复合材料导向剪切一体化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种复合材料导向剪切一体化装置，该装置包括：驱动模块，安装于机架上，与导向剪切刀的顶部螺纹连接，用于驱动导向剪切刀产生直线运动；导向剪切刀，安装于导向刀台的导向槽孔内，由驱动模块驱动，用于对复合材料纤维丝束进行剪切；导向刀台，安装于机架上，用于对导向剪切一体化装置的剪切运动进行导向；外切刀安装于导向刀台上，用于与导向剪切刀配对使用，实现对纤维丝束的导向和剪切。本实用新型专利技术将丝束导向和剪切装置融为一体，通过剪切机构的动作主动辅助丝束在导向装置内通行，从而提高了丝束剪切后重送的可靠性，避免了丝束在铺放过程中越位跑偏和嵌入连接缝隙等问题，同时也极大限度地缩少了机构体积，减轻了质量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种复合材料导向剪切一体化装置，该装置包括：驱动模块，安装于机架上，与导向剪切刀的顶部螺纹连接，用于驱动导向剪切刀产生直线运动；导向剪切刀，安装于导向刀台的导向槽孔内，由驱动模块驱动，用于对复合材料纤维丝束进行剪切；导向刀台，安装于机架上，用于对导向剪切一体化装置的剪切运动进行导向；外切刀安装于导向刀台上，用于与导向剪切刀配对使用，实现对纤维丝束的导向和剪切。本技术将丝束导向和剪切装置融为一体，通过剪切机构的动作主动辅助丝束在导向装置内通行，从而提高了丝束剪切后重送的可靠性，避免了丝束在铺放过程中越位跑偏和嵌入连接缝隙等问题，同时也极大限度地缩少了机构体积，减轻了质量。【专利说明】复合材料导向剪切一体化装置
本技术涉及复合材料自动铺放成型
，尤其是复合材料铺丝机导向剪切一体化装置，该装置主要用于多束复合纤维丝束材料铺放成型过程中对多束纤维丝束进行独立切断和导向。
技术介绍
复合材料具有高比强度、高比模量，耐疲劳，减振性好，工艺性好等优点，这些优点对飞行器的性能具有很大的价值，在航天航空工业中已经得到了广泛的应用。同时在其他行业，复合材料的用量也在日益增多。对高曲率轮廓复材整体构件，如飞机机身段，以及其他诸如喷气发动机整流罩、进气道、喷管、锥形管、压气机叶片、圆形或“C”形通道管等椭圆高曲率轮廓整体复材构件，使用自动铺带机设备将无法进行铺放加工制造。自动铺丝机由于可以对每一束丝带进行单独控制，可根据铺放层轮廓形状对丝束进行切断，可铺放复杂的、甚至带窗口的曲面。因此，对于此类复杂构件，需要使用自动铺丝机来实现铺放加工制造。剪切机构是自动铺丝机的核心部件，是铺丝机实现复杂轮廓铺放的前提。在接收到控制系统的指令后，剪切机构对纤维实施剪切动作。考虑到所剪切的纤维为碳纤维预浸带，且剪切的过程中有一定的粘性，要求剪切机构不仅动作快、切断率高、可靠性好，而且，切刀还要耐磨损，方便拆卸，易于更换维护。除此之外，丝束剪切后，进行再次重送时，不会出现丝束滑出导丝槽，不会因丝束嵌入剪切装置的连接缝隙中而出现卡丝的问题，保证100%的重送成功率，这也是对切割系统的基本要求。现有的复合材料丝束剪切系统通常采用独立的剪切系统。剪切与导向是两个独立的系统，丝束进行剪切后，纤维丝束头部的方向不是在确定位置，容易嵌入到剪切机构中，也可能滑出导丝槽。
技术实现思路
为了解决上次问题，本技术提出一种复合材料导向剪切一体化装置，该装置将丝束导向和剪切装置融为一体，通过剪切机构的动作主动辅助丝束在导向装置内通行。本技术提出的一种复合材料导向剪切一体化装置包括:驱动模块、一体化导向剪切刀、导向刀台、外切刀，复合材料纤维丝束，其中:所述驱动模块安装于机架上，与所述一体化导向剪切刀的顶部螺纹连接，用于驱动所述一体化导向剪切刀产生直线运动；所述一体化导向剪切刀安装于所述导向刀台的导向槽孔内，由所述驱动模块驱动，用于对复合材料纤维丝束进行剪切；所述导向刀台安装于机架上，用于对所述导向剪切一体化装置的剪切运动进行导向，同时也作为外切刀的安装基座；所述外切刀安装于所述导向刀台上，用于与所述一体化导向剪切刀配对使用，实现对纤维丝束的导向和剪切。