本發(fā)明屬于纖維復(fù)合材料設(shè)計(jì)，特別是涉及一種纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置及成型方法。
背景技術(shù)：
1、近年來(lái)，纖維復(fù)合材料以其輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)異特性在管道領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。纖維復(fù)合材料管道采用連續(xù)纖維纏繞成型工藝制作，管道之間需要進(jìn)行插接或連接后使用，以滿足不同長(zhǎng)度管路設(shè)計(jì)的需求。對(duì)于大型纖維復(fù)合材料管道，為了滿足長(zhǎng)管路、大容量、高承載和可靠連接的設(shè)計(jì)要求，需要在管道的兩端區(qū)域設(shè)計(jì)加強(qiáng)框法蘭對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)和可靠連接。
2、目前在制作復(fù)合材料加強(qiáng)框時(shí)，多采用開(kāi)放式纏繞成型，隨著加強(qiáng)框壁厚的增加，加強(qiáng)區(qū)域兩端的纖維會(huì)向兩邊滑落堆積，為了滿足加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)厚度的一致性，纏繞時(shí)就需要將實(shí)際加強(qiáng)區(qū)域放寬，設(shè)計(jì)一定的纏繞溢料區(qū)，從而保證加強(qiáng)區(qū)的纖維層厚度。這種開(kāi)放式成型的加強(qiáng)框需要在成型完成并固化后對(duì)加強(qiáng)框進(jìn)行機(jī)械加工，加工掉溢料區(qū)，這就破壞了部分纖維的連續(xù)性，并且由于成型時(shí)兩端滑落的不穩(wěn)定性，常常會(huì)出現(xiàn)加工后加強(qiáng)框兩端位置處厚度不夠的情況，帶來(lái)后期修復(fù)的困難。另外，當(dāng)加強(qiáng)框的壁厚越厚時(shí)，溢料區(qū)的寬度就會(huì)越寬，而且對(duì)于壁厚大寬度小的加強(qiáng)框或者當(dāng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不滿足溢料區(qū)尺寸時(shí)，成型需要的溢料區(qū)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)，不能成型加強(qiáng)框。這就對(duì)如何實(shí)現(xiàn)一體纏繞成型厚壁窄框提出了需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，為了解決上述背景技術(shù)中提到的連續(xù)纖維一體纏繞成型厚壁窄框的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置及成型方法。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置，包括模具、兩個(gè)一號(hào)定型工裝、兩個(gè)二號(hào)定型工裝和法蘭，所述模具為兩端直徑小中間直徑大的階梯軸，所述模具兩端由外到內(nèi)分別安裝有兩個(gè)一號(hào)定型工裝和兩個(gè)二號(hào)定型工裝，位于一側(cè)的一號(hào)定型工裝和二號(hào)定型工裝間設(shè)置有法蘭。
3、更進(jìn)一步的，所述模具的中間段的兩端設(shè)計(jì)有止動(dòng)面，二號(hào)定型工裝卡接在止動(dòng)面處。
4、更進(jìn)一步的，所述模具的中間段的兩端還設(shè)置有一號(hào)固定孔。
5、更進(jìn)一步的，兩件一號(hào)定型工裝形成的區(qū)域內(nèi)纏繞厚壁窄框結(jié)構(gòu)的筒體。
6、更進(jìn)一步的，所述一號(hào)定型工裝和二號(hào)定型工裝的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有二號(hào)固定孔。
7、更進(jìn)一步的，所述二號(hào)定型工裝采用分瓣結(jié)構(gòu)。
8、更進(jìn)一步的，所述二號(hào)定型工裝的每瓣分瓣結(jié)構(gòu)包括固定面、成型面、連接塊和連接孔，所述每瓣分瓣結(jié)構(gòu)呈弧形，內(nèi)凹面為固定面，外凸面為成型面，兩端設(shè)置有連接塊，連接塊上設(shè)置有連接孔。
9、更進(jìn)一步的，在筒體外沿著法蘭尺寸的邊線鋪貼一層聚四氟乙烯布，形成固定區(qū)，二號(hào)定型工裝的每瓣分瓣的成型面和一號(hào)定型工裝相對(duì)應(yīng)，每瓣分瓣的固定面和固定區(qū)接觸配合。
10、一種纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型的成型方法，具體包括以下步驟：
11、步驟1：將模具、一號(hào)定型工裝和二號(hào)定型工裝清理干凈，涂抹一層脫模劑；
12、步驟2：將兩件一號(hào)定型工裝分別從模具的兩端穿入，和模具的止動(dòng)面配合安裝，將螺栓分別穿入一號(hào)固定孔，擰至固定螺紋，擰緊；
