一种复合材料卧式自动铺丝成型装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种铺丝装置。
【背景技术】
[0002]自动铺丝装置是一种能够实现预浸丝按照设计角度精确自动铺放的设备。自动铺丝由自动铺带和纤维缠绕发展而来，克服了自动铺带的沿“自然路径”和纤维缠绕的周期性、稳定性以及非架空性的限制，可以实现回转体或者非回转体等大曲率复杂结构件精确地自动化铺放。自动铺丝装置能够实现大尺寸复杂曲面结构件的整体制造，节约制造和装配成本，提高生产效率，在航空航天领域具有广泛的应用前景。
[0003]国外对自动铺丝装置的研究起步较早，MAG公司、Ingersoll机床公司、M_Torres公司和EI等研制了铺丝设备，但其机床多采用龙门式结构，其机床多采用龙门式结构，仅适于平面结构或近平面类结构成型，不能用于回转结构成型，其卧式结构仅能完成简单回转结构和异性回转结构的铺放成型，却不能完成平面结构或近平面结构、非回转体等大曲率结构的铺放成型。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:克服现有技术不足，提供一种同时实现回转体和非回转体铺丝的铺丝装置。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]—种复合材料卧式自动铺丝成型装置，包括自动铺丝头、导轨、支撑臂、纱箱、机床、横向移动小车和旋转支架;机床、横向移动小车放置于地面;X轴与Y轴在水平方向垂直，Z轴与铅垂方向平行，待铺丝的模具与旋转支架固定连接，旋转支架与机床转动连接，转轴平行于Y轴;横向移动小车沿Y方向移动；给自动铺丝头供丝的纱箱和导轨固连在横向移动小车上；导轨包括横向导轨和纵向导轨，支撑臂与横向导轨配合，并在横向导轨上沿X方向移动，支撑臂与纵向导轨配合，并在纵向导轨上沿Z轴方向移动；自动铺丝头与支撑臂转动连接，转轴平行于Y轴。
[0007]所述自动铺丝头包括支架、第一止纱辊、第二止纱辊、第一送纱辊、第二送纱辊、第一铡刀、第二铡刀、压辊、气动装置、第一夹持辊、第二夹持辊、第一导纱辊组、第二导纱辊组、电机和红外灯;支架与支撑臂的一端转动连接;第一止纱辊、第二止纱辊、第一送纱辊、第二送纱辊、第一夹持辊、第二夹持辊和位于自动铺丝头的前端的压辊均为圆柱体，固连在支架上，绕与Y轴平行的圆柱轴线转动;红外灯和电机固连在支架上，电机带动第二送纱辊转动，第一送纱辊和第二送纱辊通过齿轮连接，反向同速转动;从纱箱供给的第一股预浸丝依次被第一止纱辊、第一送纱辊和第一导纱辊组送至压辊的送入口，从纱箱供给的第二股预浸丝依次被第二止纱辊、第二送纱辊、第二导纱辊组送至压辊的送入口；压辊沿模具表面运动并转动，压辊的一个母线与模具接触，并与模具之间有压力;第一股预浸丝和第二股预浸丝在压辊的送入口被平行送至压辊与模具的接触处;红外灯对送入口和接触处之间的第一股预浸丝和第二股预浸丝进行加热；第一铡刀、第二铡刀被气动装置推动，分别切断第一股预浸丝、第二股预浸丝;气动装置推动第一夹持辊与第一送纱辊周向贴合，将第一股预浸丝压向第一送纱辊，气动装置推动第二夹持辊与第二送纱辊周向贴合，将第二股预浸丝压向第二送纱辊。
[0008]所述压辊的一个母线与模具之间的压力为300?1500N。
[0009]本实用新型与现有技术相比的优点在于:
[0010]I)本实用新型的自动铺丝头可沿X轴、Y轴、Z轴方向运动，并且沿Y轴转动，具有四个自由度，不仅可以实现回转体的自动铺丝成型，还可以通过自动铺丝头的运动实现平面或近平面等非回转构件的自动铺丝成型；
[0011]2)自动铺丝头不仅可以实现沿铅垂方向和沿Y轴方向的铺丝，也可以实现与铅垂方向呈0°?90°角，在YZ平面的斜向铺丝，即多角度铺丝成型；
[0012]3)支撑臂可沿X轴方向移动，可控制自动铺丝头与模具的距离，采用回转类构件结构直径范围为Φ 100mm?Φ 3000mm，非回转类构件尺寸在300mmX 300mm以上，适用于大尺寸复合材料构件的成型；
[0013]4)采用卧式布局，相对于国外常用的龙门式自动铺丝机，不需要龙门结构，具有制造成本较低、构件模具装卸便捷的特点。
【附图说明】
[0014]图1本实用新型回转体铺丝装置整体结构图主视图；
[0015]图2本实用新型非回转体铺丝装置整体结构图主视图；
[0016]图3本实用新型自动铺丝头结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]—种复合材料卧式自动铺丝成型装置，包括自动铺丝头1、导轨2、支撑臂3、纱箱4、机床7、横向移动小车5和旋转支架6。
[0018]如图1和图2所示，X轴与Y轴在水平方向垂直，Z轴与铅垂方向平行，待铺丝的模具与旋转支架6固定连接，旋转支架6与机床7转动连接，转轴为Y轴;横向移动小车5可沿Y方向移动；导轨2固连在横向移动小车5上，导轨2包括沿X方向延伸的横向导轨和沿铅垂方向延伸的纵向导轨，支撑臂3与横向导轨配合，并在导轨2上沿X方向移动，支撑臂3与纵向导轨配合，并在导轨2上沿铅垂方向移动；自动铺丝头I与支撑臂3转动连接，可绕Y轴转动。纱箱4固连在横向移动小车5上，用于给自动铺丝头I供丝。待铺丝的模具可以为回转体8或非回转体
9。综上，自动铺丝头I有4个自由度，可沿X轴、Y轴、铅垂方向运动，并且沿Y轴转动。
[0019]如图3所示，自动铺丝头I包括支架12、第一止纱辊11、第二止纱辊24、第一送纱辊组件22，第二送纱辊组件21、第一铡刀15，第二铡刀18、压辊16、气动装置10、第一夹持辊13、第二夹持辊20、第一导纱辊组14、第二导纱辊组19、电机23和红外灯17。支架12与支撑臂3的一端转动连接。送纱辊组件包括第一送纱辊21、第二送纱辊22。第一止纱辊11、第二止纱辊24、第一送纱辊21、第二送纱辊22、压辊16、第一夹持辊13、第二夹持辊20均为圆柱体，固连在支架12上，圆柱轴线均与Y轴平行，并绕Y轴转动。红外灯17和电机23固连在支架12上。压辊16在自动铺丝头I的前端，自动铺丝时，压辊16沿模具表面运动，压辊16的一个母线与模具接触，并与模具之间有压力，压力为300?1500N。
[0020]电机轴与第一送纱辊13皮带连接，并带动第二送纱辊21转动，第一送纱辊22和第二送纱辊21通过齿轮连接，反向同速转动。第一导纱辊组14、第二导纱辊组19分别包括两个以上导纱辊，导纱辊为圆柱体，固连在支架10上，圆柱轴线与Y轴平行