[发明专利]一种用于复合材料帽型长桁铺放的装置

说明书

本发明公开一种用于复合材料帽型长桁铺放的装置，包括设有预浸带放卷轴(11)和衬纸回收轴(15)的铺放头支撑结构，所述铺放头支撑结构(15)上依次安装有作用于预浸带的第一柱形导向辊(1)、第一鼓形导向辊(2)、带料预变形约束组件(3)、帽顶面压实辊(4)、帽腰面压实辊(5)、帽缘面压实辊(6)、最终成型压实辊(7)、衬纸变形约束组件(8)、第二鼓形导向辊(9)和第二柱形导向辊(10)。本发明带有带料预变形导向辊及导向板，能够约束带料并初步弯曲成帽型，实现预浸带铺放前的预变形；各压实辊本身均具有变形能力，实现形状和压力的自适应，保证了R角区域的压实。

技术领域

本发明涉及机身帽型长桁铺放领域，尤其是涉及一种用于复合材料帽型长桁铺放的装置

背景技术

复合材料长桁是复合材料机身结构的主要支撑构件，一般通过共交接或共固化工艺与机身蒙皮连接。由于帽型长桁结构最为稳定，机身长桁中90％以上采用帽型长桁。如何高质高效地完成帽型长桁的制造已成为复合材料机身结构制造的关键。

目前，帽型长桁的铺放工艺主要有手工铺放工艺、热隔膜工艺和自动辊压工艺。手工铺放工艺是将预浸料裁切后手动铺放到帽型长桁阳模上，不需要任何专业自动化设备，可以铺贴形状复杂的异型长桁，但铺贴精度差、效率低、质量一致性难以保证，无法满足复合材料帽型长桁大规模制造的要求。热隔膜工艺是在抽真空的条件下，利用隔膜材料的伸展，带动被加热到设定温度的长桁平面铺放预制体中的纤维铺层发生层间滑移，使预制体在模具上发生弯曲，形成帽型长桁的截面形状。热隔膜工艺具有较高的生产效率，但在R角区易形成架桥、褶皱和弯折缺陷，严重影响零件后续的固化质量。自动辊压工艺结合自动送料和牵引系统，将预成型体料片在成型工装加热到设定温度后，通过设置不同组合辊轮机构对长桁预成型体进行辊压成型。

现有技术中，公开号为CN 110962367 A和CN 110733190 A的专利申请均采用辊压工艺，虽然自动辊压工艺能连续大批量生产各种截面形状的长桁，但由于依旧采用预成型体料片翻折方式，R角区域成型质量和精度难以保证；此外，该还需要模具转移，增加成型步骤。

发明内容

为克服现有技术存在的问题，本发明提供用于复合材料帽型长桁铺放的装置。

一种用于复合材料帽型长桁铺放的装置，包括设有预浸带放卷轴和衬纸回收轴的铺放头支撑结构，所述铺放头支撑结构上依次安装有作用于预浸带的第一柱形导向辊、第一鼓形导向辊、带料预变形约束组件、帽顶面压实辊、帽腰面压实辊、帽缘面压实辊、最终成型压实辊、衬纸变形约束组件、第二鼓形导向辊和第二柱形导向辊。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述第一鼓形导向辊为中部直径大于两端直径的鼓形回转体，用于预浸带在柱形导向辊和带料预变形约束组件之间变形过渡。

可选的，所述第二鼓形导向辊的为中部直径大于两端直径的鼓形回转体，用于衬纸在衬纸变形约束组件和柱形导向辊之间变形过渡。

可选的，所述带料预变形约束组件包括第一导向辊和第一导向板，预浸带由第一导向辊和第一导向板间通过，第一导向辊对预浸带施加滚动约束，第一导向板对预浸带施加滑动约束，用于预浸带的帽型控形；但不增加预浸带输送的摩擦阻力。

可选的，所述衬纸变形约束组件包括第二导向辊和第二导向板，衬纸由第二导向辊和第二导向板间通过，第二导向辊对衬纸施加滚动约束，第二导向板对衬纸施加滑动约束，用于衬纸的帽型控形；但不增加衬纸输送的摩擦阻力。

可选的，所述帽顶面压实辊的轴向截面呈帽型，帽腰面与帽顶面的夹角小于帽型长桁阴模帽腰面与帽顶面的夹角，帽顶高度大于帽型长桁阴模帽顶高度。