一种复合材料抗侧滚扭杆及其成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种复合材料抗侧滚扭杆及其成型工艺，复合材料抗侧滚扭杆包括扭转轴和扭转臂，所述扭转轴包括轴管和金属接头，所述金属接头上设有销钉结构，所述销钉结构包覆在轴管内部；所述扭转臂包括扭转臂主体和金属嵌件，所述扭转臂主体为复合材料制成，所述金属嵌件为环形柱体，嵌合在扭转臂主体上，形成贯穿扭转臂两端面的通孔；所述金属接头穿过金属嵌件，与金属接头形成插接固定。成型工艺包括：S1：扭转轴的制备；S2：扭转臂的制备；S3：组装固定。本发明专利技术中通过设有销钉结构提升了金属接头与轴管的连接可靠性。扭转臂主体为复合材料，减轻了装置整体的重量。扭转轴与扭转臂分别成型，提高抗侧滚扭杆的制造效率与制造质量。提高抗侧滚扭杆的制造效率与制造质量。提高抗侧滚扭杆的制造效率与制造质量。

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料抗侧滚扭杆及其成型工艺


[0001]本专利技术涉及轨道交通车辆
，尤其涉及一种复合材料抗侧滚扭杆及其成型工艺。

技术介绍

[0002]抗侧滚扭杆是轨道交通车辆安装在转向架上的关键部件，主要用于抑制在轨道交通车辆转弯，侧风等情况下出现的车体侧滚。现有的抗侧滚扭杆主要是金属制成，抗侧滚扭杆的扭转轴和扭转臂通过紧固件紧固连接，但金属制成的抗侧滚扭杆在使用过程中存在质量偏重的问题。
[0003]针对上述问题，如专利CN112744249A公开了一种抗侧滚扭杆以及抗侧滚扭杆的成型工艺，其扭转轴包括芯管和连接于所述芯管两端的金属连接头，其芯管由纤维复合材料制成以达到减轻抗侧滚扭杆整体重量的目的，但金属接头与芯管的连接不够可靠，使复合材料抗侧滚扭杆的性能不能很好的满足技术要求；其次扭转臂的主体部分为扭转臂芯体，扭转臂芯体为金属材质，依然存在重量较重的问题，而且需在扭转臂芯体插接在金属接头后再通过缠绕纤维复合材料进行固定成型，改成型方法不利于生产效率的提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种复合材料抗侧滚扭杆及其成型工艺，可以加强复合材料抗侧滚扭杆的连接稳定性，而且还能进一步减轻装置整体重量，提高生产效率。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种复合材料抗侧滚扭杆，包括扭转轴和扭转臂，所述扭转轴包括轴管和金属接头，所述轴管由纤维增强树脂基复合材料制成；所述金属接头为一多段式阶梯轴，包括第一段和第二段，固定连接在轴管的两端；所述第一段被包覆在轴管内，所述第二段上固定连接有扭转臂，所述第一段上设有销钉结构，所述销钉结构为若干固定连接在第一段外侧的柱状凸起结构，被包覆在轴管内；所述扭转臂包括扭转臂主体和金属嵌件，所述扭转臂主体为复合材料制成，所述金属嵌件为环形柱体，嵌合固定在扭转臂主体上，形成贯穿扭转臂两端面的通孔；所述金属嵌件包括第一金属嵌件，所述第二段穿过第一金属嵌件，使扭转臂与金属接头形成插接固定。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进：
[0007]所述扭转臂主体包括内部芯体和环形壳体，所述环形壳体包覆在内部芯体的侧面外周。
[0008]所述第一金属嵌件的通孔形状为多边形，所述第二段的横截面为与第一金属嵌件的通孔形状相同的多边形，使扭转臂与金属接头形成型面连接。
[0009]所述扭转臂与金属接头通过胶接加强连接。
[0010]所述金属嵌件的外圈为多边形，且金属嵌件的表面粗糙度大于6.3。
[0011]所述金属嵌件还包括第二金属嵌件，所述第二金属嵌件形成使扭转臂可与车体部
件相互连接的通孔。
[0012]所述金属接头还包括第三段、轴肩段和变径段，所述第三段设置在第二段的外端，且其截面半径小于第二段的截面半径，所述第三段的侧面设有与其轴心线相垂直的通孔，使扭转轴可与车体部件相互连接；所述轴肩段位于第二段与第一段之间，其截面半径大于第一段和第二段的截面半径，用于对扭转臂与轴管进行横向定位，所述变径段为第一段的延伸段，其截面半径由内侧至端部逐渐递减。
[0013]所述金属接头内部为贯通左右两端面的空心结构。
[0014]一种复合材料抗侧滚扭杆的成型工艺，用于成型上述的复合材料抗侧滚扭杆，包括下述步骤：
[0015]S1、扭转轴的制备；
[0016]S11、金属接头的固定：将一金属芯棒模具穿过金属接头，使两个金属接头固定在金属芯棒模具上，且使第一段朝向金属芯棒模具的内侧；
[0017]S12、轴管的制备：采用纤维缠绕成型工艺在金属芯棒模具上制备复合材料轴管，同步实现轴管与金属接头的固定连接；
[0018]S13、缠绕增强纤维：在金属接头第一段上缠绕增强纤维，直至销钉被完全包覆；
[0019]S2、扭转臂的制备；
[0020]S21、内部芯体的制备：将第一金属嵌件与第二金属嵌件固定在模具上，再铺覆预浸料，模压成型制备得到内部芯体；
[0021]S22、环形壳体的制备：绕步骤S21制备成型的内部芯体的侧面铺覆预浸料，采用热压罐成型得到扭转臂；