其中，所述驱动模块为能够产生直线运动的驱动设备。其中，所述一体化导向剪切刀包括导向刀柄、紧固螺钉和内切刀，其中:所述导向刀柄的纵向切面呈“ gamma ”型，外围呈矩形，用于对整个导向剪切一体化装置的运动进行导向；所述导向刀柄的顶部贯设有螺纹孔，用于与所述驱动模块进行连接；所述导向刀柄下部垂直于水平面的平面上设有凹槽，用于安装所述内切刀，通过调节所述内切刀与凹槽之间的安装间隙，能够调节内外切刀之间的间隙；所述凹槽内设有一个或多个内螺纹孔，用于通过紧固螺钉将所述内切刀固定在所述导向刀柄上；所述导向刀柄的最下部设有通孔，作为复合材料纤维丝束的内导向通道，此内导向通道与导向刀台C的丝束通道尺寸一致，组成完整的通道。其中，所述通孔在所述导向刀柄背面的端口还设有倒角。其中，所述导向刀台为T型结构。其中，所述导向刀台上表面中部等间距开设有多个矩形导向槽孔，用于安装相应的一体化导向剪切刀；所述导向刀台上表面外围等间距开有多个圆孔，用于将导向刀台与铺丝机的外接导向模块连接起来；所述导向刀台的一下侧面为安装面，用于连接复合材料纤维丝束传送用的外接导向模块；所述安装面上等间距横向开设有多个倒U型通槽，用作纤维丝束的导向通道，所述倒U型通槽的孔型和间距与铺丝机的导向系统的尺寸完全匹配，与铺丝机的外接导向模块一起，构成完整封闭的导向系统；所述导向刀台的下部两端横向开设有通孔，用于定位所述外接导向模块，使其导向槽孔位置与所述导向刀台上的倒U型通槽精确对应。其中，所述导向刀台的底面为外切刀与导向刀台的安装面,所述底面上还贯设有多个螺纹孔，通过螺钉将安装在底面上的外切刀与导向刀台进行精密连接。其中，所述外切刀与所述一体化导向剪切刀构成多套导向剪切系统，每套导向剪切系统具有两条对等设计的外切刀，结构完全相同，可互换，且每套导向剪切系统的内外切刀间隙可独立进行调整。其中，每条外切刀的上表面均匀贯设有多个通孔，其与所述导向刀台上的螺纹孔一一对应，以通过螺钉将外切刀与所述导向刀台连接，构成封闭的丝束通道。其中，每条外切刀具有两个对称的刃口，可互换。本技术所公开的复合材料导向剪切一体化装置具有的有益效果是:提高了丝束剪切后重送的可靠性，避免了丝束在铺放过程中的越位跑偏和嵌入连接缝隙等问题，另外，也极大限度地缩少了机构体积，减轻了质量。【专利附图】【附图说明】图1是根据本技术一实施例的复合材料导向剪切一体化装置的正视图；图2是根据本技术一实施例的单束复合材料纤维丝束导向剪切装置的剖面图；图3是本技术一体化导向剪切刀b的结构示意图；图4是本技术导向刀柄bl的结构示意图；图5是本技术导向刀台c的正视图；图6是本技术导向刀台c的仰视图；图7是本技术外切刀d的结构示意图；图8是本技术导向剪切一体化装置的工作流程图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。图1是根据本技术一实施例的复合材料导向剪切一体化装置的结构示意图，如图1所示，本技术提出一种针对多丝束的导向剪切一体化装置，该装置可对于16束或更多丝束进行剪切和导向，该装置包括:驱动模块a、一体化导向剪切刀b、导向刀台C、外切刀d，复合材料纤维丝束e，其中:所述驱动模块a安装于机架上，与所述一体化导向剪切刀b的顶部螺纹连接，用于驱动所述一体化导向剪切刀b产生直线运动；所述驱动模块a可采用气缸，但不限于气缸，还可采用任何其他可产生直线运动的驱动设备。所述一体化导向剪切刀b安装于所述导向刀台c的导向槽孔内，由所述驱动模块a驱动，用于对复合材料纤维丝束进行剪切，图3是本技术一体化导向剪切刀b的结构示意图，图4是本技术导向刀柄bI的结构示意图，如图3和图4所示，所述一体化导向剪切刀b包括导向刀柄bl、紧固螺钉b2和内切刀b3，其中: 所述导向刀柄bl的纵向切面呈“ i-”型，外围呈矩形，用于对整个导向剪切一体化装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴保林，贾立好，徐德，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：实用新型
国别省市：