[发明专利]用于航空发动机卡箍的碳纤维毡垫编织和挤压一体化成型机及其使用方法

权利要求书

1.用于航空发动机卡箍的碳纤维毡垫编织和挤压一体化成型机，其特征在于，包括编织机模块、挤压成型剪裁模块和底座，编织机模块和挤压成型剪裁模块固定安装在所述底座上，编织机模块用于碳纤维毡垫的编织，挤压成型剪裁模块用于碳纤维毡垫的挤压成型及剪裁；

所述编织机模块包括经向供丝结构、纬向供丝结构、综线编织结构和机体；

所述机体包括底板、两个侧壁、多根长杆和出料板，所述底板固定安装在所述底座上，两个侧壁对称垂直固定安装在所述底板的两边，多根长杆成排固定安装在所述底板上，所述出料板固定设置在所述底板的前方；所述侧壁上设有吹风机，所述吹风机的出风管路安装在所述出料板后侧；

所述经向供丝结构包括碳纤维丝筒、主动夹紧轮、从动夹紧轮和步进电机一，多个所述碳纤维丝筒安装在多根所述长杆上，所述碳纤维丝筒上缠绕着经向碳纤维丝；主动夹紧轮与从动夹紧轮安装于所述机体的两个侧壁之间，主动夹紧轮与从动夹紧轮的两侧分别固定在所述侧壁上，主动夹紧轮与从动夹紧轮通过齿轮啮合在一起；步进电机一固定安装在所述侧壁外部，主动夹紧轮的一端与步进电机一连接在一起；经向碳纤维丝通过主动夹紧轮与从动夹紧轮之间，并被主动夹紧轮与从动夹紧轮夹紧；

所述纬向供丝结构包括纬向往复运动机构、液压夹爪和迷你圆锯；

所述纬向往复运动机构包括固定座、摆盘、扇形齿轮摆动带槽导杆、齿条杆和纬线箱；所述固定座设置在所述侧壁外部且固定安装在所述底座上，所述固定座上方安装所述摆盘，所述摆盘连接有步进电机二，所述摆盘上设有一凸起的圆柱杆，所述圆柱杆与扇形齿轮摆动带槽导杆的导杆槽配合定位，扇形齿轮摆动带槽导杆下方的扇形齿轮与所述齿条杆啮合，所述齿条杆通过两个卡扣安装在所述固定座上；所述纬线箱安装在所述侧壁上，所述纬线箱设有纬向碳纤维丝的进料口及出料口；

所述侧壁上开洞，所述齿条杆的一端穿过所述侧壁，所述液压夹爪固定安装在所述齿条杆的端头，所述液压夹爪与所述纬向往复运动机构分别位于所述侧壁的两侧；所述液压夹爪用于夹放纬向碳纤维丝；

所述迷你圆锯安装在所述底板上，位于所述液压夹爪下方且在所述出料板侧方支出；所述迷你圆锯用于切断纬向碳纤维丝；

所述综线编织结构包括棘轮、棘轮杆、带孔长板、两根凹槽杆、单齿栓和双环综线，所述棘轮杆、带孔长板、两根凹槽杆安装于所述机体的两个侧壁之间，两根凹槽杆位于所述碳纤维丝筒的上方且分别位于所述碳纤维丝筒的两侧，所述带孔长板位于所述碳纤维丝筒的侧下方，所述棘轮杆位于所述带孔长板正下方，所述棘轮杆的一端与转动电机相连，所述转动电机安装在所述侧壁上；多个所述棘轮等间距固定安装在所述棘轮杆上，相邻两个所述棘轮的齿形朝向相反；所述带孔长板上的通孔与所述棘轮位置相对应，所述单齿栓滑动配合安装在所述带孔长板的通孔处，所述单齿栓的轮齿与所述棘轮啮合，相邻两个所述单齿栓的轮齿朝向相反；所述凹槽杆上设有等间距的多个凹槽，所述双环综线的一个环套在所述单齿栓上，所述双环综线绕过两根所述凹槽杆的凹槽，所述双环综线的另一环悬在所述机体的前方用于套装经向碳纤维丝；

所述挤压成型剪裁模块包括龙门架、挤压成型机构和裁剪修型机构；

所述龙门架安装在所述底座上；

所述挤压成型机构包括刀具库和取刀挤压成型结构，所述刀具库包括刀架、成型刀具、勾爪和步进电机三，所述龙门架上设有横支板，所述刀架和步进电机三分别安装在所述横支板的两侧，步进电机三用于驱动所述刀架旋转；所述刀架为立方体框架结构，所述刀架的四个型面上设有勾爪及滑轨一；

