[发明专利]自动化头盔壳体整体成型设备

说明书

本发明涉及自动化头盔壳体整体成型设备，其解决了现有芳纶头盔制造在将二维芳纶织物铺设成三维结构的过程中需要对芳纶织物进行裁剪铺叠，从而导致织物力学性能骤减、制造工艺效率低、成本高的技术问题，其包括压料装置和多组拉伸调整装置，压料装置包括立柱、滚珠丝杠直线模组、阳模固定架、半球阳模、半球阴模和半球阴模固定装置，滚珠丝杠直线模组与立柱连接，阳模固定架与滚珠丝杠直线模组的滑块连接，半球阳模与阳模固定架固定连接；半球阴模与半球阴模固定装置连接；半球阳模位于半球阴模的正上方；拉伸调整装置包括机台、驱动电机、卷筒、钢丝绳、滑轮、气动夹爪、承托板、转轴、第一轴承座、第二轴承座和角度电机；多组拉伸调整装置沿圆周方向均布在半球阴模的周围。其可广泛应用于头盔的制造。

技术领域

本发明涉及头盔制造技术领域，具体而言，涉及一种自动化头盔壳体整体成型设备。

背景技术

头盔是保护头部的重要护具。头盔不但是人们在日常交通中必不可少的保护工具，而且在出现战争时也起到保护军人宝贵生命的重要作用。防弹头盔的作用机理是通过吸收和耗散子弹头的能量，阻止穿透，减轻钝伤以用来有效地保护人体的头部。防弹头盔按照其壳体材料可以分为金属、非金属、金属和非金属复合材料的三大类。当前流行的防弹头盔主要有芳纶复合盔和高分子聚乙烯复合盔两大类。在这两种材料中，聚乙烯材料(UHMWPE)制成的头盔，虽然抗子弹穿透的性能优异，但着弹时凹陷比较严重，容易造成非贯穿性损伤，且PE材料熔点低，不适于高温条件下压制，导致制造较困难；因此，芳纶头盔更受欢迎，应用更广。

到目前为止，芳纶头盔壳体的制造仍采用一套组合式叠层样板的壳体叠层工艺，需要人工手动进行剪裁拼接成碗形、粘接来辅助完成叠层，导致制造效率低，成本高，且头盔壳体的强度低(强度不如整体成型的产品)。

参考申请公布号为CN1114042A的发明专利申请，该专利申请公开了比较经典和典型的样板叠层制造方式，其说明书附图中图3是裁切形状，但是布面拼接成立体成型体的时候，是将复合纤维布裁切旋叶片状而折弯成碗状，令其层层交错叠置，会产生很多相互覆盖重叠的部分，浪费材料的同时，会导致防冲击力学性能的下降。

参考申请公布号为CN104654927A，名称为“一种制造防弹头盔预浸料的裁剪与铺设方法及防弹头盔”的发明专利申请，其提到目前制造防弹头盔所采用的纤维复合材料，在结构上常用织物结构或纤维单向排列结构(UD结构)，由于织物中的纤维的力学性能在织造的过程中受剑杆穿梭的影响比较大，所以目前头盔预浸料多使用UD片材进行裁剪铺设。又由于这些片材在裁剪时常被剪为花瓣和风叶轮形，后裁片层叠，片间错开一定角度，导致在一定程度上破坏了UD片材的正交结构，影响冲击波扩散速度，并降低了防弹性能。因此该专利中提出了一种旋转风叶轮式的裁剪方式，可认为是对传统形式样板的一种改进裁剪方式。

参考申请公布号为CN105651116A，名称为“非金属防弹头盔制造工艺”的发明专利申请，该专利申请公开了使用芳纶预浸布生产非金属防弹头盔的工艺，明确地说明了非金属防弹头盔的制造工艺流程：1)上芳纶织物的涂胶；2)对芳纶织物预浸布片材进行裁剪；3)铺叠芳纶织物预浸布的裁片；4)采用冷压法将头盔胚料置于预压模具上进行初次定型；5)对胚料进行模压，期间需要升温、排气、保温以及降温处理；6)切边打磨并钻孔；7)进行表面处理。

《机床与液压》期刊中公开论文(夏华,黄虹,詹捷.非金属防弹头盔成型工艺研究及其模具结构设计[J].机床与液压,2005,(5):61-62.DOI:10.3969/j.issn.1001-3881.2005.05.026)，公开了一种适用于使用高强度聚乙烯纤维材料加粘合剂制造防弹头盔的成型工艺和模具结构，该论文中指出，非金属的头盔成型工艺属于塑料材料的热压成型工艺，需要注意的三个主要工艺参数即为成型温度、成型压力和成型时间，此三个参数的选用的正确与否，将直接影响到头盔的质量和防弹水平，因而在对头盔成型工艺进行研究，以及设计模具机械时，需要重点关注这三个指标的控制。