本發明專利技術公開了一種用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置，該裝置包括：芯模、若干個陽模模塊、第一法蘭、若干個第一針棒、若干個第二針棒、第一擋圈、第二擋圈、軸和第二法蘭；其中，所述若干個陽模模塊沿所述芯模的周向無縫隙并排設置于所述芯模的側表面構成陽模，所述陽模通過環筋筋槽和縱筋筋槽形成網格狀結構。本發明專利技術通過將芯模、若干個陽模模塊、第一法蘭、若干個第一針棒、若干個第二針棒、第一擋圈、第二擋圈、軸和第二法蘭連接成型，提高了自動化的程度；通過若干個陽模模塊提高了脫模效率；通過針棒對復合材料進行縱向纏繞，保持了復合材料的張力，節省了復合材料。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航天、航空中回轉體復合材料結構的自動制造領域，尤其涉及一種用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置。
技術介紹
復合材料網格纏繞結構與其它結構形式相比具有很多優點：相對于光筒殼，復合材料網格纏繞結構通過纏繞各向以網格形式布置的筋條的辦法，可在有限增加板殼結構重量的情況下，顯著提高結構的承載能力。筋條由單向連續纖維纏繞，是既剛又韌的穩定體系，與鋁合金網格結構尤其是與鑄造鋁合金網格結構相比結構效率高，可大幅度減重，實現結構輕質化。復合材料網格結構與層合結構相比，沒有材料的匹配問題，自穩定性高，結構抗屈曲能力強。可根據載荷調整網格形式及各向筋條結構參數(包括筋條間距、筋條截面形狀、尺寸等)和蒙皮的厚度、纏繞順序及角度，具有廣泛的適應能力和優化可能性。由筋條構成的骨架將蒙皮分割成許多曲板，而筋條構成蒙皮曲板的邊界條件，顯著提高了蒙皮局部失穩的臨界載荷。可減少對初始缺陷的敏感性，經各向纏繞，由單向纖維制成的筋在節點處類似于編織，不會發生分層破壞，裂紋不會沿筋間的空間擴展，耐損傷的能力強。網格結構筋條應力分布均勻、結構穩定，且擁有逐級破壞特征，可有效分配載荷，產生較大變形，利于能量吸收。空間開放構形使得結構便于檢測和修補。連續纖維纏繞工藝技術，可實現完全自動化，減少了制造成本，提高了生產效率，對于批量生產極為有利。復合材料網格結構因其諸多優點，在航天火箭研制系統中得到了越來越廣泛的應用。復合材料構件用專門設計制造的裝置來使材料的復合過程和構件的成型過程同時完成。制件固化成型后幾乎不再作任何加工。其內部結構、力學性能應達到設計要求。表面質量、外表尺寸應滿足裝配協調要求。不允許強迫裝配。因而成型復合材料模具的優劣對制品的外形及內部質量起著決定性作用。模具的設計及制造是復合材料結構成型工藝的基礎。現有的制作復合材料網格纏繞結構的裝置比較復雜，自動化程度不高，不能很好地適應自動制造的需求，且制作的產品尺寸不精確，脫模效率低的問題。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題是：相比于現有技術，提供了一種用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置，提高了自動化程度和脫模效率，提高了產品尺寸的精確性。本專利技術目的通過以下技術方案予以實現：一種用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置，該裝置包括：芯模、若干個陽模模塊、第一法蘭、若干個第一針棒、若干個第二針棒、第一擋圈、第二擋圈、軸和第二法蘭；其中，所述若干個陽模模塊沿所述芯模的周向并排拼接的設置于所述芯模的側表面構成陽模，所述陽模通過環筋筋槽和縱筋筋槽形成網格狀結構；所述第一法蘭與所述芯模的下端面相連接，所述第二法蘭與所述芯模的上端面相連接；所述軸穿設于所述第一法蘭、所述芯模和所述第二法蘭，其中，所述軸的軸線、所述第一法蘭的軸線、所述芯模的軸線和所述第二法蘭的軸線相重合；所述第一擋圈套設于所述軸的下部，并壓接于所述第一法蘭；所述第二擋圈套設于所述軸的上部，并壓接于所述第二法蘭；所述若干個第一針棒沿所述芯模的周向與所述縱筋筋槽相對應的設置于所述芯模的下端面；所述若干個第二針棒沿所述芯模的周向與所述縱筋筋槽相對應的設置于所述芯模的上端面。上述用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，還包括：若干個螺栓；其中，所述陽模模塊通過所述螺栓與所述芯模的側表面相連接；所述第一法蘭通過所述螺栓與所述芯模的下端面相連接；所述第二法蘭通過所述螺栓與所述芯模的上端面相連接。上述用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，還包括：若干個銷；其中，所述陽模模塊通過所述銷與所述芯模的側表面相連接；所述第一法蘭通過所述銷與所述芯模的下端面相連接；所述第二法蘭通過所述銷與所述芯模的上端面相連接。上述用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，所述第一法蘭和所述第二法蘭均包括圓環部、輻條和中心部，其中，所述圓環部通過所述輻條與所述中心部相連接。上述用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，所述輻條的數量為6個，6個輻條沿所述圓環部的周向均勻分布。上述用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，所述芯模為圓柱體或圓錐體，所述陽模的形狀與所述芯模的形狀相匹配。上述用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，所述環筋筋槽的間隔范圍為40-50mm，所述縱筋筋槽的間隔范圍為80-90mm。上述用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，所述環筋筋槽和縱筋筋槽的寬度范圍為4-8mm，深度為10-14mm。本專利技術與現有技術相比具有如下有益效果：本專利技術通過將芯模、若干個陽模模塊、第一法蘭、若干個第一針棒、若干個第二針棒、第一擋圈、第二擋圈、軸和第二法蘭連接成型，提高了自動化的程度；本專利技術通過若干個陽模模塊提高了脫模效率；本專利技術通過針棒對復合材料進行縱向纏繞，保持了復合材料的張力，節省了復合材料。