[發明專利]一種穩定向復合材料預制體植入Z向纖維的鉤針

有效

• 申請號: 202011046808.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112281296B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 單忠德;郭子桐;戰麗;李思源;劉云志;劉陽;李軍
• 申請（專利權）人: 北京機科國創輕量化科學研究院有限公司
• 主分類號: D04C3/00
• 分類號: D04C3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種穩定向復合材料預制體植入Z向纖維的鉤針，包括Z向纖維閉合板，回位彈簧，連接軸，磁鐵，鉤針槽口，所述Z向纖維閉合板通過連接軸與鉤針桿連接，由回位彈簧保持閉合板的穩定，鉤針桿前端設計槽口形狀，工作時閉合板在陣列鋼針推力的作用下沿轉軸旋轉，此時閉合板會翹起至滿足鉤取Z向纖維的位置，待鉤取Z向纖維后，閉合板會在回位彈簧作用下回到最初平衡位置，且在鉤針槽口安裝有磁鐵，用于與閉合板吸合，保持槽口處于封閉狀態。在復合材料預制體植入Z向纖維過程中，通過設計此裝置，可以有效的保護Z向纖維，避免了Z向纖維與預制體，金屬的磨損，Z向纖維的偏移，提高預制體的成形質量。

技術領域

本發明涉及三維織造過程中的輔助裝備，針對復合材料預制體引入Z向纖維過程中穩定鉤取紗線所需要用到的一種鉤針。

背景技術

復合材料構件廣泛應用于航空航天、軍工等領域，因此對復合材料結構和性能的要求也在不斷提高，三維結構復合材料構件相比于二維結構，在Z向引入了增強纖維，提高了復合材料立體織物厚度方向的層間強度，解決了復合材料構件易分層，沖擊韌性和損傷容限較低等問題。編織后的立體織物在Z向仍有按照一定規則形狀陣列形成的陣列鋼針，需要通過Z向纖維將陣列鋼針置換出來，首先用鉤針置換陣列鋼針，然后鉤取預制體一側Z向纖維回至原位，最終完成對預制體Z向纖維的植入。傳統向復合材料預制體植入Z向纖維的裝置，易造成纖維的偏移以及纖維與預制體，纖維與金屬鉤針的摩擦，降低了Z向纖維引入時的效率和質量，因此需要設計一種新的鉤針來實現 Z向纖維高質高效的植入。

發明內容

本發明提供了一種穩定向復合材料預制體植入Z向纖維的鉤針，有效避免Z向纖維發生磨損，偏移，提高了預制體Z向纖維引入的質量和效率。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種穩定向復合材料預制體植入Z向纖維的鉤針，包括Z向纖維閉合板，回位彈簧，轉軸，磁鐵，槽口，鉤針。所述Z向纖維閉合板通過轉軸與鉤針連接，磁鐵放在槽口上用于吸合閉合板。

所述閉合板為根據實際工況設計的特殊的形狀，閉合板與中心軸的角度為45°，閉合板與中心軸的角度為60°，在進入預制體之前，閉合板前端與陣列鋼針接觸，此時閉合板后端便會翹起，呈鉤針狀。

所述回位彈簧用于保持Z向纖維閉合板在受力前后位置的穩定，搭配磁鐵可保證閉合板與鉤針在不受力時保持閉合狀態。

所述槽口包括前端槽口放置閉合板，使閉合板通過轉軸轉動，尾端槽口，用于當閉合板抬起時放置Z向纖維。

所述鉤針整體呈圓柱形，直徑最小可達到1.5mm，減少了鉤針與復合材料預制體之間的摩擦。

本發明的有益效果為：

1.引入Z向纖維前的鉤針，閉合板受到陣列鋼針推力，通過回位彈簧與轉軸的共同作用，使閉合板后端翹起至滿足鉤取Z向纖維的位置，使得鉤針滿足Z向纖維引入預制體的實際工況，提高Z向纖維鉤取效率。

2.鉤取Z向纖維后，閉合板不再受力，通過回位彈簧與磁鐵的共同作用，滿足閉合板與鉤針的閉合狀態，有效避免了Z向纖維與復合材料預制體及金屬發生摩擦，Z向纖維偏移的現象，保證了Z向纖維的質量，提高了Z向纖維引入的質量。

附圖說明

圖1示出了本發明的主視結構示意圖；

圖2示出了本發明的立體結構示意圖；

圖3示出了本發明的前端局部示意圖；

圖4示出了本發明鉤針鉤取Z向纖維示意圖；

圖5示出了本發明的Z向纖維閉合板示意圖；

圖6示出了本發明的鉤針槽口示意圖。

圖中：

1—Z向纖維閉合板；2—回位彈簧；3—轉軸；