鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑預(yù)浸料的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑預(yù)浸料的裝置及方法，屬于復(fù)合材料成型技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在某些復(fù)合材料零件成型或預(yù)浸料性能測(cè)試中，需要得到具有一定偏轉(zhuǎn)半徑的預(yù)浸料帶或預(yù)浸料束。但用手工鋪放無法完成這一操作；用自動(dòng)鋪放設(shè)備能完成這一操作，但其設(shè)備昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提出一種用于手工鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑預(yù)浸料的裝置及方法，不借助昂貴的自動(dòng)鋪放設(shè)備，僅用簡(jiǎn)易的裝置，完成鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑的預(yù)浸料圓弧。
[0004]為了鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑的預(yù)浸料圓弧，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑預(yù)浸料的裝置，包括壓輥、壓塊、手持桿、連接桿和定位桿，手持桿的頂端連接有壓塊，手持桿的底端連接有壓輥，手持桿的中部連接有連接桿的端部，連接桿的另一個(gè)端部連接在定位桿上，壓輥采用柔性壓輥，壓輥包括柔性墊圈、設(shè)于內(nèi)部的剛性支撐結(jié)構(gòu)、芯軸，芯軸穿過剛性支撐結(jié)構(gòu)的中部，柔性墊圈包裹在剛性支撐結(jié)構(gòu)外，柔性墊圈采用圓環(huán)形墊圈，柔性墊圈包括若干內(nèi)部墊圈、用于固定預(yù)浸料的外部墊圈，內(nèi)部墊圈排列設(shè)置，外部墊圈的直徑大于內(nèi)部墊圈的直徑，外部墊圈包括外部墊圈一、外部墊圈二，外部墊圈一設(shè)于內(nèi)部墊圈之間或端部，夕卜部墊圈二設(shè)于內(nèi)部墊圈之間或端部。
[0005]進(jìn)一步地，壓塊與手持桿、手持桿與定位桿、連接桿與定位桿的連接方式為承插式、扣接式、銷栓式或螺栓式，連接桿分別與手持桿、定位桿垂直連接。
[0006]進(jìn)一步地，柔性墊圈采用彈性材料制成，彈性材料采用硅橡膠、聚氨酯或聚乙烯。
[0007]進(jìn)一步地，外部墊圈的半徑比內(nèi)部墊圈的半徑大0.3-1.0mm。
[0008]進(jìn)一步地，所述壓塊為砝碼或金屬塊。
[0009]進(jìn)一步地，手持桿包括頂桿和U型桿，頂桿的一個(gè)端部連接壓塊，頂桿的另一個(gè)端部連接U型桿，頂桿的中部連接有連接桿，U型桿分別連接芯軸的兩端。
[0010]一種采用上述任一項(xiàng)所述裝置鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑預(yù)浸料的方法，包括以下步驟: 步驟一:安裝柔性墊圈:在壓輥的剛性支撐結(jié)構(gòu)上安放柔性墊圈，通過調(diào)整外部墊圈的位置，使外部墊圈一、外部墊圈二的相鄰側(cè)面間距等于或大于待鋪放預(yù)浸料的寬度，安裝內(nèi)部墊圈后，用剛性結(jié)構(gòu)將所有墊圈固定在剛性支撐結(jié)構(gòu)上，構(gòu)成柔性壓輥；
步驟二:安放預(yù)浸料:將帶狀預(yù)浸料安放在壓輥中外部墊圈之間，給未鋪放部分的預(yù)浸料提供1-5N的牽引力使其保持平直；
步驟三:選取壓輥初始位置及鋪放方向:將安放有預(yù)浸料的壓輥放在鋪放起始點(diǎn)，并使壓輥的芯軸方向垂直于鋪放方向，則壓輥的芯軸方向即為偏轉(zhuǎn)半徑方向，也就是連接桿的方向；
步驟四:確定連接桿方向，連接壓棍的芯軸與連接桿； 步驟五:根據(jù)所需偏轉(zhuǎn)半徑，固定定位桿位置:根據(jù)偏轉(zhuǎn)半徑，從鋪放起始點(diǎn)開始，在連接桿上量取偏轉(zhuǎn)半徑，即得到偏轉(zhuǎn)圓弧的圓心，在連接桿上偏轉(zhuǎn)圓弧的圓心處固定定位桿；
步驟六:根據(jù)所需鋪放壓力，在手持桿上施加壓塊進(jìn)行鋪放，保持手持桿垂直于鋪放面，并使未鋪放的預(yù)浸料保持張力，在鋪放起始點(diǎn)沿鋪放方向，繞定位桿做繞軸運(yùn)動(dòng)，在鋪放面上得到帶偏轉(zhuǎn)半徑的預(yù)浸料圓弧。
