[發明專利]輕量化球鉸用復合芯軸的制作方法、輕量化球鉸

有效

• 申請號: 202010697192.1
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111791513B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 曾繁盛;林立鈿;王振
• 申請（專利權）人: 株洲時代新材料科技股份有限公司
• 主分類號: B29C70/34
• 分類號: B29C70/34;B29C70/74;B29C70/54;F16C11/06
• 代理公司: 株洲湘知知識產權代理事務所(普通合伙) 43232
• 代理人: 蘇娟

1.輕量化球鉸用復合芯軸的制作方法，輕量化球鉸用復合芯軸包括金屬芯軸（1）和固化在金屬芯軸（1）中間段上的纏繞段（2），纏繞段（2）的外壁為從兩端到中間直徑逐漸增大的外凸球面，其特征在于制造步驟如下：

S1:根據輕量化球鉸的輕量化需求，設計金屬芯軸（1）和纏繞段（2）的重量比例，并根據輕量化球鉸的重量及尺寸需求設計出金屬芯軸（1）和纏繞段（2）的尺寸；

S2:制造金屬芯軸（1），并在金屬芯軸（1）的中間段中加工出用于對纏繞段（2）軸向定位的定位結構；

S3:采用纏繞工藝將浸潤樹脂膠液的玻璃纖維纏繞至金屬芯軸（1）中間段，纏繞后進行樹脂凝膠及固化成型，然后通過機加工形成符合尺寸設計需求的纏繞段（2）；

步驟S3具體是指：

S31.準備玻璃纖維布，玻璃纖維布的寬度尺寸與纏繞段（2）的軸向寬度相同，并將樹脂和固化劑混合后注入浸膠槽混合，開啟恒溫設備控制樹脂溫度；

S32:將金屬芯軸裝入纏繞機，再將玻璃纖維布一端穿過纏繞機的張力控制器、浸膠槽和擠膠輥，之后貼在金屬芯軸（1）中間段；

S33.繞中軸線轉動金屬芯軸，玻璃纖維布纏繞至金屬芯軸（1）中間段，當纏繞后的尺寸大于纏繞段（2）最大直徑1mm~2mm，剪斷玻璃纖維布停止纏繞，在金屬芯軸（1）中間段形成內凹形的纏繞段毛坯；

S34.纏繞完成后取下芯軸，依次進行室溫凝膠、加熱保溫固化和固化后的冷卻，得到纏繞段半成品；

S35.根據設計的纏繞段（2）尺寸，機械加工纏繞段半成品得到纏繞段（2）；

步驟S2中將金屬芯軸（1）中間段加工成從端部至中間直徑逐漸減小且表面平滑的內凹形，通過內凹形的金屬芯軸（1）中間段對纏繞段（2）進行軸向定位，金屬芯軸（1）中間段的最小直徑小于最大直徑2~4mm。

2.根據權利要求1所述的輕量化球鉸用復合芯軸制作方法，其特征在于步驟S2中將金屬芯軸（1）中間段分為位于端部的直筒段（11）、位于兩個直筒段（11）之間的凸起段（12）和位于直筒段（11）與凸起段（12）之間的定位段（13），直筒段（11）為直筒形狀，凸起段（12）為從兩端到中間直徑逐漸增大且表面平滑的外凸形狀，定位段（13）為直徑均小于直筒段（11）和凸起段（12）的內凹環槽，通過定位段（12）對纏繞段（2）軸向定位；

步驟S3具體是指：

a.準備玻璃纖維紗，并將樹脂和固化劑混合后注入浸膠槽混合，開啟恒溫設備控制樹脂溫度，再將金屬芯軸裝入纏繞機；

b.以金屬芯軸（1）上的一個定位段（13）作為起始端進行纏繞，將兩個定位段（13）纏繞至與直筒段（12）齊平，完成初始綁定；

c.初始綁定后將玻璃纖維所在的定位段（13）的外邊緣設為纏繞起始位置，以另一個定位段（13）的外邊緣設為纏繞終止位置進行纏繞，并通過依次向內調整纏繞起始位置和纏繞終止位置，將纏繞起始位置和纏繞終止位置逐步向凸起段（12）中心靠攏，形成從兩端到中間直徑逐漸增大的纏繞段毛坯，纏繞段毛壞的尺寸大于纏繞段（2）的尺寸1mm~2mm；

d.纏繞完成后取下芯軸，依次進行室溫凝膠、加熱保溫固化和固化后的冷卻，得到纏繞段半成品；

e.根據纏繞段（2）的設計尺寸，機械加工纏繞段半成品得到纏繞段（2）。

3.根據權利要求2所述的輕量化球鉸用復合芯軸制作方法，其特征在于定位段（13）直徑比直筒段（11）直徑小3mm~5mm，凸起段（12）直徑比直筒段（11）直徑大2mm~4mm。

4.根據權利要求2所述的輕量化球鉸用復合芯軸制作方法，其特征在于步驟b的具體過程是：將多股玻璃纖維紗穿過纏繞機的張力控制器、浸膠槽、擠膠輥后捆綁在金屬芯軸（1）的一個定位段（13）上作為起始端，繞中軸線轉動金屬芯軸，以90度纏繞角圍繞定位段（13）纏繞若干圈直至與直筒段（11）平齊，再以小于90度纏繞角將維纖紗線繞至金屬芯軸（1）的另一定位段（13）上，然后以90度纏繞角圍繞定位段（13）纏繞若干圈直至與直筒段（11）平齊，完成初始綁定。

5.根據權利要求2所述的輕量化球鉸用復合芯軸制作方法，其特征在于步驟c中的纏繞角度在60度至90度之間。