所述成型刀具的刀头四周为剪裁刀片、中心为压头，所述成型刀具的侧壁上设有三个扁形孔和四个楔形孔，所述成型刀具上设有滑槽；四个不同规格的成型刀具通过滑槽与滑轨一配合分别放置在所述刀架的四个型面上，所述勾爪插入所述扁形孔中对所述成型刀具予以固定；

所述取刀挤压成型结构包括液压缸、固定支架、取刀夹爪和升降台，所述固定支架固定安装在所述底座上，所述升降台与所述固定支架滑动连接安装在一起，所述液压缸设置在所述固定支架与升降台之间用于驱动所述升降台上下移动，所述取刀夹爪分别滑动安装在所述升降台的两侧，所述取刀夹爪通过电动推杆来驱动其横向移动，所述取刀夹爪前端尺寸与所述楔形孔过盈配合；所述升降台的两侧设有滑轨二用于与所述成型刀具的滑槽配合；

所述裁剪修型机构包括X方向滑轨、Y方向滑轨、X方向滑块、Y方向滑块、齿轮一、齿条一、齿轮二、齿条二、刀具模块、修型铣刀和丝杆，X方向滑轨和齿条一安装在所述龙门架上方，X方向滑块与X方向滑轨配合安装，X方向滑块底部设有齿轮一，齿轮一与齿条一啮合，X方向滑块上设有步进电机四用于驱动齿轮一；两个X方向滑块上方安装有Y方向滑轨及齿条二，Y方向滑块与Y方向滑轨配合安装，Y方向滑块底部设有齿轮二，齿轮二与齿条二啮合，Y方向滑块上设有步进电机五用于驱动齿轮二；所述刀具模块与Y方向滑块滑动连接在一起，所述丝杆与Y方向滑块转动连接在一起，所述刀具模块中设有丝母与所述丝杆套装在一起，Y方向滑块上设有步进电机六用于驱动所述丝杆，所述刀具模块上安装有所述修型铣刀，所述刀具模块上设有推拉电机用于驱动所述修型铣刀。

2.如权利要求1所述的用于航空发动机卡箍的碳纤维毡垫编织和挤压一体化成型机的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将经向碳纤维丝通过主动夹紧轮、从动夹紧轮之间，插入悬在所述机体的前方的双环综线的环里；且将纬向碳纤维丝穿入纬线箱，送到液压夹爪的位置；启动步进电机一、步进电机二与转动电机；

步骤2：主动夹紧轮滚动，带动从动夹紧轮张紧并转动，并牵引多根经向碳纤维丝从碳纤维丝筒拉出，拉紧并完成出丝；

步骤3：棘轮杆周期性的正转与反转，带动单齿栓上的双环综线上下运动，使得经向碳纤维丝向前运送时相邻两根经向碳纤维丝处于不同水平面上；

步骤4：摆盘带动齿条杆横向来回运动，液压夹爪在齿条杆摆动的起点处将纬向碳纤维丝夹紧，齿条杆带着液压夹爪将纬向碳纤维丝穿插在经向碳纤维丝之间，液压夹爪在齿条杆摆动的终点处将纬向碳纤维丝放松，齿条杆带着液压夹爪回到起点处，迷你圆锯将纬向碳纤维丝裁断；

步骤5：重复步骤2-4，纬向碳纤维丝往复穿插与经向碳纤维丝进行交叉编织，循环往复编织加工成碳纤维布；

步骤6：吹风机将编织成的碳纤维布通过出料口送入所述取刀挤压成型结构下方工位；

步骤7：刀具库旋转，选择一把适合的成型刀具；取刀夹爪向前运动，取刀夹爪前端插入成型刀具的楔形孔，取刀夹爪向后运动，将成型刀具安装到所述升降台上；液压缸持续运转，带动所述升降台上下运动，成型刀具对多层碳纤维布进行多次挤压成型，当碳纤维布层数到达需要数量时，制成碳纤维毡垫半成品；

步骤8：将碳纤维毡垫半成品移动至所述裁剪修型机构下方工位，予以定位；所述裁剪修型机构开始工作，控制修型铣刀的工作路径，对碳纤维毡垫半成品进行形状修剪；制得碳纤维毡垫成品。