13、步驟3：在兩件一號(hào)定型工裝形成的區(qū)域內(nèi)纏繞筒體至5mm；
14、步驟4：在筒體上量取法蘭的厚度，沿著法蘭的邊線鋪貼一層聚四氟乙烯布，形成固定區(qū)；
15、步驟5：將二號(hào)定型工裝中的分瓣放置在輔助工裝的放置區(qū)內(nèi)，將其放置在升降板車上，移動(dòng)升降板車至固定區(qū)處，分瓣的成型面和一號(hào)定型工裝相對(duì)應(yīng)，分瓣的固定面和固定區(qū)接觸配合；
16、步驟6：依次吊裝另外幾塊分瓣，使其依次和輔助工裝上分瓣的連接塊處配合，將螺栓穿入連接孔，擰緊，完成二號(hào)定型工裝的連接固定；
17、步驟7：在一號(hào)定型工裝和二號(hào)定型工裝形成的加強(qiáng)框成型區(qū)域內(nèi)纏繞成型至95mm，切斷纖維，完成厚壁窄框的成型，吊裝至固化爐，旋轉(zhuǎn)固化；
18、步驟8：固化后，拆除螺栓，取下分瓣式二號(hào)定型工裝，取下一號(hào)定型工裝，脫模，完成厚壁窄框的制作。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的一種纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置及成型方法的有益效果是：
20、1、本發(fā)明通過(guò)定型工裝，可以一體纏繞成型厚壁窄框，實(shí)現(xiàn)了厚壁窄框的一次性成型，避免了開(kāi)放式成型加強(qiáng)框時(shí)，對(duì)原材料的浪費(fèi)和尺寸的不穩(wěn)定性，并且一次成型保證了纖維的連續(xù)完整性，避免了二次加工帶來(lái)的損傷，提高了管道產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
21、2、本發(fā)明所述的成型裝置安裝簡(jiǎn)單、拆卸方便，成型方法實(shí)施便捷、準(zhǔn)確性高，提高了管道產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，避免了二次加工，節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間、設(shè)備占用時(shí)間和人工成本，生產(chǎn)效率高。
1.一種纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型的成型方法，其特征在于：具體包括以下步驟：
2.一種如權(quán)利要求1所述的纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型的成型方法所用到的成型裝置，其特征在于：包括模具（1）、兩個(gè)一號(hào)定型工裝（2）、兩個(gè)二號(hào)定型工裝（4）和法蘭（5），
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置，其特征在于：所述模具（1）的中間段的兩端設(shè)計(jì)有止動(dòng)面（9），二號(hào)定型工裝（4）卡接在止動(dòng)面（9）處。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置，其特征在于：所述模具（1）的中間段的兩端的外周還設(shè)置有若干固定螺紋（8），所述一號(hào)定型工裝（2）上設(shè)置有一號(hào)固定孔（6），所述一號(hào)固定孔（6）與固定螺紋（8）對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置，其特征在于：兩件一號(hào)定型工裝（2）形成的區(qū)域內(nèi)纏繞厚壁窄框結(jié)構(gòu)的筒體（3）。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置，其特征在于：所述一號(hào)定型工裝（2）和二號(hào)定型工裝（4）的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有二號(hào)固定孔（7）。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置，其特征在于：所述二號(hào)定型工裝（4）采用分瓣結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置，其特征在于：所述二號(hào)定型工裝（4）的每瓣分瓣結(jié)構(gòu)包括固定面（11）、成型面（12）、連接塊（13）和連接孔（14），所述每瓣分瓣結(jié)構(gòu)呈弧形，內(nèi)凹面為固定面（11），外凸面為成型面（12），兩端設(shè)置有連接塊（13），連接塊（13）上設(shè)置有連接孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的纖維復(fù)合材料厚壁窄框一體成型裝置，其特征在于：在筒體（3）外沿著法蘭（5）尺寸的邊線鋪貼一層聚四氟乙烯布，形成固定區(qū)（10），二號(hào)定型工裝（4）的每瓣分瓣的成型面（12）和一號(hào)定型工裝（2）相對(duì)應(yīng)，每瓣分瓣的固定面（11）和固定區(qū)（10）接觸配合。