【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纤维拉挤成型，尤其涉及一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置及工艺。
技术介绍
1、纤维复合拉挤型材是采用拉挤成型工艺制作的具有恒定截面形状的复合材料制品，具有轻质高强、耐腐蚀性好、易于实现工业化生产等优势，将其作为一种轻量化结构构件应用于土木工程领域一度获得国内外的广泛关注。然而，当作为承重构件使用时，一方面需要型材截面尺寸较大，另一方面也对型材的纤维质量密度提出了更高的要求，往往需要高达70%及以上。巨大的用纱量使得现有拉挤成型工艺难以满足生产要求，导致型材产品存在壁厚不均匀、局部屈曲变形等多种质量问题。
2、拉挤成型模具一般由预成型、成型模具两部分组成，其中，预成型模具由一组导纱元件组成，目的是使浸润后的纤维增强材料去除多余树脂，排除气泡，逐步形成近似成型模腔的形状和尺寸，最后进入模具。经实际考察分析，现有的预成型模具无法精确控制定位是影响拉挤型材产品质量的一个关键因素。具体地，现有的拉挤成型生产工艺一般是在预成型模具端部先采用封板粗定位，再通过高强螺栓进行调整，达到将芯棒定位在中心位置的目的。这种定位方式存在如下弊端：（1）定位精度有限，需要依靠在连续生产过程中不断调整来保证壁厚的均匀性，但依赖主观控制较多，不仅导致同一批次构件容易产生壁厚不均匀情况，亦导致不同批次构件也存在壁厚不均匀问题；（2）4个方向分别采用高强螺栓定位，无法做到同步控制。在此背景下，提出一种可实现精确控制的预成型模具定位装置，优化现有纤维复合拉挤成型工艺，对提高拉挤型材产品质量具有重要意义。
1、本专利技术实施例提供一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置及工艺，用以实现预成型模具精确定位，提升产品质量。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术第一方面提供了可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，包括沿自后向前方向依次设置的第一定位架、第二定位架，第一定位架和第二定位架的内部均设置有供芯棒穿过的腔体，所述的腔体均沿前后方向贯穿第一定位架或第二定位架，第一定位架的后侧依次设置有第一拼接式限位板和封板，第二定位架的后侧和前侧分别设置有第二拼接式限位板和第三拼接式限位板；
3、第一拼接式限位板、第二拼接式限位板和第三拼接式限位板均包括两个限位板分部，所述两个限位板分部分设于芯棒的两侧，每个限位板分部均具有一个容置芯棒的定位开口，所述两个限位板分部的定位开口围成夹紧芯棒穿过的定位孔，第一拼接式限位板的两个限位板分部通过螺栓与第一定位架固定连接，第二拼接式限位板的两个限位板分部和第三拼接式限位板的两个限位板分部通过螺栓与第二定位架固定连接；
4、所述的封板的前侧设置有用于容置芯棒的定位容腔，所述定位容腔为前开口的腔体，芯棒的后端安装于该定位容腔内，封板通过螺栓与第一定位架固定连接，所述的定位容腔、第一拼接式限位板的定位孔、第二拼接式限位板的定位孔和第三拼接式限位板的定位孔的轴心线相同。
5、本专利技术通过第一定位架和第二定位架实现对芯棒的两段支撑，进一步的，具有封板、第一拼接式限位板、第二拼接式限位板和第三拼接式限位板四个精确定位点，实现对芯棒的精确、稳定定位，可显著提高纤维复合拉挤型材产品质量。
6、本专利技术提出的纤维复合拉挤预成型组合式定位段装置具有比较强的通用性，能够适用于现有的多种模具，并可根据不同截面类型进行相应的设计和调整，无需在现有模具基础上增加过高的成本。
7、优选的，所述的封板的前端面设置有多个定位板，所述多个定位板围成定位容腔。
8、进一步地，所述的芯棒的截面为方形，所述的定位容腔的截面形状为与芯棒的截面相配合的方形，所述的第一拼接式限位板的定位孔、第二拼接式限位板的定位孔和第三拼接式限位板的定位孔均为与芯棒的截面相配合的方形孔。
9、优选的，所述的定位容腔的后端面具有与芯棒的中心孔相配合的定位杆，芯棒的后端插装于定位容腔内时，所述定位杆插装于芯棒后端的中心孔内。
10、进一步的，所述的封板的前端面设置有四个定位板，四个定位板分别与截面为方形的芯棒的四个侧面相平行，每个定位板均沿垂直于该定位板方向可滑动地安装于封板上，从而通过滑动各定位板，改变定位板的固定位置，使得定位板可以适用于不同尺寸的方形芯棒，使得封板具有优越的经济性。
