本發(fā)明涉及纖維拉擠成型技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置。

背景技術(shù)：

拉擠成形工藝是一種制取復(fù)合材料制品的復(fù)合材料成型技術(shù)，是復(fù)合材料成型技術(shù)中機(jī)械化程度較高的生產(chǎn)工藝，特別適用于中等批量以上的民用和軍用產(chǎn)品的制造，但拉擠成型工藝過程中常出現(xiàn)制品表面出現(xiàn)起泡、開裂，氣泡或氣孔、纖維紗走偏等問題。

為了解決上述問題，有研究者提出了一些拉擠成型裝置，通過設(shè)置預(yù)成型模板來提高生產(chǎn)質(zhì)量，例如申請(qǐng)公布號(hào)CN 102198730 A的專利文獻(xiàn)公開了一種酚醛樹脂復(fù)合材料拉擠成型工藝及其成型裝置，該裝置由前至后依次設(shè)置有放紗裝置、浸膠槽、放氈裝置、預(yù)成型模板、模具、牽引裝置和切割裝置；其特點(diǎn)為：在浸膠槽與預(yù)成型模板之間還加設(shè)有被動(dòng)雙輥和烘干裝置；利用其裝置實(shí)現(xiàn)的拉擠工藝包括浸膠步驟、預(yù)成型模板導(dǎo)向步驟、模具固化成型步驟；其特點(diǎn)為：在浸膠步驟和預(yù)成型模板導(dǎo)向步驟之間設(shè)有被動(dòng)雙輥擠壓步驟和烘干步驟；經(jīng)過浸膠后的紗與放氈裝置放出的氈同入被動(dòng)雙輥中擠壓，紗上的膠液重新分布，并對(duì)氈浸膠；由被動(dòng)雙輥出，再入烘干裝置烘干，最后入模具固化成型。

又例如申請(qǐng)公布號(hào)CN 104309134 A的專利文獻(xiàn)鐵路棚車內(nèi)墻板生產(chǎn)方法和連續(xù)生產(chǎn)裝置，通過采用連續(xù)的浸膠、預(yù)成型和加熱定型的方式進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，一方面可以提高生產(chǎn)效率，而且采用拉擠的方式進(jìn)行生產(chǎn)，能夠保證其表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性；將紗架、導(dǎo)紗板、膠槽、玻纖氈導(dǎo)向裝置、預(yù)成型板、成型模具、牽引裝置以及切割裝置按照順序依次對(duì)接，經(jīng)過浸膠的玻纖與兩層玻纖氈在模具內(nèi)擠壓成型，并加熱固化成型，由牽引裝置作為動(dòng)力在前端牽引成型板材，自動(dòng)化程度和原材料利用率較高，生產(chǎn)效率顯著，制品性能優(yōu)異，尺寸、質(zhì)量穩(wěn)定，制品表面平滑美觀、形狀的可設(shè)計(jì)性非常強(qiáng)，環(huán)境污染小，基于拉擠成型工藝的獨(dú)特性能，拉擠成型復(fù)合材料產(chǎn)品可以取代金屬、塑料、木材、陶瓷等制品。

但是上述的拉擠成型裝置在纖維的拉擠過程中容易出現(xiàn)纖維含量低、纖維排布不均、纖維及表面氈過度擠壓變形等情況，故不能很好的解決拉擠成型工藝中制品的缺陷問題，而且拉擠成型裝置中的托持和走線不好，又導(dǎo)致自動(dòng)化、連續(xù)化程度欠佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置，增強(qiáng)維制品層間剪切強(qiáng)度和表面韌性，不僅避免常見的表面出現(xiàn)起泡、開裂，氣泡或氣孔、纖維紗走偏等問題，而且適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異形纖維制品的自動(dòng)連續(xù)化生產(chǎn)，滿足不斷發(fā)展的工業(yè)需求。

一種異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置，包括拉擠模具和預(yù)成型模塊，所述拉擠模具包括成型模腔和模芯，所述成型模腔包括進(jìn)料端和出料端，所述模芯穿過整個(gè)成型模腔，所述預(yù)成型模塊包括：

預(yù)成型陽模，由所述模芯延長至進(jìn)料端外部形成，尺寸略小于所述的陽模；

預(yù)成型環(huán)，安裝在所述預(yù)成型陽模上且在預(yù)成型陽模上可沿進(jìn)料方向移動(dòng)，尺寸略大于所述的模腔；

預(yù)成型模腔，由所述預(yù)成型環(huán)的內(nèi)側(cè)和所述預(yù)成型陽模之間的間隙形成；預(yù)成型環(huán)的內(nèi)側(cè)尺寸略大于成型陰模，預(yù)成型陽模尺寸略小于成型陽模。