附圖說明圖1示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置的結構示意圖；圖2示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置的又一結構示意圖；圖3示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，固化裝置的結構示意圖；圖4示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，固化裝置的又一結構示意圖；圖5-1示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，未加環向筋槽和縱向筋槽的陽模模塊的結構示意圖；圖5-2示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，帶有標記的陽模模塊的結構示意圖；圖6-1示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，纏有纖維的陽模模塊在固化之前的橫截面示意圖；圖6-2示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，纏有纖維的陽模模塊在固化之后的橫截面示意圖；圖7-1示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，纏有纖維的陽模模塊在固化之前的縱截面示意圖；圖7-2示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，纏有纖維的陽模模塊在固化之后的縱截面示意圖；圖8示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，對應芯模為圓柱體的陽模模塊的結構示意圖；圖9示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，對應芯模為圓柱體的陽模模塊的又一結構示意圖；圖10示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，對應芯模為圓椎體的陽模的結構示意圖；圖11示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置中，對應芯模為圓椎體的陽模的又一結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步詳細說明：圖1示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置的結構示意圖，圖2示出了本專利技術的實施例提供的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置的又一結構示意圖。如圖1和圖2所示，用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置包括芯模1、若干個陽模模塊2、第一法蘭3、若干個第一針棒41、若干個第二針棒42、第一擋圈51、第二擋圈52、軸6和第二法蘭7。具體實施時，芯模1可以為圓柱體形狀，也可以為圓錐體形狀，圖中示出的芯模1的形狀為圓柱體形狀，芯模1的材料為鋼材，通過卷焊成型，避免了鑄造芯模制本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置，其特征在于包括：芯模(1)、若干個陽模模塊(2)、第一法蘭(3)、若干個第一針棒(41)、若干個第二針棒(42)、第一擋圈(51)、第二擋圈(52)、軸(6)和第二法蘭(7)；其中，所述若干個陽模模塊(2)沿所述芯模(1)的周向并排拼接的設置于所述芯模(1)的側表面構成陽模，所述陽模通過環筋筋槽(21)和縱筋筋槽(22)形成網格狀結構；所述第一法蘭(3)與所述芯模(1)的下端面相連接，所述第二法蘭(7)與所述芯模(1)的上端面相連接；所述軸(6)穿設于所述第一法蘭(3)、所述芯模(1)和所述第二法蘭(7)，其中，所述軸(6)的軸線、所述第一法蘭(3)的軸線、所述芯模(1)的軸線和所述第二法蘭(7)的軸線相重合；所述第一擋圈(51)套設于所述軸(6)的下部，并壓接于所述第一法蘭(3)；所述第二擋圈(52)套設于所述軸(6)的上部，并壓接于所述第二法蘭(7)；所述若干個第一針棒(41)沿所述芯模(1)的周向與所述縱筋筋槽(22)相對應的設置于所述芯模(1)的下端面；所述若干個第二針棒(42)沿所述芯模(1)的周向與所述縱筋筋槽(22)相對應的設置于所述芯模(1)的上端面。...
【技術特征摘要】
1.一種用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置，其特征在于包括：芯模(1)、若干個陽模模塊(2)、第一法蘭(3)、若干個第一針棒(41)、若干個第二針棒(42)、第一擋圈(51)、第二擋圈(52)、軸(6)和第二法蘭(7)；其中，所述若干個陽模模塊(2)沿所述芯模(1)的周向并排拼接的設置于所述芯模(1)的側表面構成陽模，所述陽模通過環筋筋槽(21)和縱筋筋槽(22)形成網格狀結構；所述第一法蘭(3)與所述芯模(1)的下端面相連接，所述第二法蘭(7)與所述芯模(1)的上端面相連接；所述軸(6)穿設于所述第一法蘭(3)、所述芯模(1)和所述第二法蘭(7)，其中，所述軸(6)的軸線、所述第一法蘭(3)的軸線、所述芯模(1)的軸線和所述第二法蘭(7)的軸線相重合；所述第一擋圈(51)套設于所述軸(6)的下部，并壓接于所述第一法蘭(3)；所述第二擋圈(52)套設于所述軸(6)的上部，并壓接于所述第二法蘭(7)；所述若干個第一針棒(41)沿所述芯模(1)的周向與所述縱筋筋槽(22)相對應的設置于所述芯模(1)的下端面；所述若干個第二針棒(42)沿所述芯模(1)的周向與所述縱筋筋槽(22)相對應的設置于所述芯模(1)的上端面。2.根據權利要求1所述的用于復合材料網格結構自動鋪纏工藝的裝置，其特征在于，還包括：若干個螺栓(9)；其中，所述陽模模塊(2)通過所述螺栓(9)與所述芯模(1)的側表面相連接；所述第一法蘭(3)通過所述螺栓(9)與所述芯模(1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：提亞峰，季寶鋒，曲斌瑞，路志峰，李雄魁，劉觀日，王世勛，王鯤鵬，王婧超，楊柳，郭岳，譚指，劉宇，孟德浩，張楊，王建忠，黎漢華，張超穎，劉彬，王群，林川，
申請(專利權)人：北京宇航系統工程研究所，中國運載火箭技術研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11
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