一种复合材料薄壁锥形筒体加工工装制造技术

本实用新型专利技术涉及一种复合材料薄壁锥形筒体加工工装，包括成型工装和脱模工装，所述成型工装和脱模工装均包括中轴、左堵和右堵、中筒以及螺母，所述脱模工装还包括设置在右堵和螺母之间的脱模挡块；所述左堵和右堵均呈T形且相对设置，成型工装的左堵和右堵外圆直径大于中筒与其对应端的直径，脱模工装的左堵和右堵外圆直径小于中筒与其对应端的直径。采用本实用新型专利技术进行薄壁锥形筒体成形不需要专用缠绕设备，可以在普通车床上进行筒全包覆，脱膜工装和成型工装有部分零部件通用，脱模时采用螺母挤压方式脱模，不用专门在脱模机上脱模，操作简单，对薄壁筒体是一个保护，能有效防止脱模时损坏筒体。脱模时损坏筒体。脱模时损坏筒体。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料薄壁锥形筒体加工工装


[0001]本技术涉及一种复合材料薄壁锥形筒体加工工装。

技术介绍

[0002]薄壁锥形筒体在弹箭领域广泛的应用，设计要求筒体本身具有包覆火药的强度和刚度，但是强度不能太高，要满足弹药爆炸时筒体破坏的要求，壁厚设计要求为0.8mm
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1mm。其加工方法一般采用玻璃纤维或碳纤维缠绕，在专用缠绕机上采用变角度缠绕方式成型，缠绕成型后车去外圆多余部分，保证筒体外圆尺寸，由于筒体为薄壁锥形筒体，需要设计专用缠绕工装、机加工装、脱模工装和缠绕程序才能完成锥形筒体的加工。现有文献介绍变截面薄壁锥形碳纤维预制体成型装置及方法，通常有两种方法，一种是成型模具成型方案，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,该成型装置在产品产量高时，可以实现低成本连续碳纤维增强复合材料变截面薄壁件预制体的制备，不足是前期投入大；另一种方案为专用缠绕机进行非金属纤维缠绕，不足是需购置专门缠绕设备。
[0003]采用模具成型方案时，需要配备专用成型模具设备，成本高；采用采用缠绕方法缠绕薄壁锥形筒体的不足之处是，需要专用缠绕机，并采用专门锥体缠绕软件方可成型，成型过程较复杂，需要设计专门的缠绕工装、车成外圆工装等工艺装置；多次装夹还会引进定位准误差，加工的产品一致性较差，零件合格率低。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是提供一种复合材料薄壁锥形筒体加工工装，可完成筒体缠绕、车外圆和定长短，减少了工装数量，提高了加工精度，并且在脱膜时防止筒体损坏。
[0005]本技术所采用的技术方案是：一种复合材料薄壁锥形筒体加工工装，其包括成型工装和脱模工装，其特征在于所述成型工装和脱模工装均包括中轴、设置在中轴上的左堵和右堵、设置在左堵和右堵之间的中筒以及设置在右堵一侧的螺母；
[0006]所述脱模工装还包括设置在右堵和螺母之间的脱模挡块；
[0007]所述左堵和右堵均呈T形且相对设置，成型工装的左堵和右堵外圆直径大于中筒与其对应端的直径，脱模工装的左堵和右堵外圆直径小于中筒与其对应端的直径。
[0008]进一步的，所述中筒的两端分别与左堵和右堵搭接。
[0009]进一步的，在所述中轴上设有轴肩，所述左堵的左端与轴肩配合。
[0010]进一步的，在所述中轴上设有螺纹，所述螺母与螺纹配合使左右堵将中筒夹紧。
[0011]进一步的，所述脱模挡块呈凹字形，右堵的右端伸入到脱模挡块内，位于中筒外侧的薄壁锥形筒体一端与脱模挡块的外缘凸起部接触。
[0012]进一步的，所述中筒呈锥形，且与待加工的薄壁锥形筒体相对应。
[0013]本技术的积极效果为：
[0014]采用本技术进行薄壁锥形筒体成形不需要专用缠绕设备，可以在普通车床上进行筒全包覆，脱膜工装和成型工装有部分零部件通用，脱模时采用螺母挤压方式脱模，不用专门在脱模机上脱模，操作简单，对薄壁筒体是一个保护，能有效防止脱模时损坏筒体。
附图说明
[0015]图1为本技术成型工装结构示意图；
[0016]图2为本技术脱膜工装结构示意图。
具体实施方式
[0017]如附图1、2所示，本技术包括成型工装和脱模工装，如附图1所示，成型工装包括中轴1、左堵2、中筒3、右堵4以及螺母5，在中轴1的左端设有轴肩，左堵2的左侧面与该轴肩配合，在中轴1的右端设有外螺纹，螺母5与该外螺纹配合顶住右堵4的右侧面。中筒3设置在左堵2和右堵4之间且两端分别与对应的左堵2和右堵4配合，利用螺母5使中筒3固定在左右堵之间。
