專利名稱：一種熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)用新型屬于熱塑性復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置。
背景技術(shù)：
熱塑性復(fù)合材料具有較高的韌性、原材料可在室溫下貯存、成型時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，其研究與應(yīng)用早在上世紀(jì)80年代便受到美、日、歐等工業(yè)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的高度重視。為了節(jié)能減排，未來的飛機(jī)、新能源車等交通工具，將采用更加輕量化的結(jié)構(gòu)，其中熱塑性碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在此領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在熱塑性復(fù)合材料價(jià)值鏈中，原材料、結(jié)構(gòu)件制造、預(yù)浸料等中間產(chǎn)品的附加值分別為30%、55%和10%。其中，原材料與預(yù)浸料等中間產(chǎn)品的成本具有相對穩(wěn)定性，因此降低結(jié)構(gòu)件的制造成本已成為降低整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈成本的關(guān)鍵。目前，市場上缺少經(jīng)濟(jì)、高效、可靠的熱塑性復(fù)合材料的成型制造工藝。集中一體式的熱塑性復(fù)合材料的成型輸送線可望促進(jìn)熱塑性復(fù)合材料制件的大批量生產(chǎn)、降低成本。

實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型的技術(shù)目的是針對上述熱塑性復(fù)合材料成型工藝的技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置，該成型輸送裝置能夠集中熱塑性復(fù)合材料的上料、加熱與沖壓工藝為一體，實(shí)現(xiàn)熱塑性復(fù)合材料的流水線式成型輸送線。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案為一種熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置，用于輸送熱塑性復(fù)合材料經(jīng)過上料區(qū)、加熱區(qū)，然后進(jìn)入沖壓區(qū)，該熱塑性復(fù)合材料在沖壓區(qū)進(jìn)行沖壓后得到熱塑性復(fù)合材料成型制件；該成型輸送裝置包括支架，安裝在支架上的導(dǎo)軌，安裝在導(dǎo)軌上、通過驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)在導(dǎo)軌上相對支架移動(dòng)的底架輸送部分；所述的驅(qū)動(dòng)單元由絲桿與伺服電機(jī)組成，所述的絲桿安裝在支架上并且與底架輸送部分上的絲杠螺母固定連接，所述的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿沿平行于導(dǎo)軌的方向移動(dòng)；所述的底架輸送部分包括承載熱塑性復(fù)合材料的底架，設(shè)置在底架兩側(cè)、沿?zé)崴苄詮?fù)合材料輸送方向相對放置的底架桿，以及安裝在底架桿上的用于夾持熱塑性復(fù)合材料的夾具；所述的底架設(shè)置有用于調(diào)整底架寬度的第一氣缸；所述的夾具由上夾部、下夾部，以及位于上夾部與下夾部之間、用于調(diào)整上夾部與下夾部之間的開合距離的第二氣缸。作為優(yōu)選，所述的加熱區(qū)的加熱器集成在支架上，所述的加熱器是上下對稱密封布置的紅外線輻射加熱器，熱塑性復(fù)合材料板隨著底架輸送部分的移動(dòng)經(jīng)過該加熱器進(jìn)行加熱。[0012]作為優(yōu)選，所述的夾具通過鎖緊螺母固定在底架桿上，能夠手動(dòng)調(diào)節(jié)該夾具在底架桿上的固定位置。作為優(yōu)選，所述的夾具與底架桿的連接處設(shè)置第三氣缸，用于調(diào)整夾具的開孔端與底架桿之間的距離。作為優(yōu)選，所述的上料區(qū)與加熱區(qū)交接處豎直安裝定位板，用于調(diào)整熱塑性復(fù)合 材料的放置位置，使其按照規(guī)定的位置進(jìn)入加熱區(qū)進(jìn)行加熱；該定位板的一端豎直安裝在第四氣缸上，第四氣缸安裝在支架上，通過第四氣缸的調(diào)節(jié)，該定位板能夠在垂直底架的方向上下移動(dòng)。綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置，該裝置能夠集中熱塑性復(fù)合材料的上料、加熱與沖壓工藝為一體，實(shí)現(xiàn)熱塑性復(fù)合材料的流水線式成型輸送線，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下(I)通過支架、導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)部分以及底架輸送部分為結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)部分的作用下，底架輸送部分運(yùn)載熱塑性復(fù)合材料在支架的導(dǎo)軌上移動(dòng)，依次經(jīng)過上料區(qū)、加熱區(qū)與沖壓區(qū)，真正實(shí)現(xiàn)了集中一體式成型輸送線，大大簡化了現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝輸送過程；(2)通過設(shè)置第一氣缸與第二氣缸，實(shí)現(xiàn)底架寬度自由調(diào)節(jié)，以及夾具開合距離的自由調(diào)節(jié)，從而適應(yīng)不同尺寸和形狀的熱塑性復(fù)合材料；(3)通過優(yōu)選設(shè)置第三氣缸，實(shí)現(xiàn)夾具開口端與底架桿之間距離的自由調(diào)節(jié)，能夠使熱塑性復(fù)合材料保持表面平整地經(jīng)過加熱區(qū)進(jìn)入沖壓區(qū)，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中由于熱塑性復(fù)合材料由于受熱容易產(chǎn)生表面彎曲，導(dǎo)致熱塑性復(fù)合材料表面平整度差影響定型效果的問題；(4)優(yōu)選集成一組標(biāo)準(zhǔn)陶瓷紅外線輻射加熱器，組成熱塑性復(fù)合材料的加熱通道。通過對該加熱器的溫度進(jìn)行成組模塊化PLC精確控制，可以實(shí)現(xiàn)對熱塑性復(fù)合材料的均勻快速加熱，為后續(xù)的沖壓成型作好準(zhǔn)備；該預(yù)熱裝置設(shè)計(jì)成封閉形式，以確保能源利用的效率高，散熱??；(5)優(yōu)選集成智能傳感與遠(yuǎn)程集成化參數(shù)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)對輸送速度、加熱溫度、移動(dòng)位置、成型模具高度等工作參數(shù)的有效集成控制；同時(shí)為監(jiān)控系統(tǒng)和/或操作員提供相關(guān)信息，以提高工作效率及減少維護(hù)成本；友好的人機(jī)界面方便進(jìn)行操作和數(shù)據(jù)記錄、分析、統(tǒng)計(jì)；另外，本實(shí)用新型的熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)，通過本實(shí)用新型成型輸送裝置能夠快速、高效、大批量地生產(chǎn)熱塑性復(fù)合材料的成型制件，具有優(yōu)良的應(yīng)用前景。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例中熱塑性復(fù)合材料成型輸送線的正視圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置的俯視圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置中底架輸送部分的俯視圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例中熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置中夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對本實(shí)用新型的理解，而對其不起任何限定作用。圖I至圖4中的附圖標(biāo)記為I為絲杠，2為導(dǎo)軌，3為支撐腳輪，4為絲杠螺母，5為伺服電機(jī)，6為支架，7為進(jìn)料口，8為底架輸送部分，9為底架桿，10為夾具，11為熱塑性復(fù)合材料，12為紅外線福射加熱器,13為上模具，14為液壓機(jī),15為下模具，16為第一氣缸,17為鎖緊螺栓，18為第二氣缸，19為上夾部，19;為下夾部。本實(shí)施例中，如圖I所示，熱塑性復(fù)合材料11的成型輸送線包括上料區(qū)、加熱區(qū)以及沖壓區(qū)。熱塑性復(fù)合材料11通過進(jìn)料口 7進(jìn)入成型輸送線，由熱塑性復(fù)合材料成型輸送裝置輸送，經(jīng)過上料區(qū)進(jìn)入加熱區(qū)加熱，然后進(jìn)入沖壓區(qū)進(jìn)行沖壓后，得到熱塑性復(fù)合材料成型制件。如圖I與2所示，熱塑性復(fù)合材料成型輸送裝置包括帶支撐腳輪3的支架6，導(dǎo)軌I，底架輸送部分8，絲杠I和伺服電機(jī)5，以及控制部分。導(dǎo)軌I安裝在支架6上，底架輸送部分8安裝在導(dǎo)軌I上。絲桿I安裝在支架6上，并且與導(dǎo)軌6平行。