[发明专利]一种含注入层的复合材料绕线轴成型方法

摘要

本发明涉及一种含注入层的复合材料绕线轴成型方法，属于模具成型领域。本发明为了解决现有的带有流体物料夹层的复合材料绕线轴无法成型的问题。将模本体安装在卧式缠绕机上，用200目砂纸打磨模本体外表面之后，再用棉纱清理打磨后模本体表面，并在模本体上刷涂脱模剂；将步骤一涂有脱模剂的模本体表面涂刷本体胶，将碳纤维安装在卧式缠绕机的缠绕张力器上，对模本体的外表面进行碳纤维的第一层环向缠绕，设定第一层环向缠绕的碳纤维的初始张力为30±3N/团，缠绕角度为85°～90°，重复2～4次缠绕，缠绕长度为150mm～500mm的第一层环向缠绕碳纤维层，第一层环向缠绕碳纤维层的总缠绕层厚度为0.5mm～2mm。本发明实现流动物料夹层与第一、二碳纤维复合层一体成型。

主权项

1.一种含注入层的复合材料绕线轴成型方法，其特征在于，所述绕线轴成型方法通过利用绕线轴成型模具实现所述绕线轴的成型，其中，所述绕线轴成型模具包括中心轴(1)、左夹紧环(2)、左支撑圈(3)、模本体(4)、流动夹层(5)、外模(6)、密封端盖(7)、垫圈(8)、紧固螺钉(9)、碳纤维和注入孔(10)，所述绕线轴成型的方法包括以下步骤：步骤一，将所述模本体(4)安装在卧式缠绕机上，用200目砂纸打磨所述模本体(4)外表面之后，再用棉纱清理打磨后所述模本体(4)表面，并在模本体(4)上刷涂脱模剂；步骤二，将步骤一涂有脱模剂的模本体(4)表面涂刷本体胶，将碳纤维安装在所述的卧式缠绕机的缠绕张力器上，对所述模本体(4)的外表面进行碳纤维的第一层环向缠绕，设定所述第一层环向缠绕的碳纤维的初始张力为30±3N/团，缠绕角度为85°～90°，重复2～4次缠绕，形成具有2～4层子层的、缠绕长度为150mm～500mm的第一层环向缠绕碳纤维层，所述第一层环向缠绕碳纤维层的总缠绕层厚度为0.5mm～2mm，完成缠绕后用刮板将模本体(4)的所述第一层环向缠绕碳纤维层表面的余胶刮净，获得具有第一层环向缠绕碳纤维层的模本体(4)；步骤三，将步骤二得到的所述具有第一层环向缠绕碳纤维层的模本体(4)入固化炉固化成型，并获得固化后的模本体(4)，其中，固化过程中的固化温度为60～100℃，固化时间为5～10小时；步骤四，将步骤三获得的固化后的所述模本体(4)出炉冷却至室温，然后将冷却后的所述模本体(4)进行车削加工，车削加工保证绕线轴的同轴度，得到表面更光滑的模本体(4)；步骤五，将步骤四获得的所述表面更光滑的模本体(4)与中心轴(1)、左夹紧环(2)、左支撑圈(3)、外模(6)、密封端盖(7)、垫圈(8)和紧固螺钉(9)组合成绕线轴成型模具，利用紧固螺钉(9)将密封端盖(7)旋紧至模本体(4)上，将所述绕线轴成型模具竖直放置于固化炉内，在40℃～80℃的条件下，预热4～6小时；步骤六，将需要通过注入孔(10)注入到流动夹层(5)中的流动物料进行预热；步骤七，将步骤六获得的预热后的流动物料通过注入孔(10)加压注入模本体(4)与外模(6)形成的流动夹层(5)中，并向上排出空气，所述流动物料的注入速度不大于50ml/s，待注入的流动物料灌满所述流动夹层(5)中为止，而后封住注入孔(10)，并将灌有流动物料的所述成型模具放入固化炉内静置2小时；步骤八，将步骤七中静止2小时后的所述绕线轴成型模具继续置于固化炉中，并进行固化成型，其中，固化温度为60～100℃，固化时间为5～9小时；形成固化后的绕线轴；步骤九，将步骤八所述固化后的绕线轴成型模具从固化炉中取出并冷却至室温，用胶皮锤轻轻敲击绕线轴的外模(6)，使外模(6)脱落，形成带有浇筑层的绕线轴成型模具；步骤十，在步骤九得到的脱模后带有浇筑层的绕线轴成型模具表面涂刷本体胶，并将所述绕线轴成型模具安装在所述卧式缠绕机上，将碳纤维安装在卧式缠绕机的缠绕张力器上，开始对所述绕线轴成型模具的外表面进行碳纤维的第二层环向缠绕，设定所述第二层环向缠绕的碳纤维的缠绕张力为30N±3N/团，缠绕角度为85°～90°，重复2～4次缠绕，形成具有2～4层子层的、缠绕长度为150mm～500mm的第二层环向缠绕碳纤维层，所述第二层环向缠绕碳纤维层总缠绕层厚度为2mm～5mm，获得缠绕有双层碳纤维的绕线轴成型模具；步骤十一，将步骤十获得的所述缠绕有双层碳纤维的绕线轴成型模具入炉并旋转固化，转速不大于10转/min，固化温度为60～100℃，固化时间为5～10小时；步骤十二，将步骤十一得到的固化后的绕线轴成型模具从炉中取出，冷却至室温并进行脱模处理，脱去摸本体4，处理后即可获得半成品绕线轴；步骤十三，将步骤十二得到的脱模后的半成品绕线轴放在车床上进行车削加工，车削成最终绕线轴的外形，获得最终纤维复合材料的绕线轴成品。