一种用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮，属于复合材料成型制造技术领域。一种用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮，包括金属管内衬、橡胶外层，橡胶外层包括依次衔接的平直段、内凹段、平直段，其包裹在金属管内衬外部，且沿金属管内衬的长度方向延伸。本实用新型专利技术具有如下优点：1、辊轮设计成内凹型的回转体，应对外凸模具，提高了铺放贴合性，增加了自动铺放的滚压力；2、保持了辊轮滚压过程的稳定性；3、保持了辊轮结构简单和外柔内刚的特点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮


[0001]本技术涉及一种用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮，属于复合材料成型制造


技术介绍

[0002]碳纤维复合材料由于重量轻、变形小、尺寸稳定及导热性好等优点已在航空、航天产品上广泛应用。碳纤维复合材料成型制造往往要碳纤维铺贴在模具上，可以采用手工铺贴也可以采用自动化设备铺贴，自动化设备叫自动铺丝机或自动铺带机，它们高效性与统一性更为明显，应用越来越广泛。相比自动铺带机，自动铺丝机往往用于更为复杂曲面的铺贴成型，其核心部件为自动铺丝头，如图1所示，其包括铺丝头支架1、碳纤维丝束2、切丝器3、加热器4、辊轮5、模具6，其中的压辊往往采用圆柱辊轮，辊轮外层是用硅胶材料有一定的弹性。
[0003]由于自动铺丝主要是对一定复杂曲面进行碳纤维预浸料铺贴，那么复杂曲面有就外凸部分和凹陷部分。对外凸部分进行铺放时，由于辊轮是圆柱形也是外凸的容易产生铺贴时部分材料铺贴滚压力不够或无滚压力的情况，这种情况对铺贴效果显然不利，如图2所示。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮，通过改进辊轮母线的凹凸性，改善铺丝辊轮对圆锥面铺贴的适应性，从而提高圆锥面铺贴的效率。
[0005]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮，包括金属管内衬、橡胶外层，橡胶外层包括依次衔接的平直段、内凹段、平直段，其包裹在金属管内衬外部，且沿金属管内衬的长度方向延伸。
[0006]优选的，橡胶外层母线段的直线部分占40%。
[0007]优选的，在平直段与内凹段之间或内凹段与平直段之间设置有过渡段；过渡段为弧形。
[0008]优选的，过渡段的宽度为1~2个丝束宽度。
[0009]优选的，金属管内衬为金属圆柱体。
[0010]优选的，内凹段靠近橡胶外层一侧端部。
[0011]设计原理：将原来的圆柱辊轮设计成母线有一段为内凹型曲线的回转体，内凹辊轮芯部依然采用原圆柱管金属内衬，方便轴承和支撑轴的安装；为提高铺放的稳定性，内凹型的回转体母线两端为平直段，中间为内凹段；内凹型的回转体母线圆弧的曲率半径根据圆锥形状综合确定。
[0012]与现有技术相比，本技术具有如下优点：
[0013]1、辊轮设计成内凹型的回转体，应对外凸模具，提高了铺放贴合性，增加了自动铺放的滚压力；
[0014]2、保持了辊轮滚压过程的稳定性；
[0015]3、保持了辊轮结构简单和外柔内刚的特点。
附图说明
[0016]图1是本技术
技术介绍
结构示意图；
[0017]图2是本技术
技术介绍
使用状态图；
[0018]图3是本技术实施例结构示意图；
[0019]图4是本技术实施例使用状态图；
[0020]图5是本技术实施例中锥面的不同铺贴角度示意图；
[0021]图6是本技术实施例中
‑
45
°
或45
°
铺贴状态分析图；
[0022]图7是本技术实施例结构示意图（16丝束辊轮）；
[0023]图8是本技术实施例结构示意图（32丝束辊轮）；
[0024]图3
‑
4中，1、橡胶外层；2、金属圆柱管内衬；3、轴承；4、支撑轴；5、内凹段；6、过渡段；7、平直段；
[0025]图5
‑
6中，8、辊轮；9、铺贴轨迹；10、锥模面；11、辊轮纵切面；12、辊轮母线。
具体实施方式
[0026]需要说明的是，术语
ꢀ“
左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0027]下面结合附图3
‑
8对本技术做进一步详述：一种用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮，如图3
‑
4所示，包括金属圆柱管内衬2、橡胶外层1、轴承3、支撑轴4；其中，辊轮芯部依然采用金属圆柱管金属内衬2，方便轴承3和支撑轴4的安装，也就是说，辊轮芯部与现有结构一致，轴承3安装在金属圆柱管内衬2与支撑轴4之间，支撑轴4将辊轮安装到铺丝头支架上，橡胶外层围绕金属圆柱管内衬2圆周设置，将金属圆柱管内衬2包裹在其内部，且二者的轴向（延伸方向）一致；在本实施例中，将辊轮设计成内凹型的回转体，即对橡胶外层进行改变，橡胶外层1包括依次衔接的平直段7、内凹段5、平直段7，两平直段的径向尺寸一致，即两平直段的外表面在同一条水平线上，内凹段的径向尺寸小于两平直段，其曲率半径要根据圆锥形状综合确定。
[0028]作为本实施例的优选实施方案，橡胶外层母线段的直线部分占40%。
[0029]作为本实施例的优选实施方案，在平直段7与内凹段5之间或内凹段5与平直段7之间设置过渡段6；过渡段6为弧形；具体的，过渡段6的宽度为1~2个丝束宽度。
[0030]作为本实施例的优选实施方案，内凹段5靠近橡胶外层1一侧端部，即其中一侧的平直段7的宽度很小，仅仅是为了提高铺放的稳定性而进行设置。
[0031]在确定实施步骤之前，先对铺放的锥面、辊轮及铺放过程进行分析，确定内凹型辊轮的内凹圆弧的半径，具体如下：
[0032]（1）如图5所示，自动铺丝的角度一般是0
°
、90
°
、
‑
45
°
和45
°
四个方向，不同的角度对内凹型辊轮的要求是不一样的，0
°
时铺放需要辊轮8凹陷最深，
‑
45
°
和45
°
需要辊轮8凹陷
深度次之，90
°
需要凹型辊轮不凹陷。对于0
°
、
‑
45
°
和45
°
的铺贴时，在圆锥（或圆台）的小端铺放时需要的凹陷深度比在大端时辊轮的凹陷直径更小；
[0033]（2）0
°
铺贴时的内凹圆弧直径的理论变化范围就是被铺贴的圆锥小端和圆锥大端处的直径，如图5所示；
[0034]（3）
‑
45
°
和45
°
铺放时的状态如图6所示，铺贴轨迹9近似于椭圆的一段，辊轮8在这个铺贴轨迹9上铺贴时，理想的辊轮纵切面11也近似于一个椭圆，其理想的母线当然是近似于一个椭圆的一段，这一段可以用辊轮母线12圆弧拟合，其直径是模具锥模面10在该直径的大约2倍，如图6右下角所示。那么内凹圆弧的直径的理论变化范围是：90
°
铺贴角的圆锥小端时的直径和45
°
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮，包括金属管内衬、橡胶外层，其特征在于：橡胶外层包括依次衔接的平直段、内凹段、平直段，其包裹在金属管内衬外部，且沿金属管内衬的长度方向延伸。2.根据权利要求1所述的用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮，其特征在于：橡胶外层母线段的直线部分占40%。3.根据权利要求1所述的用于小锥度圆锥面自动铺丝的辊轮，其特征在于：在平直段与...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春生，许春霞，洪琦，
申请(专利权)人：南昌工程学院，
类型：新型
国别省市：