[发明专利]碳纤维缠绕喷管预制体成型方法

摘要

碳纤维缠绕喷管预制体成型方法，它涉及一种喷管预制体成型方法。本发明为解决现有的喷管预制体成型方法存在生产效率低、成型质量不稳定以及纤维密度不可控的问题。将喷管预制体成型石墨芯模固套在金属轴上，然后将金属轴的两端安装在缠绕机上；将隔离脱模纸带均匀缠绕在石墨芯模的外表面上；对石墨芯模外表面空间曲面测地线后确定线型；通过缠绕机的软件编写缠绕程序，将碳纤维通过编写缠绕程序螺旋向缠绕在石墨芯模的外表面上；对石墨芯模两端对应的喷管预制体喉部的凹曲面进行缠绕补强，对石墨芯模中部扩张段开孔处凸曲面进行缠绕补强，保证补强宽度均匀；更换碳纤维在喷管预制体的外表面上缠绕保护层。本发明用于加工喷管预制体。

主权项

1.一种碳纤维缠绕喷管预制体成型方法，其特征在于碳纤维缠绕喷管预制体成型方法步骤如下：步骤A、安装模具：将喷管预制体成型石墨芯模固套在金属轴上，然后将金属轴的两端安装在缠绕机上；步骤B、石墨芯模表面处理：将隔离脱模纸带均匀缠绕在石墨芯模的外表面上；步骤C、确定线型：步骤C1：喷管预制体最大直径外圆处缠绕角度在20～30°之间，根据空间解析几何理论得出基于石墨芯模外表面曲面轮廓的测地线缠绕轨迹，缠绕轨迹如下：x(-24)y(-500)z(-136)x(-14)y(-590)z(-117)x(-51)y(-755)z(-168)x(-13)y(-765)z(-174)x(-22)y(-775)z(-184)x(-85)x(-30)y(-785)z(-184)x(-25)y(-795)z(-184)x(-200)y(-836)z(-184)x(-140)x(-184)y(-740)z(-184)x(-120)y(-720)z(-184)x(-40)y(-685)z(-174)x(-52)y(-590)z(-155)x(-24)y(-495)z(-136)结合所用纤维的种类、缠绕张力以及纤维之间的摩擦力，得到稳定缠绕的出纱丝嘴运动轨迹，将纤维缠绕轨迹按该测地线进行排线，确定单个循环线型；步骤C2：根据缠绕轨迹确定程序切点数目：缠绕线型中可以实现任意切点线型的编排，对于n切点的线形来说，与起始切点位置相邻的切点，在时序上相隔(n-1)个切点，得到n切点线形的缠绕公式：式中θ_n表示在极孔圆周上由切点n开始，缠绕到时序相邻的切点(n+1)时，芯模转过的中心角；相邻两条缠绕线之间芯模转过的角度；N为自然数；根据得到的θ_n进行排线，确定缠绕纤维布满整个芯模外表面的排布程序；步骤D、缠绕纤维：通过缠绕机的软件编写缠绕程序，将碳纤维通过编写缠绕程序螺旋向缠绕在石墨芯模的外表面上，碳纤维缠绕的角度范围是20～90°；控制石墨芯模绕轴线做匀速转动，控制出纱丝嘴沿芯模轴线方向往复运动；步骤E、补强处理：对石墨芯模两端对应的喷管预制体喉部的凹曲面进行缠绕补强，对石墨芯模中部扩张段开孔处凸曲面进行缠绕补强，保证补强宽度均匀；步骤F、缠绕保护层：更换碳纤维在喷管预制体的外表面上缠绕保护层。