预制体中碳纤维拉紧装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及预制体中碳纤维拉紧装置。该方法是将按一定方式编织在金属丝网上的多束碳纤维通过拉紧金属丝网进一步实现碳纤维拉紧的一种拉紧装置。拉紧装置包括：根据铸件横截面大小设定的金属丝网面积；根据铸件中碳纤维束之间间距选择金属丝网网孔大小的金属丝网；具有支撑框架及调节金属丝网位置功能的金属丝杠；具有固定金属丝网或调节金属丝网位置功能的多个螺母；具有施加预紧拉力并在轴向方向上双面勾接金属丝网功能的多根弹簧。本发明解决了碳纤维由于未拉紧操作过程中松散弯曲的现象，大大提高铸件成品率可广泛应用于解决预制体中碳纤维拉紧的问题上。
【专利说明】预制体中碳纤维拉紧装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种碳纤维束拉紧装置，尤其涉及预制体中碳纤维拉紧装置。
【背景技术】
[0002]随着我国材料领域的迅猛发展，各种新型材料应运而生。尤其是碳纤维的应用越来越广泛。如碳纤维丝束作为单一材料的应用、碳纤维作为增强复合材料的增强体的应用。一旦碳纤维丝束以长纤维单丝束形式定向排布应用到金属、合金或其它材料中，由于碳纤维本身的特性，它的膨胀系数会发生改变，纤维的长短会发生变化导致碳纤维束伸长或缩短，碳纤维束的拉紧成为生产过程中的一大难题。
【发明内容】
[0003]为了克服上述技术的不足，本发明提供了预制体中碳纤维拉紧装置，该装置解决了碳纤维拉紧的问题，保障铸件质量。
[0004]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于包括以下部分:根据铸件横截面大小设定的金属丝网面积；根据铸件中碳纤维束之间间距选择金属丝网网孔大小的金属丝网；具有支撑框架及调节金属丝网位置功能的金属丝杠；具有固定金属丝网或调节金属丝网位置功能的多个螺母；具有施加预紧拉力并在轴向方向上双面勾接金属丝网功能的多根弹簧。
[0005]金属丝网与金属丝杠材质可选铜、钢、及其合金等熔点高于金属液的均可。金属丝网的网孔大小可根据铸件中碳纤维之间距选定。选取直径大于等于4mm的金属丝杠均可，金属丝杠长度视铸件高度合理选择，比铸件高度超出至少5飞mm左右。
[0006]根据金属丝杠直径选择与其配套的螺母型号。弹簧可以是压缩弹簧也可是拉伸弹簧，可承受轴向拉、压力的弹簧即可。长度及外径可根据所需拉力确定。拉力大小为:保证编织在预制体中的碳纤维束每一束都可拉紧即可。
[0007]将金属丝网用金属丝杠制作成立体框架，框架可以是任意立体结构。将金属丝网在需要金属丝杠穿过的地方进行扩孔，值得注意的是需要移动的金属丝网穿过金属丝杠位置的网孔要能使金属丝杠无阻碍顺利通过，其它穿过金属丝杠位置网孔扩孔后网孔内切圆直径大于金属丝杠直径f 5mm。金属丝网以螺母卡紧的方式固定在金属丝杠上，最低层金属丝网距离地面高度大于所选螺母厚度2?3mm。
[0008]将碳纤维按照一定排布方式编制在金属丝网上。可手工编制，也可机械编制，碳纤维编制方向可以是任意方向。将编制好的带有碳纤维的金属框架的最上一层金属丝网上面在加一层金属丝网，将弹簧以勾连的方式连接在两片金属丝网之间。
[0009]调节勾连弹簧的最上层金属丝网的位置使弹簧处于拉伸状态后固定好螺母给弹簧一个预紧拉力，调松需要向碳纤维束拉紧方向上带动碳纤维一同移动的移动的固定金属丝网的螺母，以便弹簧的预紧拉力通过金属丝网传递给碳纤维顺利带动其移动，使碳纤维束时刻拉紧。[0010]本发明的优越性在于解决了碳纤维预制体中碳纤维束拉紧问题。提高了该方法所制备铸件的成品率。
[0011]【专利附图】
【附图说明】:
图1为本发明碳纤维束拉紧装置示意图；
I为弹簧组，2为上金属丝网，3为上螺母组件，4为中金属丝网，5为中螺母组件，6为金属丝杆，7为碳纤维，8为下金属丝网，9为下螺母组件，10为上扩孔位置，11为中扩孔位置，12为下扩孔位置。
[0012]【具体实施方式】:
以长方体立体框架的具体实施例。
[0013]预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于包括以下部分:根据铸件横截面大小设定金属丝网面积，根据铸件中碳纤维束之间间距选择金属丝网网孔大小的2上金属丝网、4中金属丝网、8下金属丝网为例；具有支撑框架及调节金属丝网位置功能的6金属丝杠；具有固定金属丝网或调节金属丝网位置功能的3上螺母组件、5中螺母组件、9下螺母组件为例；具有施加预紧拉力并在轴向方向上双面勾接金属丝网功能的多根弹簧组I。
[0014]金属丝网、金属丝杠、螺母材质可选钢，铜及其合金等熔点高于金属液的材质；金属丝网的网孔大小可根据阵列铸件中碳纤维束之间间距选定；选取直径为4mm的金属丝杠6，其长度视铸件高度合理选择，比铸件高度超出至少5飞mm。根据金属丝杠6，直径选择与其配套的螺母组件3、5、9。
[0015]多根3_左右的弹簧组I材质可以是压缩弹簧也可是拉伸弹簧，可承受轴向拉、压力的弹簧即可，长度及外径可根据所需拉力确定；拉力大小为:保证编织在预制体中的碳纤维束每一束都可拉紧即可。
