但是其设备庞大、造价昂贵。本专利技术将铺层设备精简化，降低制造成本。
技术实现思路
本专利技术提供一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，目的是解决现有技术中的铺层装置存在人为操作误差、耗时耗力的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，包括工作台，工作台上依次有：纤维布牵引机构、树脂传输机构、热压辊、预浸料夹持机构、自动裁剪机构和预浸料传送机构；所述的树脂传输机构主要包括树脂喷淋管、树脂储存箱和离心泵，所述树脂喷淋管上设有多个朝向纤维布的喷淋孔；树脂喷淋管一端与树脂储存箱连接，另一端与(可调节压力的)离心泵连接，当离心泵开始工作时，树脂从树脂储存箱被抽出进入到树脂喷淋管中，并顺着喷孔流出至纤维织布上；所述热压辊由一对上下叠放的辊组成，用于充分压实纤维布及树脂；热压辊用于对浸润树脂后的纤维织布进行滚压，使纤维织布上的树脂得以均匀的浸润在纤维织布上，达到纤维与树脂的理想占比；所述的预浸料夹持机构用于夹持预浸料，主要包括夹持传动装置和夹片；所述的自动裁剪机构位于工作台的中间，用于剪切预浸料，主要包括上刀片和下刀座；所述的预浸料传送机构主要包括模具升降装置、导向板和成品传送装置；所述的模具升降装置包括位于自动裁剪机构一侧的可伸缩托盘，可伸缩托盘下方依次为液压缸C、(用于转向的)转动台和在转动台内的支撑滚轮；支撑滚轮起到支撑转动台转动作用；所述的转动台被位于其下方的减速器B带动，从而旋转；所述的导向板用于将可伸缩托盘上的脱模布上的预浸料传输至成品传送装置上，导向板靠近可伸缩托盘的一边位于可伸缩托盘的下方，且导向板的另一边向成品传送装置倾斜，导向板与水平面呈30°；外侧的液压缸C上升，使可伸缩托盘向成品传送装置方向倾斜，由于脱模布之间的光滑接触，预浸料在脱模布上通过导向板。如上所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，所述的纤维布牵引机构包括工作台上的纤维布支架和导向滚轮，用于引导纤维织布进入树脂传输机构；所述的纤维布支架位于工作台的最前端，且装有回转阻尼，当位于纤维布支架上的卷装纤维织布转动时，回转阻尼器将产生反方向的回转阻力，这样使得纤维织布处于张紧状态，不产生褶皱，减少产品的次品率；所述热压辊中一对辊的间隙为2mm，压力为0.3MPa，温度为60°，分别由压力传感器和温度传感器控制；所述的夹持传动装置是由电动机A提供动力，带动位于铺层工作面上的两侧的传动链条转动；所述的传动链条上面装有一定数量的(可调节的)夹片；所述的每个夹片主要包括上夹片和下夹片；所述的下刀座上装有位移传感器A，是用于使下刀座移动至指定位置；所述的导向滚轮、树脂喷淋管和热压辊沿着纤维布的移动方向依次横放在工作台的铺层工作平面上，并与工作平面保持一定的间隙。使得纤维织布从间隙中移动如上所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，所述的喷淋孔可调节喷口大小，且与纤维织布边缘留有一定距离，使得树脂浸润不到织布边缘，方便夹片的夹取而不粘上树脂；所述的树脂储存箱内的底部装有传感器，传感器的作用是当树脂容量不足时，传递信号给离心泵，离心泵停止工作，防止材料的浪费。如上所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，所述的电动机A提供动力是指由其驱动减速器A运动，通过减速器A带动传动齿轮转动，从而带动传动链条转动；所述的每个夹片上还有位移传感器B、电磁铁、限位弹簧和铁片，每个夹片通过位移传感器B接收信号，单独控制夹取或释放动作；所述限位弹簧上端与传动链条相连，下端与下夹片相连，用来使夹片不通电时处于张开状态；所述的每个上夹片和电磁铁固定，电磁铁通电产生磁力吸附铁片，使下夹片上升，完成一次夹持运动；在夹片的夹持下，通过链条的传动，纤维织布向前移动，改变电动机A的转速可以控制纤维织布前进的速度。如上所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，所述的电动机A与减速器A由联轴器A连接；所述的传动齿轮与位于减速器A上的滚动轴承和固定安装的滚动轴承A键连接，并由滚动轴承和滚动轴承A(26)带动；所述的传动齿轮与传动链条啮合。如上所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，所述的下刀座通过安装在其下方的两个平行的液压缸A进行升降动作；所述的上刀片通过一个液压缸B提供动力进行裁剪动作；液压缸B两端用螺栓分别与上刀片和下刀座连接，以使液压缸B沿竖直方向转动；所述的液压缸A和液压缸B由与二者通过进出口控制阀门连接的电液伺服控制器A控制。当纤维织布向前移动到指定位置后，位移传感器B传输位置信息给电液伺服控制器A，并由电液伺服控制器A给出指令，控制液压缸A和液压缸B工作，电液伺服控制器可以自动控制液压缸上的液压阀门的开关以控制液压杆的伸缩速率；每一次裁剪完成后，下刀座下降至最低位置，上刀片拉回初始竖直状态，等待下一次裁剪动作；同时，所有电磁铁断电，夹片松开；则被裁剪的纤维织布落到铺有一层层脱模布的可伸缩托盘上；如上所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，所述的成品传送装置主要包括皮带轮、滚动轴承B和传送滚轮；所述的传送滚轮套接在滚动轴承B上；所述的所有皮带轮上覆盖有一圈皮带。如上所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，所述的成品传送装置还包括减速器C、联轴器B和电动机C；所述的一个皮带轮通过与其传动轴直接连接的减速器C带动，并在皮带的带动下使其他皮带轮滚动，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，包括工作台，其特征是：工作台上依次有：纤维布牵引机构、树脂传输机构、热压辊、预浸料夹持机构、自动裁剪机构和预浸料传送机构；/n所述的树脂传输机构主要包括树脂喷淋管、树脂储存箱和离心泵，树脂喷淋管一端与树脂储存箱连接，另一端与离心泵连接；所述树脂喷淋管上设有多个朝向纤维布的喷淋孔；/n所述热压辊由一对上下叠放的辊组成；/n所述的预浸料夹持机构用于夹持预浸料，主要包括夹持传动装置和夹片；/n所述的自动裁剪机构用于剪切预浸料，主要包括上刀片和下刀座；/n所述的预浸料传送机构主要包括模具升降装置、导向板和成品传送装置；所述的模具升降装置包括位于自动裁剪机构一侧的可伸缩托盘，可伸缩托盘下方依次为液压缸C、转动台和在转动台内的支撑滚轮；所述的转动台被位于其下方的减速器B带动，从而旋转；/n所述的导向板用于将可伸缩托盘上的预浸料传输至成品传送装置上，导向板靠近可伸缩托盘的一边位于可伸缩托盘的下方，且导向板的另一边向成品传送装置倾斜，导向板与水平面呈30°。/n