11、进一步的，为了进一步提高设备的通用性和经济性，本专利技术提供一种可变径方形芯棒，所述的可变径方形芯棒包括由四个l型插板围成的方形外壳、四个分设于方形外壳的四个侧面内部的支撑板、芯轴和设置于芯轴上推动四个支撑板同步沿径向双向平移的驱动结构，每个l型插板均具有两个相互垂直的侧板，每个侧板的外侧均为叉指结构，任意两个相邻的l型插板的叉指结构相互插接，组合成方形芯棒的一个侧面，位于方形芯棒同一个侧面的两个l型插板的侧板均安装于该侧面内侧的支撑板上，支撑板上设置有用于安装l型插板的侧板的燕尾导向槽，燕尾导向槽的延伸方向平行于侧板且垂直于前后方向，各侧板仅可沿所述燕尾导向槽滑动地安装于对应支撑板上。从而通过驱动结构推动四个支撑板沿径向向外移动，便可以增大方形芯棒的截面尺寸，通过驱动结构带动四个支撑板沿径向向内移动，便可以减小方形芯棒的截面尺寸，从而使得方形芯棒具有变径功能。
12、所述的叉指结构是指侧板的外侧沿自后向前的方向具有多个间隔设置的矩形柱，矩形柱的延伸方向平行于侧板且垂直于前后方向，矩形柱在前后方向的宽度与所述间隔在前后方向上的尺寸相同。从而两个相邻的l型插板的两个侧板便可以相互插接。
13、可选的，所述的驱动结构可以为液压驱动结构、直线电机驱动结构、螺纹驱动结构等。做为一种优选的实施例，所述的驱动结构包括沿轴向设置于芯轴上的多个驱动单元，所述的驱动单元包括第一驱动螺母和第二驱动螺母，所述的芯轴设置有外螺纹，第一驱动螺母和第二驱动螺母均通过螺纹安装于芯轴上，第一驱动螺母通过四个第一连杆分别连接四个支撑板，第二驱动螺母通过四个第二连杆分别连接四个支撑杆，每个第一连杆均一端与第一驱动螺母铰接、另一端与对应的支撑板铰接，每个第二连杆均一端与第二驱动螺母铰接、另一端与对应的支撑板铰接，第一驱动螺母的内螺纹和第二驱动螺母的内螺纹的旋向相反，以使得当沿一个方向旋转芯轴时，第一驱动螺母和第二驱动螺母沿轴向相互靠近并通过第一连杆和第二连杆驱动支撑板沿径向的第一方向运动；当沿相反方向旋转芯轴时，第一驱动螺母和第二驱动螺母沿轴向相互远离并通过第一连杆和第二连杆驱动支撑板沿与第一方向相反的径向运动。从而实现支撑板的沿径向向内移动或向外移动。
14、进一步的，对于具有芯轴的方形芯棒，所述的定位容腔的后端面不再设置定位杆，所述的定位容腔的后端面而是设置有与所述芯轴相配合的轴孔，且所述轴孔贯穿封板。从而，当芯棒的后端插装于定位容腔内时，所述芯轴插装于所述轴孔内。
15、进一步的，对于定位板可滑动地安装于封板上的结构，所述的封板的前端面设置有分别与对应的定位板相配合的导轨，导轨的延伸方向垂直于对应的定位板，定位板的后端具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，包括沿自后向前方向依次设置的第一定位架、第二定位架，第一定位架和第二定位架的内部均设置有供芯棒穿过的腔体，所述的腔体均沿前后方向贯穿第一定位架或第二定位架，第一定位架的后侧依次设置有第一拼接式限位板和封板，第二定位架的后侧和前侧分别设置有第二拼接式限位板和第三拼接式限位板；
2.如权利要求1所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的封板的前端面设置有多个定位板，所述多个定位板围成定位容腔。
3.如权利要求2所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的芯棒的截面为方形，所述的定位容腔的截面形状为与芯棒的截面相配合的方形，所述的第一拼接式限位板的定位孔、第二拼接式限位板的定位孔和第三拼接式限位板的定位孔均为与芯棒的截面相配合的方形孔。
4.如权利要求1所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的定位容腔的后端面具有与芯棒的中心孔相配合的定位杆，芯棒的后端插装于定位容腔内时，所述定位杆插装于芯棒后端的中
5.如权利要求3所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的封板的前端面设置有四个定位板，四个定位板分别与截面为方形的芯棒的四个侧面相平行，每个定位板均沿垂直于该定位板方向可滑动地安装于封板上。
6.如权利要求5所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的芯棒为可变径方形芯棒，所述的可变径方形芯棒包括由四个L型插板围成的方形外壳、四个分设于方形外壳的四个侧面内部的支撑板、芯轴和设置于芯轴上推动四个支撑板同步沿径向双向平移的驱动结构，每个L型插板均具有两个相互垂直的侧板，每个侧板的外侧均为叉指结构，任意两个相邻的L型插板的叉指结构相互插接，组合成方形芯棒的一个侧面，位于方形芯棒同一个侧面的两个L型插板的侧板均安装于该侧面内侧的支撑板上，支撑板上设置有用于安装L型插板的侧板的燕尾导向槽，燕尾导向槽的延伸方向平行于侧板且垂直于前后方向，各侧板仅可沿所述燕尾导向槽滑动地安装于对应支撑板上。