[0018]左堵2和右堵4均为T形，且穿置在中轴1上。左右堵相对设置，使得中筒3的两端可以顶在对应的左堵2和右堵4的台阶处。在成型工装中，左堵2和右堵4的最大外圆直径大于中筒3与其对应端的外径，且中筒3呈锥形筒状，其右端直径大于。
[0019]在配合时，中轴1的外圆与左堵2、右堵4的配合面精磨，间隙控制在0.03 mm
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0.05mm；中轴1两端加工中心孔，车外圆时顶两端中心保证筒体壁厚一致。符合材料薄壁锥形筒体在中筒3上成形，左堵2、右堵4的外圆直径较中筒左端、右端直径大，两者直径差为加工锥形筒体厚度。
[0020]成形工装左堵2外圆直径大于中筒左端直径，在进行筒体包覆玻璃布时不向左端（小端）滑动，左堵、右堵与中筒的直径差即为锥形筒体的厚度，筒体车去外表面多余的包覆层即达到零件的外圆尺寸。
[0021]其成型工艺流程为：
[0022]本工艺适用于玻璃纤维布、碳纤维布及玻璃纤维等加工薄壁锥形筒体。
[0023]①
锥形筒体成形工装各零件中轴1、左堵2、中筒3、右堵4、螺母5清洗涂脱模剂；
[0024]②
锥形筒体成形工装组装；
[0025]③
筒体成形工装组装夹到机床上；
[0026]④
筒体成形工装左堵2、中筒3、右堵4外表面涂脱模剂；
[0027]⑤
筒体成形工装左堵2、中筒3、右堵4外表面涂胶；
[0028]⑥
筒体成形工装中筒3包覆0.1mm厚的玻璃布；
[0029]⑦
包缠玻璃纤维纱；
[0030]⑧
清理表面多余胶积；
[0031]⑨
固化；
[0032]⑩
车外圆，脱模。
[0033]如附图2所示，脱模工装包括中轴1、左堵2、中筒3、右堵4、螺母5以及脱模挡块7，复合材料薄壁锥形筒体6为工件。脱模工装与成型工装的中轴1、中筒3、螺母5通用。
[0034]在中轴1的左端设有轴肩，左堵2的左侧面与该轴肩配合，在中轴1的右端设有外螺
纹，螺母5与该外螺纹配合顶住右堵4的右侧面。中筒3设置在左堵2和右堵4之间且两端分别与对应的左堵2和右堵4配合，利用螺母5使中筒3固定在左右堵之间。
[0035]左堵2和右堵4均为T形，且穿置在中轴1上。左右堵相对设置，使得中筒3的两端可以顶在对应的左堵2和右堵4的台阶处。在脱模工装中，左堵2和右堵4外圆直径小于中筒3与其对应端的外径，脱模挡块7呈凹字形，右堵4的右端伸入到脱模挡块7内，位于中筒3外侧的薄壁锥形筒体一端与脱模挡块7的外缘凸起部接触，利用螺母5推动脱模挡块7移动从而实现脱模。
[0036]脱模工装的中轴1外圆与左堵2内孔、右堵5内孔、脱模挡块7内孔配合面精磨，配合间隙控制在0.03 mm
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0.05mm，保证脱模时装正，防止脱模时损坏筒体。左堵2外圆直径小于中筒4左端外圆直径，右堵5外圆直径小于中筒4右端外圆直径，脱模挡块7外圆直径大于中筒4右端外圆直径，保证复合材料薄壁筒体6从中筒3上脱下。
[0037]脱模过程为：将包缠有复合材料薄壁筒体6的中筒3按图2进行装配，脱模时拧紧螺母5，通过螺母5的拧紧力推动脱模挡块7，脱模挡块7推动复合材料薄壁筒体6，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料薄壁锥形筒体加工工装，其包括成型工装和脱模工装，其特征在于所述成型工装和脱模工装均包括中轴（1）、设置在中轴（1）上的左堵（2）和右堵（4）、设置在左堵（2）和右堵（4）之间的中筒（3）以及设置在右堵（4）一侧的螺母（5）；所述脱模工装还包括设置在右堵（4）和螺母（5）之间的脱模挡块（7）；所述左堵（2）和右堵（4）均呈T形且相对设置，成型工装的左堵（2）和右堵（4）外圆直径大于中筒（3）与其对应端的直径，脱模工装的左堵（2）和右堵（4）外圆直径小于中筒（3）与其对应端的直径。2.根据权利要求1所述的一种复合材料薄壁锥形筒体加工工装，其特征在于所述中筒（3）的两端分别与左堵（2）和右堵（4）...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建勋，刘小未，姚琴涛，郭丽萍，沈章锁，刘建功，
申请(专利权)人：河北太行机械工业有限公司，
类型：新型
国别省市：