所述異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置還包括：

托持引導(dǎo)模塊，將上纖維層、夾心和下纖維層導(dǎo)入所述預(yù)成型模腔內(nèi)；

連接定位模塊，連接和定位所述托持引導(dǎo)模塊和預(yù)成型模塊。

本發(fā)明將拉擠模具的模芯延長至進(jìn)料端外部形成預(yù)成型陽模，并設(shè)置預(yù)成型環(huán)以形成預(yù)成型模腔，同時(shí)配合托持引導(dǎo)模塊將上纖維層、夾心和下纖維層進(jìn)行預(yù)成型，從而達(dá)到避免常見的表面出現(xiàn)起泡、開裂，氣泡或氣孔、纖維紗走偏等問題的效果。

為了更好地預(yù)成型夾心纖維制品，優(yōu)選的，所述托持引導(dǎo)模塊包括：

夾心托持板，長度沿進(jìn)料方向延伸至靠近所述預(yù)成型陽模，出口端與所述預(yù)成型模腔相對(duì)；所述夾心托持板的上表面與所述異形夾心板的下表面的形狀相似或是相同，使異形夾心板安裝在夾心托持板上時(shí)，與夾心托持板完全貼合。

上纖維層引導(dǎo)孔，設(shè)有至少一組，布置在所述夾心托持板上方；

下纖維層引導(dǎo)孔，設(shè)有至少一組，布置在所述夾心托持板下方。

本發(fā)明通過設(shè)置夾心托持板來支撐異形夾心，并設(shè)置上纖維層引導(dǎo)孔和下纖維層引導(dǎo)孔將上纖維層和下纖維層引導(dǎo)到異形夾心的上下表面，進(jìn)而導(dǎo)入預(yù)成型模腔進(jìn)行預(yù)成型。

為了適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)的異形夾心纖維制品制造，每組上纖維層引導(dǎo)孔和下纖維層引導(dǎo)孔的數(shù)量、大小可以根據(jù)纖維層的材質(zhì)和層數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，優(yōu)選的，每組上纖維層引導(dǎo)孔包括沿垂直方向自上而下分布的外表面氈過槽和外過孔。

為了適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)的異形夾心纖維制品制造，每組上纖維層引導(dǎo)孔和下纖維層引導(dǎo)孔的數(shù)量、大小可以根據(jù)纖維層的材質(zhì)和層數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，優(yōu)選的，每組下纖維層引導(dǎo)孔包括沿垂直方向自下而上分布的內(nèi)表面氈過槽和內(nèi)過孔。

所述上纖維層引導(dǎo)孔和下纖維層引導(dǎo)孔形狀與所述異形夾心板的形狀相似，越靠近所述夾心托持板的出口端的纖維層引導(dǎo)孔形狀越接近異形夾心板。

為了更好地預(yù)成型夾心纖維制品，逐漸地將上纖維層靠近夾心板，優(yōu)選的，所述上纖維層引導(dǎo)孔沿著進(jìn)料方向間隔設(shè)有至少兩組，越靠近所述夾心托持板的出口端的上纖維層引導(dǎo)孔在垂直方向上越靠近所述夾心托持板的上表面。

進(jìn)一步優(yōu)選的，越靠近所述夾心托持板的出口端的上纖維層引導(dǎo)孔的形狀越接近所述夾心托持板的上表面截面形狀。

為了更好地預(yù)成型夾心纖維制品，逐漸地將下纖維層靠近夾心板，優(yōu)選的，所述下纖維層引導(dǎo)孔沿著進(jìn)料方向間隔設(shè)有至少三組，越靠近所述夾心托持板的出口端的上纖維層引導(dǎo)孔在垂直方向上越靠近所述夾心托持板的下表面。

進(jìn)一步優(yōu)選的，越靠近所述夾心托持板的出口端的下纖維層引導(dǎo)孔的形狀越接近所述夾心托持板的下表面截面形狀。

為了方便安裝和制造，優(yōu)選的，所述托持引導(dǎo)模塊還包括：

第一集線板、第二集線板和第三集線板，沿著進(jìn)料方向間隔布置，每塊集線板設(shè)有與所述夾心托持板插接配合托持板卡槽以及夾心板過孔；

兩組上纖維層引導(dǎo)孔分別設(shè)置在第二集線板和第三集線板上；

三組下纖維層引導(dǎo)孔分別設(shè)置在第一集線板、第二集線板和第三集線板上。

為了進(jìn)一步提高預(yù)成型效果，優(yōu)選的，所述托持引導(dǎo)模塊還包括：托持內(nèi)板，安裝在夾心托持板上，位于第三集線板和第二集線板之間區(qū)域的上方，兩端設(shè)有卡箍進(jìn)行固定。

