[發(fā)明專利]大學(xué)生方程式賽車用碳纖維傳動軸成型與制備方法

有效

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• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109571998B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐峰祥;唐躍友;羅宇彤;袁金呈;邵建波
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/54;B29C70/76
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 徐員蘭

1.一種大學(xué)生方程式賽車用碳纖維傳動軸成型與制備方法，其特征包括以下步驟：

（1）裁布：準備不同鋪層角度的碳纖維預(yù)浸料布，根據(jù)鋪層的角度和傳動軸軸身長度對碳纖維預(yù)浸料布進行裁剪；

（2）制模：預(yù)備軸桿狀高強度泡沫芯模，所述芯模設(shè)置為適宜于后期纏繞鋪層和打蠟處理，且便于脫模；

（3）第一階段鋪布：使用纏繞機將步驟（1）中裁剪好的碳纖維預(yù)浸料按照設(shè)計的鋪層角度在芯模上纏繞以進行第一階段鋪層，形成傳動軸初樣；

（4）接頭加工：加工金屬連接端和花鍵端；

（5）壓接頭：將步驟（2）的傳動軸初樣的芯模定心插入金屬連接端內(nèi)，使芯模上第一階段鋪層的外表面的一段與金屬連接端內(nèi)壁緊密貼合，形成芯模金屬連接端一體臺階結(jié)構(gòu)；其中，碳纖維傳動軸軸身與金屬連接端的連接方式為雙搭接-機械連接的混合連接；其中，金屬連接端用棒料的合金鋼加工并進行熱處理；金屬連接端與花鍵端的法蘭進行配合加工，各法蘭邊上設(shè)計定位孔用于固定連接；

金屬連接端的內(nèi)膠合面和外膠合面分別有至少2道沿碳纖維傳動軸軸線呈設(shè)定角度的溝槽，溝槽深度固化后碳纖維與連接端的膠接面積增大，并且部分碳纖維壓入溝槽槽內(nèi)以形成機械連接；

金屬連接端的內(nèi)外表面均用砂紙進行打磨，并且使用濃硝酸進行表面的化學(xué)處理，增大搭接的表面積，增大與碳纖維傳動軸軸身的固化面積；

（6）第二階段和第三階段鋪步：使用纏繞機將步驟（1）中裁剪好的碳纖維預(yù)浸料按照設(shè)計的鋪層角度進行第二階段和第三階段的鋪層，先在步驟（5）中的芯模金屬連接端一體臺階結(jié)構(gòu)的第一鋪層外表面進行第二階段鋪層，使第二階段鋪層與金屬連接端外表面平齊，之后再在第二階段鋪層和金屬連接端外表面的外表面上再進行整體第三階段鋪層，得到傳動軸制備件；

（7）固化成型：將步驟（6）得到的傳動軸制備件進行固化處理，在熱烘箱內(nèi)加熱固化，在加熱固化的同時使用真空泵抽真空；

（8）脫模：步驟（7）固化處理后進行脫模處理使芯模脫離傳動軸制備件，得到碳纖維傳動軸軸身-金屬連接端一體化的傳動軸；

（9）裝配：將花鍵端與步驟（8）的得到的傳動軸進行裝配得到一體化傳動軸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大學(xué)生方程式賽車用碳纖維傳動軸成型與制備方法，其特征在于，步驟（1）中的碳纖維預(yù)浸料布為碳纖維干布已經(jīng)和相對應(yīng)樹脂配好的碳纖維布，不需要配置設(shè)定比例的樹脂；單向碳纖維預(yù)浸料布用于90°鋪層，裁剪單向碳纖維預(yù)浸料布得到±15°的碳纖維預(yù)浸料，裁剪編織碳纖維預(yù)浸料得到±45°的碳纖維預(yù)浸料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述大學(xué)生方程式賽車用碳纖維傳動軸成型與制備方法，其特征在于，碳纖維軸身纏繞的材料為單向碳纖維預(yù)浸料布和各種角度的碳纖維預(yù)浸料布，通過纏繞機進行各階段鋪層纏繞，通過纏繞機向各鋪層施加設(shè)定的張緊力。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述大學(xué)生方程式賽車用碳纖維傳動軸成型與制備方法，其特征在于，碳纖維傳動軸軸身的纏繞分為三個階段，每一個階段按照設(shè)計的不同角度進行鋪層纏繞，三個級段的鋪層厚度和鋪設(shè)長度以芯模的軸心形成中心對稱，且鋪層角度中心對稱。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述大學(xué)生方程式賽車用碳纖維傳動軸成型與制備方法，其特征在于，碳纖維傳動軸身的固化成型是放入120℃的烘箱中加熱固化2小時，再在常溫固化24h以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述大學(xué)生方程式賽車用碳纖維傳動軸成型與制備方法，其特征在于，花鍵端用合金鋼棒料加工，在其法蘭端面中心有凸臺，用于軸向定心；花鍵端設(shè)計凸臺以對三球銷進行軸向限位，設(shè)計卡簧槽對三球銷進行軸向限位。