[發明專利]碳纖維纏繞噴管預制體成型方法

無效

• 申請號: 201110255873.3
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102441986A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 姜廣祥;陳輝;王洪運;趙亮;馬國峰;費春東;楊麗萍;婁小杰;伊翠云;陳家正
• 申請（專利權）人: 哈爾濱玻璃鋼研究院
• 主分類號: B29C53/56
• 分類號: B29C53/56;B29C53/80
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 畢志銘

技術領域

本發明涉及一種噴管預制體成型方法，具體涉及一種碳纖維纏繞噴管預制體成型方法。

背景技術

現有的噴管預制體成型方法采用三維編織方法，三維編織方法是手工操作，自動化程度低，生產效率低；三維編織方法纖維纏繞不連續，纏繞張力不均勻，成型質量不穩定；預制體的碳纖維含量不易控制，無法通過張力調節控制纖維密度。

綜上，現有的噴管預制體成型方法存在生產效率低、成型質量不穩定以及纖維密度不可控的問題。

發明內容

本發明為解決現有的噴管預制體成型方法存在生產效率低、成型質量不穩定以及纖維密度不可控的問題，進而提供一種碳纖維纏繞噴管預制體成型方法。

本發明的碳纖維纏繞噴管預制體成型方法是按著以下步驟實現的：

步驟A、安裝模具：將噴管預制體成型石墨芯模固套在金屬軸上，然后將金屬軸的兩端安裝在纏繞機上；

步驟B、石墨芯模表面處理：將隔離脫模紙帶均勻纏繞在石墨芯模的外表面上；

步驟C、確定線型：

步驟C1：噴管預制體最大直徑外圓處纏繞角度在20～30°之間，根據空間解析幾何理論得出基于石墨芯模外表面曲面輪廓的測地線纏繞軌跡，纏繞軌跡如下：

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)

結合所用纖維的種類、纏繞張力以及纖維之間的摩擦力，得到穩定纏繞的出紗絲嘴運動軌跡，將纖維纏繞軌跡按該測地線進行排線，確定單個循環線型；

步驟C2：根據纏繞軌跡確定程序切點數目：纏繞線型中可以實現任意切點線型的編排，對于n切點的線形來說，與起始切點位置相鄰的切點，在時序上相隔(n-1)個切點，得到n切點線形的纏繞公式：

式中θ_n表示在極孔圓周上由切點n開始，纏繞到時序相鄰的切點(n+1)時，芯模轉過的中心角；相鄰兩條纏繞線之間芯模轉過的角度；N為自然數；

根據得到的θ_n進行排線，確定纏繞纖維布滿整個芯模外表面的排布程序；

步驟D、纏繞纖維：通過纏繞機的軟件編寫纏繞程序，將碳纖維通過編寫纏繞程序螺旋向纏繞在石墨芯模的外表面上，碳纖維纏繞的角度范圍是20～90°；控制石墨芯模繞軸線做勻速轉動，控制出紗絲嘴沿芯模軸線方向往復運動；

步驟E、補強處理：對石墨芯模兩端對應的噴管預制體喉部的凹曲面進行纏繞補強，對石墨芯模中部擴張段開孔處凸曲面進行纏繞補強，保證補強寬度均勻；

步驟F、纏繞保護層：更換碳纖維在噴管預制體的外表面上纏繞保護層。

本發明具有以下有益效果：

本發明的噴管預制體成型方法采用纏繞機軟件編寫纏繞程序進行螺旋向纏繞纖維，與現有的三維編織方法相比，具有自動化程度高，生產效率高的優點；本發明的噴管預制體成型方法采用一束碳纖維連續纏繞，纖維纏繞連續，纏繞張力均勻，成型質量穩定；本發明的噴管預制體成型方法的碳纖維含量可控，可以通過張力調節控制纖維密度。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式碳纖維纏繞噴管預制體成型方法步驟如下：

步驟A、安裝模具：將噴管預制體成型石墨芯模固套在金屬軸上，然后將金屬軸的兩端安裝在纏繞機上；

步驟B、石墨芯模表面處理：將隔離脫模紙帶均勻纏繞在石墨芯模的外表面上；

步驟C、確定線型：

步驟C1：噴管預制體最大直徑外圓處纏繞角度在20～30°之間，根據空間解析幾何理論得出基于石墨芯模外表面曲面輪廓的測地線纏繞軌跡，纏繞軌跡如下：

x(-24)y(-500)z(-136)