為了進(jìn)一步提高預(yù)成型效果，優(yōu)選的，所述托持引導(dǎo)模塊還包括：托持外板，一端安裝在夾心托持板位于第二集線板和第一集線板之間區(qū)域的上方，托持外板的靠近第二集線板的一端通過卡箍進(jìn)行固定。

為了方便安裝和制造，以及調(diào)節(jié)夾心托持板的出口端與所述預(yù)成型模腔相對(duì)位置，優(yōu)選的，所述連接定位模塊包括：

連接塊，位于所述夾心托持板的下方，與所述第三集線板固定連接，設(shè)有通孔；

連接桿，位于預(yù)成型陽模的下方，一端與所述預(yù)成型環(huán)的底部固定連接，另一端與所述通孔插接配合使所述第三集線板在該連接桿移動(dòng)。

使用本發(fā)明裝置進(jìn)行異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠的步驟如下：

(1)將異形夾心纖維制品的內(nèi)表面氈沿著進(jìn)料方向依次穿過第一集線板、第二集線板和第三集線板的內(nèi)表面氈過槽、預(yù)成型模腔和拉擠模具模腔；

(2)將異形夾心纖維制品的內(nèi)表面浸膠纖維沿著進(jìn)料方向依次穿過第一集線板、第二集線板和第三集線板的內(nèi)過孔、預(yù)成型模腔和拉擠模具模腔；

(3)將異形夾心纖維制品的上面表浸膠沿著進(jìn)料方向依次穿過第一集線板和第二集線板的外過孔、預(yù)成型模腔和拉擠模具模腔；

(4)將異形夾心纖維制品的外表面氈沿著進(jìn)料方向依次穿過第一集線板和第二集線板的外表面氈過槽、預(yù)成型模腔和拉擠模具模腔；

(5)調(diào)整所述預(yù)成型環(huán)與拉擠模具進(jìn)料端之間、預(yù)成型環(huán)與第三集線板之間、第三集線板與第二集線板、第二集線板與第一集線板之間的間距；

(6)所述連接桿與所述預(yù)成型陽模和所述連接塊進(jìn)行固定，所述連接塊與第三集線板固定；

(7)將夾心泡沫板依次穿過第一集線板、第二集線板，并安放在所述夾心托持板上；

(8)在牽引裝置的牽引下所述上表面氈、浸膠纖維、夾心泡沫板、浸膠纖維、下表面氈通過預(yù)成型模腔進(jìn)入拉擠模具的模腔，并經(jīng)成型工藝處理下從拉擠模具的出料端出來，完成一個(gè)異形夾心纖維制品的生產(chǎn)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置，工藝簡單、高效、質(zhì)量穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高，通過在制件過程中加入對(duì)泡沫夾心、表面氈以及合理的纖維托持與走線設(shè)計(jì)，提高纖維制品表面光潔度、防滲漏性、耐腐蝕性和耐侯性，增強(qiáng)層間剪切強(qiáng)度和表面韌性，不僅避免拉擠工藝生產(chǎn)的纖維制品中常見的表面出現(xiàn)起泡、開裂，氣泡或氣孔、纖維紗走偏等問題，而且適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異形纖維制品的自動(dòng)連續(xù)化生產(chǎn)，滿足不斷發(fā)展的工業(yè)需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的的異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和2所示，本實(shí)施例的異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置包括：拉擠模具1和預(yù)成型模塊、托持引導(dǎo)模塊和連接定位模塊。

拉擠模具1包括成型模腔21和模芯，成型模腔21具有進(jìn)料端和出料端，模芯穿過整個(gè)成型模腔21，并延長至進(jìn)料端外部，模芯在進(jìn)料端外部延伸部分作為預(yù)成型陽模2；預(yù)成型模塊中，預(yù)成型陽模2底面具有定位槽23，預(yù)成型環(huán)3上具有定位孔，預(yù)成型陽模2與預(yù)成型環(huán)3之間通過螺栓將定位槽23與定位孔進(jìn)行固定。

預(yù)成型模塊設(shè)置在拉擠模具1的進(jìn)料端，預(yù)成型模塊包括：

預(yù)成型陽模2和預(yù)成型環(huán)3，預(yù)成型環(huán)3安裝在預(yù)成型陽模2上，且預(yù)成型環(huán)3在預(yù)成型陽模2上可沿進(jìn)料方向移動(dòng)，預(yù)成型陽模2和預(yù)成型卡環(huán)3之間形成預(yù)成型模腔22；預(yù)成型模腔22的內(nèi)徑大于拉擠模具模腔的內(nèi)徑。

