一种用于碳纤维预浸带短切的可拆装刀辊的制作方法

本实用新型涉及纤维加工领域，特别涉及一种用于碳纤维预浸带短切的可拆装刀辊，能有效地避免高粘度预浸带对短切生产连续性的影响，使短切过程更加稳定，提高了短切预浸料的质量。

背景技术：

短切碳纤维增强树脂复合材料因为其高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、导电和传热性能等一系列优点，广泛应用于航空航天、国防军工等领域。将碳纤维预浸带短切成一定长度的预浸料，通过模压成型等工艺，便可制备具有各向同性的高性能复合材料。

短切是碳纤维预浸料生产线的一道重要工序。目前的短切工艺是通过压辊和胶辊带动预浸带送料至刀辊处完成短切。这种三辊式短切装备在制备预浸料的时候，预浸料粘度较高，容易造成粘压辊现象，严重浪费材料及影响生产连续性。原因是刀辊在短切时没有对预浸料施加适当的拉力，预浸带便容易粘在压辊上缠绕起来。

工业上常用的解决方案是在压辊涂抹稀释剂以去除表面树脂，然而这种方案带来的缺点是：1.降低生产效率；2.压辊上涂抹稀释剂，会对碳纤维预浸带造成一定的影响，不利于后续的加工工艺。

针对上述出现的问题，需要对碳纤维预浸料的短切机理进行深入系统的研究。传统的刀辊短切方法无法适应。现有技术中有中国注册专利CN 201908163U“纤维短切机刀辊”中公开了一种纤维短切机刀辊，但是此实用新型不能适应高粘度预浸带的短切，无法解决预浸带缠压辊以及预浸料落料的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于碳纤维预浸带短切的可拆装刀辊，从机械角度克服了预浸带粘度高对短切生产的影响，在刀辊的两个刀片位中间的压片，可实现预浸带在被一个刀片短切完之后由下一个压片位对其施加一定的压紧力，完成切-压-切的循环短切动作，避免了预浸带粘在压辊缠绕起来。

本实用新型通过以下的技术方案实现：

一种用于碳纤维预浸带短切的可拆装刀辊，包括阶梯轴、刀辊，所述刀辊包括圆柱形刀辊体、刀片、压片、固定在所述刀辊体两端的固定端盖，所述刀辊体的圆柱面沿周向均匀分布有若干平行于刀辊体轴线的槽道，所述的刀片可拆卸地均匀固定在所述槽道内，所述压片可拆卸地固定在相邻刀片之间的槽道内。

本方案在刀辊的两个刀片位之间设置压片，可实现预浸带在被一个刀片短切完之后由下一个压片位对其施加一定的压紧力，完成切-压-切的循环短切动作，避免了预浸带粘在压辊缠绕起来。

进一步地，所述刀片通过楔形垫片固定在槽道内，楔形垫片结构简单牢固、装拆方便，有利于刀片的固定。

进一步地，所述的刀辊体两端设置有用于支撑并限定刀片径向窜动的压片支撑环，所述压片支撑环的圆柱面设置有与所述压片相匹配的槽道。

进一步地，所述的固定端盖与所述压片支撑环的外端面之间设置有弹性垫圈，有效防止安装固定端盖过程中对压片两端造成刚性挤压破坏。

进一步地，所述的刀辊体上相邻槽道的间距为3-10mm。

进一步地，相邻刀片之间的间距为3-30mm，通过设置刀片的间距，可满足短切加工的各种加工长度需要。

进一步地，所述刀片与压片的前端距离刀辊体圆柱面的高度相等，实现切-压-切的循环短切动作，减缓振动。

进一步地，所述压片的材料为不锈钢，锐边打磨为圆弧状，耐腐蚀且不会对预浸料造成损伤。

进一步地，所述刀片的材料为碳素工具钢，有较强的耐磨性和切削性能。

进一步地，所述楔形垫片的横截面形状为梯形，有利于刀片的固定

相比现有技术，本实用新型的刀辊结构从机械角度克服了预浸带粘度高对短切生产的影响，在刀辊的两个刀片位之间设置压片，可实现预浸带在被一个刀片短切完之后由下一个压片位对其施加一定的压紧力，完成切-压-切的循环短切动作，避免了预浸带粘在压辊缠绕起来。有效地避免高粘度预浸带对短切生产连续性的影响，使短切过程更加稳定，提高了短切预浸料的质量。