[0022]S3、将步骤S1制备成型的扭转轴与步骤S2制备成型的扭转臂采用型面配合进行插接，进一步采用胶接进行加强连接。
[0023]在步骤S11中，所述的金属芯棒模具上设有与金属接头第三段通孔相配合的定位孔，通过将定位销同时插入第三段的通孔与定位孔以辅助金属接头进行定位。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术中销钉结构在金属接头与轴管间形成了铆接结构，提升了金属接头与轴管间的连接可靠性。扭转臂的主体采用复合材料制成，进一步减轻了复合材料抗侧滚扭杆的整体重量，同时通过金属嵌件保证扭转臂与其它结构连接的强度稳定性；通过环形壳体，提高内部芯体与金属嵌件的连接性能，提高扭转臂的强度稳定性。金属接头内部为贯通的空心结构，一方面有助于进一步减少抗侧滚扭杆的整体重量；一方面，在制备扭转轴时，可将一金属芯棒磨具穿过两金属接头，再通过缠绕工艺制备轴管，便于扭转轴的加工制造，提高生产效率。扭转轴与扭转臂采用型面连接，因此可分别成型后再进行组装连接，有助于提高抗侧滚扭杆的制造效率与制造质量。
附图说明
[0025]图1是本专利技术装置实施例的整体结构示意图。
[0026]图2是本专利技术装置实施例扭转轴的拼装示意图。
[0027]图3是本专利技术装置实施例中扭转臂的结构示意剖视图。
[0028]图4是本专利技术装置实施例的扭转臂结构示意拆解图。
[0029]图5是本专利技术方法实施例金属接头固定结构示意图。
[0030]图6是图5的A
‑
A面结构示意剖视图。
[0031]图中各标号表示：1、扭转轴；2、轴管；3、金属接头；31、第一段；32、第二段；33、第三段；34、变径段；35、轴肩段；36、销钉结构；4、扭转臂；41、内部芯体；42、环形壳体；43、第一金属嵌件；44、第二金属嵌件；5、金属芯棒模具；51、定位孔。
具体实施方式
[0032]以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0033]装置实施例：
[0034]图1至图4示出了本专利技术的一种实施例，一种复合材料抗侧滚扭杆，包括扭转轴1和扭转臂4，所述扭转轴1包括轴管2和金属接头3，所述轴管2由纤维增强树脂基复合材料制成；所述金属接头3为一多段式阶梯轴，包括第一段31和第二段32，固定连接在轴管2的两端；所述第一段31被包覆在轴管2内，所述第二段32上固定连接有扭转臂4，所述第一段31上设有销钉结构36，所述销钉结构36为若干固定连接在第一段31外侧的柱状凸起结构，被包覆在轴管2内；所述扭转臂4包括扭转臂主体和金属嵌件，所述扭转臂主体为复合材料制成，所述金属嵌件为环形柱体，嵌合固定在扭转臂主体上，形成贯穿扭转臂4两端面的通孔；所述金属嵌件包括第一金属嵌件43，所述第二段32穿过第一金属嵌件43，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合材料抗侧滚扭杆，包括扭转轴(1)和扭转臂(4)，所述扭转轴(1)包括轴管(2)和金属接头(3)，所述轴管(2)由纤维增强树脂基复合材料制成；所述金属接头(3)为一多段式阶梯轴，包括第一段(31)和第二段(32)，固定连接在轴管(2)的两端；所述第一段(31)被包覆在轴管(2)内，所述第二段(32)上固定连接有扭转臂(4)，其特征在于：所述第一段(31)上设有销钉结构(36)，所述销钉结构(36)为若干固定连接在第一段(31)外侧的柱状凸起结构，被包覆在轴管(2)内；所述扭转臂(4)包括扭转臂主体和金属嵌件，所述扭转臂主体为复合材料制成，所述金属嵌件为环形柱体，嵌合固定在扭转臂主体上，形成贯穿扭转臂(4)两端面的通孔；所述金属嵌件包括第一金属嵌件(43)，所述第二段(32)穿过第一金属嵌件(43)，使扭转臂(4)与金属接头(3)形成插接固定。2.根据权利要求1所述的复合材料抗侧滚扭杆，其特征在于：所述扭转臂主体包括内部芯体(41)和环形壳体(42)，所述环形壳体(42)包覆在内部芯体(41)的侧面外周。3.根据权利要求2所述的复合材料抗侧滚扭杆，其特征在于：所述第一金属嵌件(43)的通孔形状为多边形，所述第二段(32)的横截面为与第一金属嵌件(43)的通孔形状相同的多边形，使扭转臂(4)与金属接头(3)形成型面连接。4.根据权利要求3所述的复合材料抗侧滚扭杆，其特征在于：所述扭转臂(4)与金属接头(3)通过胶接加强连接。5.根据权利要求4所述的复合材料抗侧滚扭杆，其特征在于：所述金属嵌件的外圈为多边形，且金属嵌件的表面粗糙度大于6.3。6.根据权利要求5所述的复合材料抗侧滚扭杆，其特征在于：所述金属嵌件还包括第二金属嵌件(44)，所述第二金属嵌件(44)形成使扭转臂(4)可与车体部件相互连接的通孔。7.根据权利要求6所述的复合材料抗侧滚扭杆，其特征在于：所述金属接头(3)还包括第三段(33)、轴肩段(35)和变径段(34)，所述第三段(33)设置在第二段(32)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶雷，陈乐，姚丁杨，刘波，霍艳霞，李赛，李建林，王明星，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：