絲杠I與底架輸送部分8通過絲杠螺母4固定連接，在支架6的前端有一支撐板，上面裝有伺服電機(jī)5，伺服電機(jī)5連接絲杠I構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部分。底架輸送部分8包括承載熱塑性復(fù)合材料11的底架，設(shè)置在底架兩側(cè)、沿?zé)崴苄詮?fù)合材料11的輸送方向相對放置的底架桿9，以及安裝在底架桿9上的用于夾持熱塑性復(fù)合材料11的夾具10，夾具10通過鎖緊螺母17固定在底架桿9上，能夠手動(dòng)調(diào)節(jié)該夾具10在底架桿9上的固定位置。如圖2與3所示，底架部分設(shè)置著用于調(diào)整底架寬度的第一氣缸16，可根據(jù)熱塑性復(fù)合材料11的實(shí)際寬度，通過第一氣缸16的調(diào)節(jié)使底架寬度能夠達(dá)到容納熱塑性復(fù)合材料11的目的。如圖4所示，夾具10由上夾部19、下夾部19'，以及位于上夾部19與下夾部19'之間、用于調(diào)整上夾部19與下夾部19'之間的開合距離的第二氣缸18。通過第二氣缸18實(shí)現(xiàn)夾具10的加緊與放松，上夾部19與下夾部W的相對面加工有斜刺面，可增大夾具10與熱塑性復(fù)合材料11之間的摩擦力。本實(shí)施例中，加熱區(qū)的加熱器是紅外線輻射加熱器12，該紅外線輻射加熱器12集成在支架6上，上下對稱密封布置。熱塑性復(fù)合材料11隨著底架輸送部分8的移動(dòng)經(jīng)過該紅外線輻射加熱器12進(jìn)行加熱。本實(shí)施例中，沖壓區(qū)的沖壓裝置是液壓機(jī)14，支架6與液壓機(jī)14之間通過一張連接鋼板非剛性連接，鋼板上面裝有滑動(dòng)托板，當(dāng)?shù)准茌斔筒糠?運(yùn)載熱塑性復(fù)合材料11經(jīng)過加熱區(qū)進(jìn)入沖壓區(qū)后，熱塑性復(fù)合材料11通過滑動(dòng)托板輸送進(jìn)入液壓機(jī)14進(jìn)行液壓。本實(shí)施例中，上料區(qū)與加熱區(qū)交接處優(yōu)選豎直安裝定位板，用于調(diào)整熱塑性復(fù)合材料11的放置位置，使其按照規(guī)定的位置進(jìn)入加熱區(qū)進(jìn)行加熱。該定位板的一端豎直安裝在定位板氣缸上，定位板氣缸安裝在支架6上，隨著定位板氣缸的調(diào)節(jié)，該定位板能夠在垂直底架的方向上下移動(dòng)。在加熱區(qū)進(jìn)行加熱的過程中，熱塑性復(fù)合材料11由于受熱容易產(chǎn)生表面彎曲，本實(shí)施例中優(yōu)選在夾具10與底架桿9連接處設(shè)置第三氣缸，通過調(diào)節(jié)該第三氣缸使夾具10的開口端與底架桿9之間的距離可調(diào)，從而能夠調(diào)整受熱彎曲的熱塑性復(fù)合材料11表面。上述熱塑性復(fù)合材料成型輸送裝置在工作狀態(tài)時(shí)的具體過程如下首先，根據(jù)熱塑性復(fù)合材料11的實(shí)際寬度調(diào)節(jié)第一氣缸16，使底架寬度調(diào)整到能夠放置熱塑性復(fù)合材料11的寬度；同時(shí)，調(diào)節(jié)定位氣缸使定位板上移，豎直立在上料區(qū)與加熱區(qū)交接處；并 且，調(diào)節(jié)第二氣缸18，使夾具10的上夾部19與下夾部W之間的距離增大到大于熱塑性復(fù)合材料11的厚度，使該熱塑性復(fù)合材料11能夠穿過夾具10的開口端；然后，通過進(jìn)料口 7送入熱塑性復(fù)合材料11，使該熱塑性復(fù)合材料11穿過夾具10的開口端，放置在底架輸送裝置8 ;接著，啟動(dòng)伺服電機(jī)5，在伺服電機(jī)5的驅(qū)動(dòng)下，絲桿I進(jìn)動(dòng)，帶動(dòng)底架輸送裝置8沿導(dǎo)軌2在支架6上滑動(dòng)，使熱塑性復(fù)合材料11通過上料區(qū)；當(dāng)?shù)准茌斔脱b置8經(jīng)過上料區(qū)，到達(dá)上料區(qū)與加熱區(qū)交接位置時(shí)，熱塑性復(fù)合材料11的一端緊靠到定位板的側(cè)面，這時(shí)，調(diào)節(jié)第二氣缸18，使夾具10的上夾部19與下夾部19'之間的距離減小到能夠夾緊熱塑性復(fù)合材料11，使其不能相對夾具10移動(dòng)；接著，調(diào)整定位氣缸，使定位板下移離開熱塑性復(fù)合材料11的移動(dòng)平面，底架輸送裝置8運(yùn)載開熱塑性復(fù)合材料11進(jìn)入加熱區(qū)；在加熱區(qū)進(jìn)行加熱的過程中，夾具10夾持的熱塑性復(fù)合材料11由于受熱容易產(chǎn)生表面彎曲，這時(shí)，調(diào)節(jié)夾具10與底架桿9連接處的第三氣缸，使夾具10的開口端與底架桿9之間的距離減小，從而使受熱彎曲的熱塑性復(fù)合材料11保持表面平整地經(jīng)過加熱區(qū)，進(jìn)入沖壓區(qū)；進(jìn)入沖壓區(qū)后，調(diào)節(jié)第二氣缸18，使夾具10的上夾部19與下夾部19'之間的距離增大到大于熱塑性復(fù)合材料11的厚度，使該熱塑性復(fù)合材料11能夠穿過夾具10的開口端，通過滑動(dòng)托板輸送進(jìn)入液壓機(jī)14進(jìn)行液壓；在伺服電機(jī)5的驅(qū)動(dòng)下，絲桿I反方向進(jìn)動(dòng)，帶動(dòng)底架輸送裝置8沿導(dǎo)軌2在支架6上反向滑動(dòng)至初始位置；以上是熱塑性復(fù)合材料成型輸送裝置的一次完整輸送過程，通過該流水線式過程集完成了熱塑性復(fù)合材料的上料、加熱與沖壓，得到了成型后的是熱塑性復(fù)合材料制件。