異形結構芯模纖維鋪放頭的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種異形結構芯模纖維鋪放頭，包括導絲模塊、再送模塊、切割模塊、壓頭模塊、襯紙回收模塊和加熱模塊；所述的導絲模塊將纖維預浸帶從帶盤上引導到鋪放頭上，纖維預浸帶在鋪放頭中依次經過再送模塊、切割模塊、加熱模塊和壓頭模塊；所述的異形結構芯模纖維鋪放頭中設置有兩處襯紙回收模塊，第一處設置在再送模塊和切割模塊之間，第二處設置在壓頭模塊之后。本實用新型能夠一次鋪設多條窄的纖維預浸帶并且能完成導絲、輸送、襯紙回收、剪切、加熱和鋪放的功能，本實用新型既適用于圓柱體等簡單結構的芯模又適用于圓錐體、網格狀等異形結構的芯模，本實用新型功能齊全，鋪放效果良好，結構緊湊。
【專利說明】異形結構芯模纖維鋪放頭
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種纖維鋪放設備中的鋪放頭，尤其涉及異形結構芯模纖維鋪放頭。
【背景技術】
[0002]纖維鋪放技術是生產效率最高的復合材料成型技術之一。這種新的成型技術最開始主要用于航空航天業當中，隨著纖維鋪放技術的不斷發展，目前這項技術在各行各業得到了廣泛的應用。
[0003]目前用于鋪放纖維預浸帶的芯模分為兩種，一種是圓柱體等簡單結構的芯膜，另一種是圓錐體、網格狀等異形結構的芯模，鋪放異形結構的芯模比鋪放簡單結構的芯模更復雜而且更容易產生重復鋪放，鋪放不整齊的現象，為了克服上述問題，需要在鋪設過程中一次鋪設多條窄的纖維預浸帶，但同時鋪設多條窄的纖維預浸帶需要克服的問題較多，比如需要讓每根纖維預浸帶同時完成各自的工作路徑、防止纖維預浸帶之間纏繞、根據芯模的形狀變化調節壓頭的伸縮量等等，于是研宄一種一次能鋪設多條窄的纖維預浸帶的鋪放頭成為亟待解決的問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型根據上述的技術問題提供一種異形結構芯模纖維鋪放頭，該異形結構芯模纖維鋪放頭能夠一次鋪設多條窄的纖維預浸帶并且能完成導絲、輸送、襯紙回收、剪切、加熱和鋪放的功能，該鋪放頭既適用于圓柱體等簡單結構的芯模又適用于圓錐體、網格狀等異形結構的芯模，本實用新型功能齊全，鋪放效果良好，結構緊湊。
[0005]為解決上述的技術問題本實用新型提供一種異形結構芯模纖維鋪放頭，包括導絲模塊、再送模塊、切割模塊、壓頭模塊、襯紙回收模塊和加熱模塊；所述的導絲模塊將纖維預浸帶從帶盤上引導到鋪放頭上，纖維預浸帶在鋪放頭中依次經過再送模塊、切割模塊、加熱模塊和壓頭模塊；所述的異形結構芯模纖維鋪放頭中設置有兩處襯紙回收模塊，第一處設置在再送模塊和切割模塊之間，第二處設置在壓頭模塊之后。
[0006]所述的導絲模塊包括兩對輸絲導絲軸和集中軸，兩對輸絲導絲軸之間存在高度差，同一對輸絲導絲軸的兩跟輸絲導絲軸之間也存在高度差；每根輸絲導絲軸上設置有多條凹槽，纖維預浸帶在凹槽的限制下分別通過兩對輸絲導絲軸從帶盤上被引導到鋪放頭的集中軸上。
[0007]在每根輸絲導絲軸上所有的凹槽都相互平行，凹槽繞輸絲導絲軸外圓一周呈環形；同一對輸絲導絲軸上凹槽的設置完全相同，兩對輸絲導絲軸上凹槽的位置交差設置、相互間隔。
[0008]所述的再送模塊包括主動輪、從動輪、固定架、連接桿和氣缸；主動輪和電機連接，從動輪的外圓與主動輪的外圓相切或相鄰，纖維預浸帶位于主動輪與從動輪之間，固定架固定在從動輪上，固定架的一端可繞固定點轉動，固定架的另一端與連接桿連接，連接桿與氣缸的伸出桿連接。
[0009]所述再送模塊的氣缸的安裝方向和伸出桿運動方向為水平方向。
[0010]所述的切割模塊包括超聲波切割刀。