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，包括工作台，其特征是：工作台上依次有：纤维布牵引机构、树脂传输机构、热压辊、预浸料夹持机构、自动裁剪机构和预浸料传送机构；
所述的树脂传输机构主要包括树脂喷淋管、树脂储存箱和离心泵，树脂喷淋管一端与树脂储存箱连接，另一端与离心泵连接；所述树脂喷淋管上设有多个朝向纤维布的喷淋孔；
所述热压辊由一对上下叠放的辊组成；
所述的预浸料夹持机构用于夹持预浸料，主要包括夹持传动装置和夹片；
所述的自动裁剪机构用于剪切预浸料，主要包括上刀片和下刀座；
所述的预浸料传送机构主要包括模具升降装置、导向板和成品传送装置；所述的模具升降装置包括位于自动裁剪机构一侧的可伸缩托盘，可伸缩托盘下方依次为液压缸C、转动台和在转动台内的支撑滚轮；所述的转动台被位于其下方的减速器B带动，从而旋转；
所述的导向板用于将可伸缩托盘上的预浸料传输至成品传送装置上，导向板靠近可伸缩托盘的一边位于可伸缩托盘的下方，且导向板的另一边向成品传送装置倾斜，导向板与水平面呈30°。


2.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，其特征在于，所述的纤维布牵引机构包括位于工作台上的纤维布支架和导向滚轮，用于引导纤维织布进入树脂传输机构；所述的纤维布支架位于工作台的最前端，且装有回转阻尼；
所述热压辊中一对辊的间隙为2mm，分别由压力传感器和温度传感器控制；
所述的夹持传动装置是由电动机A提供动力，带动位于铺层工作面上的两侧的传动链条转动；所述的传动链条上面装有一定数量的夹片；所述的每个夹片主要包括上夹片和下夹片；
所述的下刀座上装有位移传感器A；
所述的导向滚轮、树脂喷淋管和热压辊沿着纤维布的移动方向依次横放在工作台的铺层工作平面上，并与工作平面保持一定的间隙。


3.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，其特征在于，所述的喷淋孔可调节喷口大小，且与纤维织布边缘留有一定距离；
所述的树脂储存箱内的底部装有传感器。


4.根据权利要求1所述的一种纤维增强复合材料预浸料的多角度半自动铺层装置，其特征在于，所述的电动机A提供动力是指由其驱动减速器A运动，通过减速器A带动传动齿轮转动，从而带动传动链条转动；
所述的每个夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明，张显，王大中，魏磊，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31