[发明专利]一种滑动导向双向铺压装置

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料自动铺放成型技术领域，具体涉及一种用于复合材料自动铺放成型的滑动导向双向铺压装置，尤其适用于多束复合纤维丝束材料铺放成型过程，主要用于实现对复合材料进行双向的丝束导向、合束及铺放功能。

背景技术

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，如体育器材、船舶、高铁等领域，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，使用复合材料自动铺带机设备将难以满足铺放制造的要求。复合材料自动铺丝机由于可以对多束窄条丝带进行单独控制，可根据铺放层轮廓形状对丝束进行独立切断控制，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。

铺压头前端的导向铺压装置是铺丝机核心部件，担负着对多条纤维丝束的导向、收束、合束及在模具表面铺敷的功能，保证来自不同方向不同角度的多条纤维丝束经过导向合束装置，顺利形成分布均匀、表面平整的纤维布匹，在铺压辊的作用下，在模具表面实现稳定的高质量铺放效果。

传统的导向合束装置为非对称结构，丝束进入铺压装置的导向合束通道与铺压装置位置固定，无法逆向铺放；同样由于结构限制，铺压头无法进行旋转掉头，只能进行单方向纤维丝束铺敷，因此回程为空驶状态，导致铺放效率较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在解决传统铺压装置只能实现单向铺丝功能、回程空驶、铺放效率较低问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种滑动导向双向铺压装置，包括两个安装基板、两个导向装置、一个固定丝束导向器和一个双向铺压头，其中，所述两个安装基板为两个平板，每个安装基板具有两个主表面，且其中一个安装基板的一个主表面与另一安装基板的一个主表面相互面对，该相互面对的主表面为内侧面，不相互面对的主表面为外侧面；所述两个安装基板的顶部均具有顶部端面，该顶部端面位于同一平面上；所述两个导向装置分别安装于所述两个安装基板的顶部端面，每个导向装置均包括导轨和配置于该导轨上的并能沿该导轨滑动的滑块；所述固定丝束导向器的两端分别固定于所述两个安装基板的内侧面上，用于将来自不同方向的丝束汇集整合成并均匀排布后喂入所述双向铺压头；所述双向铺压头的两端分别固定在所述两个导向装置的所述滑块上，从而能够连同滑块在一定行程范围内沿所述导轨的正反两个方向滑动，将在所述滑动过程中将来自固定丝束导向器的丝束进行铺压。

根据本发明的具体实施方式，所述固定丝束导向器包括双面导向体、左盖板和右盖板，其中，所述双面导向体为端面为等腰梯形的柱体，该端面固定连接于所述安装基板的内侧面，使得柱体的长度方向垂直于该内侧面；所述梯形端面的两条侧边所在的侧面为两个第一安装面，其分别安装左盖板和右盖板，以构成丝束导向通道。

根据本发明的具体实施方式，所述第一安装面上开有导向凹槽，该导向凹槽与覆盖在第一安装面上的所述左盖板或右盖板构成所述丝束导向通道。

根据本发明的具体实施方式，在每条所述导向凹槽的内部，开有导气孔，带有一定压力的气体从导气孔中吹入所述导向凹槽。

根据本发明的具体实施方式，所述双向导向体的底面开有进气孔，所述双面导向体一个端面开有工艺气孔；所述工艺气孔将每条导向凹槽内的导气孔和所述进气孔连通起来，使得由所述进气孔通入的气体能够经由工艺气孔而从各导气孔流出。

根据本发明的具体实施方式，通过所述导气孔的气体的温度低于所述丝束的温度。

根据本发明的具体实施方式，通过所述导气孔的气体的压力和温度是可调的。

根据本发明的具体实施方式，所述双向铺压头由两个单侧丝束导向器、一个铺压辊和两个支座组成，其中，所述铺压辊的两端分别支承于所述支座上，且该所述铺压辊能够绕其中心轴转动；所述两个单侧丝束导向器设置于该铺压辊的中心轴的两侧，且其长度方向平行于所述铺压辊的中心轴，其两端均分别固定于所述两个支座上；所述支座用于与导向装置的滑块固定连接。