[0011 ] 進(jìn)一步地，鋪放變半徑預(yù)浸料的方法:
步驟七:完成步驟六，壓棍運(yùn)動(dòng)至第二個(gè)鋪放起始點(diǎn)時(shí)，在第二個(gè)鋪放起始點(diǎn)處保持手持桿固定并垂直于鋪放面、預(yù)浸料保持張力，從壓輥上卸下連接桿和定位桿；
依照步驟一至步驟六，在壓輥另一側(cè)連接壓輥的芯軸與連接桿，在連接桿上量取第二個(gè)鋪放半徑得到第二個(gè)偏轉(zhuǎn)圓弧的圓心，在第二個(gè)偏轉(zhuǎn)圓弧的圓心處固定定位桿，使壓輥繞定位桿做繞軸運(yùn)動(dòng)，在鋪放面上得到帶第二個(gè)偏轉(zhuǎn)半徑的預(yù)浸料圓弧。
[0012]進(jìn)一步地，重復(fù)步驟七進(jìn)行鋪放連續(xù)變半徑的預(yù)浸料圓弧。
[0013]進(jìn)一步地，所用鋪放材料為分切的等寬單向預(yù)浸料。
[0014]該種鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑預(yù)浸料的方法，可通過初始鋪放方向和位置確定連接桿方向，然后根據(jù)鋪放半徑確定定位桿位置。具體為:
在安裝柔性墊圈后，在兩個(gè)半徑略大的柔性墊圈間放入預(yù)浸料，使預(yù)浸料嵌入二者高出的高度中，其長度方向與壓輥芯軸方向垂直，并繞壓輥芯軸覆蓋一定角度；調(diào)整壓輥和預(yù)浸料整體結(jié)構(gòu)的方向，將二者放置在鋪放起始點(diǎn)，且壓輥的芯軸方向垂直于初始鋪放方向，使壓輥均勻的壓在預(yù)浸料上；根據(jù)壓輥的芯軸方向，將連接桿與壓輥的芯軸連上，二者結(jié)合后連接桿與壓輥的芯軸方向重合。
[0015]根據(jù)所鋪放預(yù)浸料的鋪放半徑，從壓輥中心計(jì)算長度，并在連接桿上量取這一長度，確定定位桿的位置，并將連接桿與定位桿連接起來。
[0016]根據(jù)所需鋪放壓力，在手持桿上連接固定壓塊，使手持桿垂直于鋪放面，牽引預(yù)浸料，然后緩慢勻速移動(dòng)手持桿，使連接桿繞定位桿做繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，完成預(yù)浸料圓弧的鋪放。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:不借助昂貴的自動(dòng)鋪放設(shè)備，能完成普通手工鋪放無法鋪放出的質(zhì)量均一、偏轉(zhuǎn)均勻的預(yù)浸料圓弧，并可通過改變壓塊重量提供適應(yīng)不同需要的鋪放壓力，能夠鋪放變半徑預(yù)浸料圓弧，可用于預(yù)浸料工藝成型或其性能研宄試驗(yàn)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例用于手工鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑預(yù)浸料的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實(shí)施例中柔性壓輥的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為通過調(diào)整柔性墊圈位置以適應(yīng)不同寬度預(yù)浸料的示意圖；
圖4為實(shí)施例中柔性壓輥鋪放預(yù)浸料的側(cè)視圖；
圖5為根據(jù)壓輥初始鋪放位置和方向，確定連接桿方向和定位桿位置，鋪放預(yù)浸料圓弧的俯視圖；
圖6為實(shí)施例中鋪放變半徑預(yù)浸料的示意圖。
[0019]其中:01_壓棍，02-壓±夬，03-手持桿，04-連接桿，05-定位桿，06-模具表面，07-預(yù)浸料。
[0020]0111-半徑略大的柔性墊圈，0112-半徑略小的柔性墊圈，012-剛性支撐結(jié)構(gòu)，013-芯軸。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
實(shí)施例
[0022]圖1示意了用手工鋪放帶偏轉(zhuǎn)半徑預(yù)浸料的裝置，所述裝置中的關(guān)鍵部分為柔性壓輥01。
[0023]如圖2，壓輥由柔性墊圈011、剛性支撐結(jié)構(gòu)012和固定二者的芯軸013組成，芯軸013通過與手持桿03連接，使壓輥01能夠傳遞壓力。柔性墊圈011中有兩個(gè)半徑略大的墊圈0111，以及其它半徑略小的墊圈0112。墊圈0111的半徑比墊圈0112的半徑大約0.3-1.0mm，這樣，將它們安裝在剛性支撐結(jié)構(gòu)012上時(shí)，兩側(cè)的墊圈0111比中間的墊圈0112高出約0.3-1.0