[发明专利]一种纤维复合材料螺旋弹簧的制造设备及其成形方法

说明书

本发明公开了一种纤维复合材料螺旋弹簧的制造设备及其成形方法，涉及复合材料零件成形技术，该设备由缠绕装置1、转移装置2、传送装置3和加热装置4组成；缠绕装置1由电机6、电机控制柜5和芯模12组成；转移装置2由机械臂11、底座10和外模14组成；传送装置3由导轨7、传动辊9和支架8组成；纤维在缠绕装置1中缠绕在芯模上后，被转移装置2转移至传送装置3上方的外模内，然后输送至加热装置4加热成型后脱模取件。本发明实现了不同规格的各种类纤维复合材料螺旋弹簧的批量化生产。

技术领域

本发明属于机械工程技术领域，涉及复合材料零件成形技术，具体涉及一种纤维复合材料螺旋弹簧的制造设备及其成形方法。

背景技术

就汽车行业而言，随着对整车轻量化的要求越来越高，对轻质高性材料的需求越发迫切。复合材料螺旋弹簧主要由各种纤维丝或纤维织物、树脂及各种助剂组成，具有优异的机械性能、热稳定性、耐化学防腐性，且重量较轻(同体积纤维复合材料螺旋弹簧比钢弹簧减重40-70％)；因此，纤维复合材料螺旋弹簧在应用上有着广阔的前景。纤维复合材料螺旋弹簧因其成型工艺与金属弹簧完全不同，原金属弹簧生产设备不再适合；若采用手工生产制造纤维复合材料螺旋弹簧，存在生产效率较低，且成型后会存在应力集中、表面粗糙等问题；纤维复合材料螺旋弹簧的工业生产迫切需要开发出相应设备及成形方法。

发明内容

本发明提供了一种纤维复合材料螺旋弹簧的制造设备及成形方法，其目的在于解决纤维复合材料螺旋弹簧的批量化生产问题，结合说明书附图，本发明的技术方案如下：

一种纤维复合材料螺旋弹簧的制造设备，所述设备由缠绕装置1、转移装置2、传送装置3和加热装置4组成；所述缠绕装置1位于设备一侧，传送装置3位于设备另一侧，所述转移装置2位于缠绕装置1和传送装置3之间，所述加热装置4安装在传送装置3的一端；

所述缠绕装置1由电机6、电机控制柜5和芯模12组成，所述芯模12与电机6的输出轴同轴连接，电机6带动芯模12旋转，实现纤维沿芯模12缠绕；

所述转移装置2由机械臂11、底座10和外模14组成；所述机械臂11下方的支撑杆安装在底座10内，机械臂11上方的取/放端与所述芯模12相对应；机械臂11带动取/放端旋转运动；所述外模14位于传送装置3上；

所述传送装置3由导轨7、传动辊9和支架8组成；所述导轨7通过支架8支撑安装；所述传动辊9并排地安装在导轨7上；

所述机械臂11整体呈伞状结构，所述机械臂11的上端为正十字形的连接架，所述连接架的四个连接末端分别安装有一组取/放机构，所述取/放机构由若干取/放爪组成，所述取/放爪的数量及排布与所述芯模12相对应。

所述外模14为圆筒状，外模14的内部形状结构与芯模12相匹配，外模14与芯模12一起紧固缠绕在芯模12上的纤维复合材料螺旋弹簧，以防止纤维复合材料螺旋弹簧在受热固化过程中发生变形。

所述导轨7呈U形，所述传动辊9沿着导轨7的方向，并排地安装在导轨7上。

所述加热装置4采用高温干燥箱15。

一种纤维复合材料螺旋弹簧的成形方法，所述成形方法采用上述一种纤维复合材料螺旋弹簧的制造设备；

所述成形方法步骤如下：

步骤一：电机控制柜5控制电机6旋转，继而带动芯模12旋转，固定在芯模12上的纤维顺着芯模12缠绕，缠绕后经固定、剪裁，完成纤维螺旋缠绕；

步骤二：机械臂1通过其取/放端拾取经纤维缠绕后的芯模12，逆时针旋转90度，将芯模12转移至位于传送装置3上的外模14的上方，并将芯模12释放至外模14内，实现合模，然后传送装置3通过传动辊9将合模后的芯模12与外模14输送至高温干燥箱15处，对合模后的纤维复合材料螺旋弹簧进行干燥成型，完成合模加热；