[发明专利]制作高纤维体份含量织物复合材料环形件的方法和装置

说明书

本发明提供一种制作高纤维体份含量织物复合材料环形件的方法和装置。该缠绕装置包括芯模、下模、旋转装置、防回转机构以及举升装置。其中，芯模呈圆筒形用于缠绕织物；下模具有能贴合所述芯模上织物的一部分的弧形表面；旋转装置用于转动所述芯模；防回转机构耦接于所述芯模，容许所述芯模单向转动；举升装置用于抬升所述下模。

技术领域

本发明涉及复合材料的制造方法和装置，尤其涉及复合材料的纤维部分的制造方法和装置。

背景技术

现代涡扇航空发动机的特征是大涵道比、大推力、低油耗、低噪声、高安全性、高可靠性。质轻、高强的复合材料风扇叶片和复合材料包容机匣在发动机上的应用也越来越广泛。

包容机匣的主要方案就是以铺层编织或立体织物以缠绕后一体成型加工，也可以简化为圆筒形复合材料制作过程。该过程需要把织物一层层缠绕到圆筒形芯模上，然后进行外模合模，进行树脂灌注。由于织物比较蓬松，导致在缠绕过程中预制体的厚度较厚。在之后的合模过程中，外模压紧时，蓬松的织物容易被挤压变形，从而导致复合材料制品外观、质量及力学性能受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作高纤维体份含量织物复合材料环形件的方法和装置。

一种制作高纤维体份含量织物复合材料环形件的缠绕装置包括芯模、下模、旋转装置、防回转机构以及举升装置。其中，芯模呈圆筒形用于缠绕织物；下模具有能贴合所述芯模上织物的一部分的弧形表面；旋转装置用于转动所述芯模；防回转机构耦接于所述芯模，容许所述芯模单向转动；举升装置用于抬升所述下模。

所述的缠绕装置的进一步特点是，所述缠绕装置还包括上模，所述上模与所述下模能合模，形成箍紧所述芯模上的所述织物的模腔。

所述的缠绕装置的进一步特点是，所述旋转装置为手动或机械力矩装置，能输出力矩来转动所述芯模。

所述的缠绕装置的进一步特点是，所述防回转机构包括固定在所述芯模的转轴上的棘轮以及固定在支撑所述芯模的机架上的棘爪，所述棘爪与所述棘轮啮合。

所述的缠绕装置的进一步特点是，所述举升装置包括分别支撑所述下模的多个千斤顶。

所述的缠绕装置的进一步特点是，所述弧形表面为半圆弧形。

所述的缠绕装置的进一步特点是，所述缠绕装置还包括在所述织物的纱线的端头部分连接的张力传感器，所述张力传感器用于检测所述织物的紧致程度。

所述的缠绕装置的进一步特点是，所述上模、下模、芯模组成RTM模具。

一种利用所述的缠绕装置制作高纤维体份含量织物复合材料环形件的方法包括如下步骤：

(a)、首先把织物缠绕到所述芯模上；

(b)、用所述旋转装置旋转所述芯模，使所述织物较为紧密地贴合所述芯模；

(c)、然后采用所述举升装置步进式地抬升所述下模，通过所述下模施加压力于所述织物上，步进距离根据织物的紧致程度而定；

(d)、再次旋转所述芯模，以使所述织物的整个周面均由所述下模压实，若所述织物的紧致程度未达到预期紧致程度，重复步骤(c)、(d)，直至所述织物缠到预期紧致程度；

(e)、重复步骤(a)到步骤(d)，增加所述芯模的被压实的所述织物的整体厚度，，直至所述厚度达到预期厚度；

(f)、剪断织物，并通过所述下模施加的压力控制保持已缠绕织物的固定，防止织物预制体的松散；以及

(h)、直接合闭所述上模具，然后通过液态成型工艺完成成型，获得高纤维体份含量的环形件成型件。