[0011]所述的壓頭模塊包括電動機、傳動機構、壓頭和導軌，所述的壓頭設置在導軌中并處于鋪放頭靠近芯模的最前端，電動機和壓頭之間通過傳動機構連接，電動機通過傳動機構帶動壓頭做伸縮運動。
[0012]所述的傳動機構包括傳動桿和連接桿，傳動桿靠近壓頭的一端設有凸緣，凸緣上設置有平面形凸輪槽，平面形凸輪槽的輪廓與壓頭所要完成的伸出路徑相對應，傳動桿的另一端設有圓錐齒輪，連接桿兩端都套有軸承，壓頭的側面后端設置有軸承槽，連接桿的兩端分別放置在壓頭的軸承槽和傳動桿的平面形凸輪槽中；電動機的輸出軸前端固定有圓錐齒輪，電動機上的圓錐齒輪與傳動桿上的圓錐齒輪嚙合。
[0013]所述的襯紙回收模塊包括收帶盤、轉動架和導帶軸，收帶盤與電機連接，襯紙依次通過導帶軸和轉動架被回收到收帶盤上。
[0014]所述的轉動架包含一根輕桿，輕桿的兩端分別設置一個圓筒，輕桿的中心固定，輕桿可以繞中心轉動。
[0015]所述的加熱模塊包括轉軸、紅外線加熱管、旋轉控制器和護罩；所述的紅外線加熱管和護罩都固定在轉軸上，紅外線加熱管設置在護罩內部，所述的護罩是一種半封閉外殼，旋轉控制器用于控制轉軸的旋轉。
[0016]本實用新型的有益效果是:
[0017]本實用新型包括導絲模塊、再送模塊、切割模塊、壓頭模塊、襯紙回收模塊和加熱模塊，能夠一次鋪設多條窄的纖維預浸帶并且能完成導絲、輸送、襯紙回收、剪切、加熱和鋪放的功能，本實用新型既適用于圓柱體等簡單結構的芯模又適用于圓錐體、網格狀等異形結構的芯模，本實用新型功能齊全，鋪放效果良好，結構緊湊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的整體結構的示意圖。
[0019]圖23是本實用新型的導絲模塊整體結構的示意圖。
[0020]圖26是本實用新型的輸絲導絲軸的剖視圖。
[0021]圖3是本實用新型的再送模塊的正視圖。
[0022]圖如是本實用新型的壓頭模塊的結構示意圖。
[0023]圖仙是本實用新型的壓頭模塊的三維結構示意圖。
[0024]圖5是本實用新型的襯紙回收模塊的結構示意圖。
[0025]圖6是本實用新型的加熱模塊的三維結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0027]如圖1所示，所述的異形結構芯模纖維鋪放頭包括導絲模塊1、再送模塊2、切割模塊3、加熱模塊4、壓頭模塊5和襯紙回收模塊6 ；導絲模塊1將纖維預浸帶8從帶盤引導到鋪放頭上，纖維預浸帶在鋪放頭上依次經過再送模塊2、切割模塊3、加熱模塊4和壓頭模塊5 ；所述的異形結構芯模纖維鋪放頭中設置有兩處襯紙回收模塊6，第一處設置在再送模塊2和切割模塊3之間，第二處設置在壓頭模塊5之后。
[0028]如圖23所示，所述的導絲模塊1包括兩對輸絲導絲軸11和集中軸12，兩對輸絲導絲軸11之間存在高度差，同一對輸絲導絲軸11的兩軸之間也存在高度差，每根輸絲導絲軸11上設置有凹槽，在導絲過程中纖維預浸帶在凹槽的限制下分別通過兩對輸絲導絲軸11，從帶盤上被引導到鋪放頭的集中軸12上。導絲模塊1可以把纖維預浸帶8穩定有序的引導到鋪放頭上，防止了纖維預浸帶8的打卷和纏繞，提高了工作效率。
[0029]如圖26所示，在每根輸絲導絲軸11上所有的凹槽都相互平行，凹槽繞輸絲導絲軸11外圓一周呈環形，兩對輸絲導絲軸11上凹槽的位置交差設置、相互間隔；凹槽用于限制纖維預浸帶8的運動方向使每條纖維預浸帶8形成固定的線路，凹槽的數目和寬度根據實際需要確定，在本實施例中，每根輸絲導絲軸11上均設置有4條凹槽。