7.如权利要求6所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的驱动结构包括沿轴向设置于芯轴上的多个驱动单元，所述的驱动单元包括第一驱动螺母和第二驱动螺母，所述的芯轴设置有外螺纹，第一驱动螺母和第二驱动螺母均通过螺纹安装于芯轴上，第一驱动螺母通过四个第一连杆分别连接四个支撑板，第二驱动螺母通过四个第二连杆分别连接四个支撑杆，每个第一连杆均一端与第一驱动螺母铰接、另一端与对应的支撑板铰接，每个第二连杆均一端与第二驱动螺母铰接、另一端与对应的支撑板铰接，第一驱动螺母的内螺纹和第二驱动螺母的内螺纹的旋向相反，以使得当沿一个方向旋转芯轴时，第一驱动螺母和第二驱动螺母沿轴向相互靠近并通过第一连杆和第二连杆驱动支撑板沿径向的第一方向运动；当沿相反方向旋转芯轴时，第一驱动螺母和第二驱动螺母沿轴向相互远离并通过第一连杆和第二连杆驱动支撑板沿与第一方向相反的径向运动。
8.如权利要求5所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的封板的前端面设置有分别与对应的定位板相配合的导轨，导轨的延伸方向垂直于对应的定位板，定位板的后端具有与导轨相配合的滑块，滑块滑动安装于导轨内，封板上还设置有将滑块定位于导轨不同位置的定位装置。
9.如权利要求8所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的定位装置为调节螺栓，调节螺栓的螺帽端具有一个安装板，调节螺栓可旋转地安装于安装板，且安装板限制调节螺栓沿轴向的移动，安装板与封板固定连接，滑块设置有与所述调节螺栓相配合的螺纹孔，调节螺栓与滑块的螺纹孔通过螺纹连接。
10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的预成型定位装置的定位工艺，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，包括沿自后向前方向依次设置的第一定位架、第二定位架，第一定位架和第二定位架的内部均设置有供芯棒穿过的腔体，所述的腔体均沿前后方向贯穿第一定位架或第二定位架，第一定位架的后侧依次设置有第一拼接式限位板和封板，第二定位架的后侧和前侧分别设置有第二拼接式限位板和第三拼接式限位板；
2.如权利要求1所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的封板的前端面设置有多个定位板，所述多个定位板围成定位容腔。
3.如权利要求2所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的芯棒的截面为方形，所述的定位容腔的截面形状为与芯棒的截面相配合的方形，所述的第一拼接式限位板的定位孔、第二拼接式限位板的定位孔和第三拼接式限位板的定位孔均为与芯棒的截面相配合的方形孔。
4.如权利要求1所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的定位容腔的后端面具有与芯棒的中心孔相配合的定位杆，芯棒的后端插装于定位容腔内时，所述定位杆插装于芯棒后端的中心孔内。
5.如权利要求3所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的封板的前端面设置有四个定位板，四个定位板分别与截面为方形的芯棒的四个侧面相平行，每个定位板均沿垂直于该定位板方向可滑动地安装于封板上。
6.如权利要求5所述的一种可实现精确控制的纤维复合拉挤预成型定位装置，其特征在于，所述的芯棒为可变径方形芯棒，所述的可变径方形芯棒包括由四个l型插板围成的方形外壳、四个分设于方形外壳的四个侧面内部的支撑板、芯轴和设置于芯轴上推动四个支撑板同步沿径向双向平移的驱动结构，每个l型插板均具有两个相互垂直的侧板，每个侧板的外侧均为叉指结构，任意两个相邻的l型插板的叉指结构相互插接，组合成方形芯棒的一个侧面，位于方形芯棒同一个侧面的两个l型插板的侧板...
【专利技术属性】
技术研发人员：周练，相敏，任霞，唐丽娜，章一萍，李莉，
申请(专利权)人：四川省建筑设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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