[0016]将中金属丝网4、下金属丝网8用金属丝杠6制作成立体框架，框架可以任意立体结构；将金属丝网在需要金属丝杠穿过的地方进行扩孔，上扩孔位置10、中扩孔位置11、下扩孔位置12值得注意的是需要移动的金属丝网穿过金属丝杠位置的网孔即中扩孔位置11要能使金属丝杠无阻碍顺利通过，其它穿过金属丝杠位置即上扩孔位置10、下扩孔位置12，网孔扩孔后网孔内切圆直径大于金属丝杠直径I飞mm冲金属丝网4、下金属丝网8分别用中螺母组件5、下螺母组件9以卡紧的方式固定在金属丝杠上，最低层金属丝网距离地面高度大于所选螺母厚度2?3mm。
[0017]将碳纤维7按照一定排布方式编制在金属丝网上；可手工编制，也可机械编制，碳纤维编制方向可以是任意方向；将编制好的带有碳纤维的金属框架中的中金属丝网4上面在加一层上金属丝网2，将弹簧组I以勾连的方式连接在两片金属丝网之间。
[0018]调节上螺母组件3移动上金属丝网2的位置使弹簧组I处于拉伸状态后固定好上螺母组件3，调松需要向碳纤维束拉紧方向上带动碳纤维一同移动的固定中金属丝网4的中螺母组件5，以便受到弹簧预紧拉力时中金属丝网4能够顺利带动碳纤维移动，使碳纤维束时刻受到弹簧的预紧拉力而拉紧实现碳纤维拉紧的目的。
[0019]以上为本发明装置的工业化生产、广泛推广及应用提供了有利条件。根据铸件横截面面积及高度，碳纤维束排布，制作碳纤维束拉紧装置，从而使制得铸件的成品率大大提高，可见该拉紧碳纤维装置十分简单有效并且成本极低，在生产过程中无污染、无三废，不造成对环境的危害。
【权利要求】
1.预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于包括以下部分:根据铸件横截面大小设定金属丝网面积，根据铸件中碳纤维束之间间距选择金属丝网网孔大小的金属丝网；具有支撑框架及调节金属丝网位置功能的金属丝杠；具有固定金属丝网或调节金属丝网位置功能的多个螺母；具有施加预紧拉力并在轴向方向上双面勾接金属丝网功能的多根弹簧。
2.根据权利要求1所述的预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于:金属丝网可以是钢网、铜网及其合金网等熔点高于金属液温度的材质；丝网网孔的大小根据铸件中碳纤维束之间间距选取。
3.根据权利要求1所述的预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于:选取的金属丝杠的材质可为铜、钢、及其合金等熔点高于金属液温度的金属丝杠即可；金属丝杠直径大于等于4mm即可,长度视铸件高度合理选择，比铸件高度超出至少5飞mm。
4.根据权利要求1或3所述的预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于:将金属丝网欲穿过金属丝杠位置网孔进行扩孔；扩孔后网孔内切圆直径大于金属丝杠直径f5mm，保证金属丝杠无阻碍顺利通过。
5.根据权利要求1或3所述的预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于:选取与金属丝杠配合的螺母组成螺母组件；螺母组件在金属丝网两侧起到紧固金属丝网，具有调节金属丝网位置的功能。
6.根据权利要求1或3所述的预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于:制作碳纤维预制体；将金属丝网及金属丝杠、螺母组成立体框架，框架可以是任意立体结构；将金属丝杠穿过事先扩孔的网孔中以螺母卡紧的方式将金属丝网固定在金属丝杠上，最低层金属丝网距离地面高度大于所选螺母厚度2?3mm ;将碳纤维按照一定排布方式编制在金属丝网上，可手工编制也可机械编制，碳纤维编制方向可以是任意方向。
7.根据权利要求1所述的预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于:选取弹簧可以是压缩弹簧也可是拉伸弹簧，可承受轴向拉、压力的弹簧即可；弹簧长度，外径可根据所需拉力确定；拉力大小为:保证编制在预制体中的碳纤维束每一束都可拉紧即可。
8.根据权利要求1或3所述的预制体中碳纤维拉紧装置，其特征在于:将编制好的带有碳纤维的预制体框架的最上一层金属丝网上面加一层金属丝网；将弹簧以轴向双面勾连的方式连接在两片金属丝网之间，调节固定最上一层金属丝网的螺母以便事先给弹簧一个预紧拉力；此时弹簧处于拉伸状态，固定好螺母，调松需要向碳纤维束拉紧方向上带动碳纤维一同移动的固定金属丝网的螺母，以便弹簧的预紧拉力通过金属丝网传递给碳纤维顺利带动其移动，使碳纤维束时刻拉紧。
【文档编号】B21F9/00GK103480775SQ201310427466
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】曲迎东, 金美玲, 孙凤双, 秦刚, 尤俊华, 李荣德 申请人:沈阳工业大学