[发明专利]一种环框复合材料制件铺丝装备及工作方法

说明书

文略提供环框复合材料制件铺丝装备，包括固定机架、可转动安装于固定机架的转台、相对固定于转台的若干环框模具、相对固定于固定机架的铺丝机构、及相对固定于固定机架的局部施压机构；其中，铺丝机构包括纤维分布方向与环框延伸方向同向的0度铺丝头及多个纤维分布方向与环框延伸方向不同的非0度铺丝头。本发明能够一次性实现多个环框复合材料制件自动化铺叠，极大程度上提高上述复杂结构的成型质量和成型效率。基于此，本申请还提供了工作方法。

技术领域

本发明涉及复合材料自动化制造领域，尤其涉及环框复合材料制件的成型装备，特别适用于等截面等曲率半径的Z形复合材料环框的自动化成型。

背景技术

框型结构是飞机结构的重要组成部分，常用作飞机隔框或其他骨架零件，直接影响着飞机外形的准确度和结构承载能力，在飞机的整体框架中起着重要的作用。但因复合材料梁、框结构复杂、截面形式多样、曲率变化大，制造难度大。常见环框的截面形状为C形、Z形、L形、帽型等。因具有结构效率高、质量检测难度低等优点，Z形截面框形结构得以被广泛的应用。

目前复合材料框形结构的成型方法为热隔膜成型工艺。该种成型方法是将自动铺带技术和隔膜成型技术想结合，先使用自动铺带设备铺叠出预浸料带层板，再转移到的隔膜机成型机上，在预浸料带层板表面覆盖一层高延展性的隔膜，利用真空负压和加热设备的作用将其完全贴合在曲面模具上预成型所需的结构。

常见复合材料框形结构的成型装备并不能获得良好的成型质量和工作效率，且对于大厚度Z形复合材料环框来说并不适用。

因此，如何针对上述现有技术所存在的缺点进行研发改良，实为相关业界所需努力研发的目标，本申请设计人有鉴于此，乃思及创作的意念，遂以多年的经验加以设计，经多方探讨并试作样品试验，及多次修正改良，乃推出本申请。

发明内容

为解决以上技术问题的一个或者多个，本申请提供了环框复合材料制件铺丝装备及其工作方法。

一方面，本发明提供环框复合材料制件铺丝装备，

包括固定机架、可转动安装于固定机架的转台、相对固定转台的若干环框模具、相对固定机架的铺丝机构、及相对固定于固定机架的局部施压机构；

其中，铺丝机构包括用于纤维分布方向与环框延伸方向同向预浸带铺设的0度铺丝头及多个用于纤维分布方向与环框延伸方向不同方向的预浸带铺设的非0度铺丝头。

本发明能够一次性实现多个环框复合材料制件自动化铺叠，极大程度上提高上述复杂结构的成型质量和成型效率。为了简化生产线结构、降低机构控制难度，采用模具旋转往复运动、铺丝机构固定不动的基本构型。

在一些实施方式中，非0度铺丝头包括纤维分布方向与环框延伸方向呈垂直状态的90度铺丝头、纤维分布方向与环框延伸方向呈45°夹角的45度铺丝头、及纤维分布方向与环框延伸方向呈-45°夹角的-45度铺丝头。

在一些实施方式中，环框复合材料制件为Z形环框复合材料制件，0度铺丝头包括用于竖直面0度铺层铺贴的竖直面子铺丝头、用于水平面0度铺层铺贴的水平面子铺丝头、用于R角区域0度铺层铺贴的R角区子铺丝头。

在一些实施方式中，竖直面子铺丝头包括与固定机架连接的滑台、与滑台滑动配合的二压辊连接架、固定于二压辊连接架之一的上竖直面铺层压辊、及固定于二压辊连接架之另一的下竖直面铺层压辊，上竖直面铺层压辊与下竖直面铺层压辊一一对应配合Z形环框复合材料制件的二竖直面。

在一些实施方式中，水平面子铺丝头包括与固定机架配连接的水平面铺层铺丝头安装板，水平面铺层铺丝头安装板配置水平面铺丝头压辊连接架，水平面铺丝头压辊连接架安装有配合Z形环框复合材料制件的水平面铺层铺丝头压辊。