附图说明

图1是本实用新型实施例的装配体结构示意图。

图2是本实用新型实施例的刀辊局部正视示意图。

图3是碳纤维预浸带短切的示意图。

图1中所示为：1-阶梯轴、2-固定端盖、3-刀片、4-楔形垫片、5-压片、6-压片支撑环、7-弹性垫圈、8-刀辊体、9-胶辊、10-预浸带、11-压辊、12-刀辊、13-吹气件、14-短切预浸料。

具体实施方式

为进一步理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明，实施例不能在此一一赘述，本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

如图1和图2所示，一种用于碳纤维预浸带短切的可拆装刀辊，包括阶梯轴1、刀辊12，所述刀辊12包括圆柱形刀辊体8、刀片3、压片5、固定在所述刀辊体8两端的固定端盖2，所述刀辊体8的圆柱面沿周向均匀分布有若干平行于刀辊体8轴线的槽道，所述的刀片3通过楔形垫片4可拆卸地均匀固定在槽道内，所述压片5可拆卸地固定在相邻刀片3之间的槽道内，所述刀片3与压片5的前端距离刀辊体8圆柱面的高度相等。所述压片5的材料为304不锈钢，锐边打磨为圆弧状。所述刀片3的材料为碳素工具钢，有较强的耐磨性和切削性能。所述楔形垫片4的横截面形状为梯形，有利于刀片3的固定。

所述的刀辊体8两端设置有用于支撑并限定刀片3径向窜动的压片支撑环6，所述压片支撑环6的圆柱面设置有与所述压片5相匹配的槽道。

所述的固定端盖2与所述压片支撑环6的外端面之间设置有弹性垫圈7。

所述的刀辊体8上相邻槽道的间距为3-10mm；相邻刀片3之间的间距为3-30mm，可根据短切预浸料长度的要求可调整刀片3与压片5分布，具体间距可根据实际的短切需要选择将刀片3固定在相应的槽道内获得。

如图2所示，刀片3和楔形垫片4安装在刀辊体8的同一个槽道上，相邻槽道安装压片5，刀片3与压片5依次分布。刀片3与压片5的安装高度相等，实现切-压-切的循环短切动作，减缓振动。

所述压片5两端由压片支撑环6支撑，刀辊最终由端盖2和弹性垫圈7固定。

本实施例提供的可拆装刀辊的工作原理及过程如下：

1.根据预浸料长度要求，在刀辊体8上以该长度为准等距安装刀片3，嵌入楔形垫片4固定好刀片3，防止刀片3振动，减缓振动对预浸料质量的影响以及装备的损坏。

2.套上压片支撑环6，限制刀片3的径向窜动，同时安装好压片5。

3.将刀辊体8套在阶梯轴1上，分别装上滑动轴承、固定端盖2、弹性垫圈7，完成刀辊的装配。

4.如图3所示，将本实施例的刀辊12装配到预浸带短切装备上，便可进行预浸带短切生产，所述预浸带短切装备包括胶辊9、压辊11、位于出料端的吹气件13，预浸带10在胶辊9、压辊11的带动下被转动中的刀辊12切断为预定长度的短切预浸料14。

5.本实施案例中，调节短切速度分别为10m/min、20m/min、30m/min，40m/min进行生产，短切预浸料14长度为50mm，发现压辊11表面虽然逐渐变粘，但是预浸带10无粘压辊11现象出现，预浸带10的长度和表面质量也得到很好的控制，装备运行平稳，说明刀辊12起到了避免粘压辊的现象，能够稳定生产短切预浸料14。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围。