[0030]如圖3所示，所述的再送模塊2包括主動輪21、從動輪22、固定架23、連接桿24和氣缸26 ；主動輪21和電機連接，從動輪22的外圓與主動輪21的外圓相切或相鄰，纖維預浸帶8位于主動輪21和從動輪22之間，固定架23固定在從動輪22上，固定架23的一端可繞固定點轉動，固定架23的另一端與連接桿24連接，連接桿24與氣缸伸出桿25連接。在本實施例中，所述氣缸26的安裝方向為水平方向，這種布置節約了鋪放頭的垂直空間。再送模塊2通過控制氣缸26的伸縮來改變主動輪21和從動輪22之間的壓緊和松開，從而實現纖維預浸帶8的定時輸送。
[0031]所述的切割模塊3包括超聲波切割刀。超聲波切割刀利用超聲轉換器將傳統的電能轉化為超高頻(201(--)的振動能，這種振動能可以使切割刀產生高速的振動，利用這種振動實現纖維預浸帶的切割。這種切割技術切割出來的纖維預浸帶切口光滑，牢靠，切邊準確，不會變形，不會產生毛邊，切割效果好。
[0032]如圖如和圖4)3所不，所述的壓頭模塊5包括電動機51、傳動機構、壓頭52和導軌53，所述的壓頭52設置在導軌53中并處于鋪放頭的最前端靠近芯模處，壓頭52的數目根據實際需要確定(在本實施例中，有8個壓頭)，電動機51和壓頭52之間通過傳動機構連接，電動機51通過傳動機構帶動壓頭52做伸縮運動。壓頭模塊5能夠精確的控制每個壓頭52伸出的長度，保持壓頭52對芯模表面穩定的壓力，能精確有效的完成纖維預浸帶的鋪放。
[0033]如圖如和圖仙所示，在本實施例中，所述的傳動機構包括傳動桿54和連接桿55，壓頭的側面后端設置有軸承槽59，傳動桿54靠近壓頭52的一端設有平面形凸輪槽56，傳動桿54的另一端設有圓錐齒輪57，連接桿55兩端都套有軸承，連接桿的兩端分別放置在壓頭52的軸承槽59和傳動桿54的平面形凸輪槽56中，電動機51的輸出軸前端固定有圓錐齒輪58，電動機51上的圓錐齒輪58與傳動桿54上的圓錐齒輪57嚙合，所述的傳動桿54的平面形凸輪槽56的輪廓與壓頭52所要完成的伸縮路徑相對應，這種傳動機構結構簡單，傳動穩定，可以完成壓頭52所以軌跡的伸縮運動。所述的電動機51安裝在鋪絲機的橫梁上，有效的減輕了鋪放頭的重量。
[0034]如圖5所示，襯紙回收模塊6包括收帶盤63、轉動架62和導帶軸61，所述的收帶盤63與電機連接，襯紙依次通過導帶軸61和轉動架62被回收到收帶盤63上。所述的襯紙回收模塊6用于回收纖維預浸帶上下兩層襯紙，襯紙回收模塊6使纖維預浸帶8的鋪放更方便，同時為纖維預浸帶8的輸送提供一定的張緊力，使碳纖維預浸帶8的傳輸更穩定。
[0035]在本實施例中，所述的轉動架62包含一根輕桿，輕桿的兩端分別設置一個圓筒，輕桿中心固定，輕桿可以繞中心轉動，襯紙回收模塊6通過調節轉動架62轉動的角度來改變襯紙回收的路徑，達到調節張緊力的作用。
[0036]如圖6所示，所述的加熱模塊4包括轉軸41、紅外線加熱管42、旋轉控制器和護罩43。紅外線加熱管42和護罩43固定在轉軸41上，紅外線加熱管42設置在護罩43內部，所述的護罩43是一種半封閉外殼，旋轉控制器用于控制轉軸41的旋轉，紅外線加熱管42主要用來產生熱量，護罩43保護燈管不被工作空間里的雜物損害，加熱模塊4根據鋪放頭的伸出長度調整紅外線燈管的照射方向，從而實現對纖維預浸帶鋪放部位的加熱。
[0037]以上實施例僅為本實用新型之優選方案，而非對本實用新型的限制，有關【技術領域】的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案，都落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:包括導絲模塊、再送模塊、切割模塊、壓頭模塊、襯紙回收模塊和加熱模塊；所述的導絲模塊將纖維預浸帶從帶盤上引導到鋪放頭上，纖維預浸帶在鋪放頭中依次經過再送模塊、切割模塊、加熱模塊和壓頭模塊；所述的異形結構芯模纖維鋪放頭中設置有兩處襯紙回收模塊，第一處設置在再送模塊和切割模塊之間，第二處設置在壓頭模塊之后。