以上所述的實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置，用于輸送熱塑性復(fù)合材料(11)經(jīng)過上料區(qū)、加熱區(qū)，然后進(jìn)入沖壓區(qū)，所述的熱塑性復(fù)合材料(11)在沖壓區(qū)進(jìn)行沖壓后得到熱塑性復(fù)合材料成型制件；其特征是所述的成型輸送裝置包括支架￠)，安裝在支架(6)上的導(dǎo)軌(2)，安裝在導(dǎo)軌(2)上、通過驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)在導(dǎo)軌(2)上相對支架(6)移動(dòng)的底架輸送部分⑶； 所述的驅(qū)動(dòng)單元由絲桿(I)與伺服電機(jī)(5)組成，所述的絲桿(I)安裝在支架(6)上并且與底架輸送部分(8)上的絲杠螺母(4)固定連接，所述的伺服電機(jī)(5)驅(qū)動(dòng)絲桿(I)沿平行于導(dǎo)軌(2)的方向移動(dòng)； 所述的底架輸送部分(8)包括承載熱塑性復(fù)合材料(11)的底架，設(shè)置在底架兩側(cè)、沿?zé)崴苄詮?fù)合材料(11)的輸送方向相對放置的底架桿(9)，以及安裝在底架桿(9)上的用于夾持熱塑性復(fù)合材料(11)的夾具(10)； 所述的底架設(shè)置有用于調(diào)整底架寬度的第一氣缸(16)； 所述的夾具(10)由上夾部(19)、下夾部)，以及位于上夾部(19)與下夾部(19')之間、用于調(diào)整上夾部(19)與下夾部(19')之間的開合距離的第二氣缸(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置，其特征是所述的夾具(10)與底架桿(9)的連接處設(shè)置第三氣缸，用于調(diào)整夾具(10)的開口端與底架桿(9)之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置，其特征是所述的夾具(10)通過鎖緊螺母(17)固定在底架桿(9)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置，其特征是所述的加熱區(qū)的加熱器集成在支架(6)上，所述的加熱器是上下對稱密封布置的紅外線輻射加熱器(12)，熱塑性復(fù)合材料(11)隨著底架輸送部分(8)的移動(dòng)經(jīng)過該紅外線輻射加熱器(12)進(jìn)行加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置，其特征是所述的上料區(qū)與加熱區(qū)交接處豎直安裝用于調(diào)整熱塑性復(fù)合材料(11)的放置位置的定位板；所述的定位板的一端豎直安裝在第四氣缸上，所述的第四氣缸安裝在支架(6)上，通過第四氣缸的調(diào)節(jié)，所述的定位板能夠在垂直底架的方向上下移動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種熱塑性復(fù)合材料的成型輸送裝置，用于輸送熱塑性復(fù)合材料經(jīng)過上料區(qū)、加熱區(qū)，然后進(jìn)入沖壓區(qū)，沖壓后得到熱塑性復(fù)合材料成型制件。該成型輸送裝置包括支架，導(dǎo)軌，包括底架、底架桿和夾具組成的底架輸送部分及由絲桿與伺服電機(jī)組成的驅(qū)動(dòng)部分，在驅(qū)動(dòng)部分的作用下，底架輸送部分運(yùn)載熱塑性復(fù)合材料在支架的導(dǎo)軌上移動(dòng)，依次經(jīng)過上料區(qū)、加熱區(qū)與沖壓區(qū)，真正實(shí)現(xiàn)了集中一體式成型輸送線，大大簡化了現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝輸送過程，同時(shí)結(jié)合氣缸的設(shè)置，能夠自由調(diào)節(jié)承載熱塑性復(fù)合材料的底架寬度以及夾持熱塑性復(fù)合材料的夾具開合距離，從而適應(yīng)不同尺寸和形狀的熱塑性復(fù)合材料，是一種結(jié)構(gòu)簡單，具有優(yōu)良應(yīng)用前景的成型輸送裝置。
文檔編號(hào)B21D43/10GK202427857SQ20112053641
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者馮雄峰, 張希平, 王志堅(jiān), 祝穎丹, 范欣愉 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所