2.如權利要求1所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:導絲模塊包括兩對輸絲導絲軸和集中軸，兩對輸絲導絲軸之間存在高度差，同一對輸絲導絲軸的兩跟輸絲導絲軸之間也存在高度差；每根輸絲導絲軸上設置有多條凹槽，纖維預浸帶在凹槽的限制下分別通過兩對輸絲導絲軸從帶盤上被引導到鋪放頭的集中軸上。
3.如權利要求2所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:在每根輸絲導絲軸上所有的凹槽都相互平行，凹槽繞輸絲導絲軸外圓一周呈環形；同一對輸絲導絲軸上凹槽的設置完全相同，兩對輸絲導絲軸上凹槽的位置交差設置、相互間隔。
4.如權利要求1所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的再送模塊包括主動輪、從動輪、固定架、連接桿和氣缸；主動輪和電機連接，從動輪的外圓與主動輪的外圓相切或相鄰，纖維預浸帶位于主動輪和從動輪之間，固定架固定在從動輪上，固定架的一端可繞固定點轉動，固定架的另一端與連接桿連接，連接桿與氣缸的伸出桿連接。
5.如權利要求4所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述再送模塊的氣缸的安裝方向和伸出桿運動方向為水平方向。
6.如權利要求1所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的切割模塊包括超聲波切割刀。
7.如權利要求1所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的壓頭模塊包括電動機、傳動機構、壓頭和導軌，所述的壓頭設置在導軌中并處于鋪放頭靠近芯模的最前端，電動機和壓頭之間通過傳動機構連接，電動機通過傳動機構帶動壓頭做伸縮運動。
8.如權利要求7所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的傳動機構包括傳動桿和連接桿，傳動桿靠近壓頭的一端設有凸緣，凸緣上設置有平面形凸輪槽，平面形凸輪槽的輪廓與壓頭所要完成的伸出路徑相對應，傳動桿的另一端設有圓錐齒輪，連接桿兩端都套有軸承，壓頭的側面后端設置有軸承槽，連接桿的兩端分別放置在壓頭的軸承槽和傳動桿的平面形凸輪槽中；電動機的輸出軸前端固定有圓錐齒輪，電動機上的圓錐齒輪與傳動桿上的圓錐齒輪嚙合。
9.如權利要求1所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的襯紙回收模塊包括收帶盤、轉動架和導帶軸，收帶盤與電機連接，襯紙依次通過導帶軸和轉動架被回收到收帶盤上。
10.如權利要求9所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的轉動架包含一根輕桿，輕桿的兩端分別設置一個圓筒，輕桿的中心固定，輕桿可以繞中心轉動。
11.如權利要求1所述的一種異形結構芯模纖維鋪放頭，其特征在于:所述的加熱模塊包括轉軸、紅外線加熱管、旋轉控制器和護罩；所述的紅外線加熱管和護罩都固定在轉軸上，紅外線加熱管設置在護罩內部，所述的護罩是一種半封閉外殼，所述的旋轉控制器用于控制轉軸的旋轉。
【文檔編號】B29C70/54GK204249373SQ201420709170
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年11月24日
【發明者】田會方, 吳迎峰, 趙鵬舉 申請人:武漢理工大學