托持引導(dǎo)模塊包括夾心托持板12、托持板9、托持板20、托持卡板17、卡箍7、卡箍8和卡箍11，夾心托持板12外形與異形纖維制品吻合。

托持引導(dǎo)模塊還包括第一集線板13、第二集線板10和第三集線板6。連接模塊包括連接桿4和連接塊5。

托板卡板17、第一集線板13、第二集線板10和第三集線板均6設(shè)有與預(yù)成型模具2中心在同一水平的托持板卡槽，且托持卡槽均與對(duì)應(yīng)的托持板外形吻合，并沿進(jìn)料方向依次安裝在夾心托持板12上。

第一集線板13的托持板卡槽下方區(qū)域設(shè)有內(nèi)過孔31和內(nèi)表面氈過槽32，且內(nèi)過孔31設(shè)置在內(nèi)表面氈過槽32的上面；

第二集線板10的托持板卡槽上方區(qū)域設(shè)有外表面氈過槽34和外過孔28，第二集線板10的托持卡下方區(qū)域設(shè)有內(nèi)過孔30和內(nèi)表面氈過槽29，且外表面氈過槽34設(shè)置在外過孔28上方，內(nèi)過孔30設(shè)置在內(nèi)表面氈29上方；

第三集線板6的托持板卡槽上方區(qū)域設(shè)有外表面氈過槽33和外過孔26，第三集線板6位于托持卡下面區(qū)域設(shè)有內(nèi)過孔27、表面氈過槽25和連接定位孔24，且外表面氈過槽33設(shè)置在外過孔26上方，內(nèi)過孔27設(shè)置在內(nèi)表面氈25上方，連接定位孔外形與連接桿4吻合并設(shè)置在內(nèi)表面氈25下方的中心位置。

內(nèi)過孔31、內(nèi)表面氈過槽32、外表面氈過槽34、外過孔28、內(nèi)過孔30、內(nèi)表面氈過槽29、外表面氈過槽33、外過孔26、內(nèi)過孔27和表面氈過槽25的外形均與異形纖維制品外形類似，且相互間具有一定要求，要求如下：

內(nèi)過孔31的中心和內(nèi)表面氈過槽32的中心與托板板12水平中心的距離分別大于內(nèi)過孔30和內(nèi)表面氈過槽29的中心與夾心托持板12水平中心的距離；

外表面氈過槽34的中心和外過孔28的中心與托板板12水平中心的距離分別大于外表面氈過槽33的中心和外過孔26的中心與夾心托持板12水平中心的距離，內(nèi)過孔30的中心和內(nèi)表面氈過槽29的中心與托板板12水平中心的距離分別大于內(nèi)過孔27的中心和內(nèi)表面氈過槽25的中心托板板12水平中心的距離；

內(nèi)過孔27外形整體尺寸小于內(nèi)過孔30，內(nèi)過孔30外形整體尺寸小于內(nèi)過孔31；

內(nèi)表面氈過槽25外形整體尺寸小于內(nèi)表面氈過槽29，內(nèi)表面氈過槽29外形整體尺寸小于內(nèi)表面氈過槽32；

外過孔26外形整體尺寸小于外過孔28；

外表面氈過槽33外形整體尺寸小于外表面氈過槽34。

托持引導(dǎo)模塊的托持板9安裝在夾心托持板12位于第三集線板6和第二集線板10之間區(qū)域的上方，卡箍7和卡箍8分別安裝在托持板9兩端，并對(duì)托持板9進(jìn)行固定。

托持引導(dǎo)模塊的托持板20一端安裝在夾心托持板12位于第二集線板10和第一集線板13之間區(qū)域的上方，托持板20通過卡箍11進(jìn)行固定。

連接定位模塊的連接桿4兩端均設(shè)有定位孔，連接塊5呈“凸”字形窄頭和寬頭結(jié)構(gòu)，連接塊5中心設(shè)有貫通窄頭和寬頭并與連接桿4外形相吻合的通孔。

預(yù)成型陽模2和第三集線板6之間通過連接桿4和連接塊5進(jìn)行連接定位，連接塊5的通孔與第三集線板6上的連接定位孔24中心一致，并通過螺栓進(jìn)行連接固定；連接桿4穿過預(yù)成型環(huán)3底部的缺口和連接塊5的通孔，并從第三集線板6上的連接定位孔24穿出，連接桿4與預(yù)成型陽模2之間通過螺栓固定，連接塊5及第三集線板可在連接桿4上滑動(dòng)，且連接桿4與連接塊5之間通過螺栓連接。

本實(shí)施例還提供了一種異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠方法，方法采用上述的異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置，方法包括步驟：

(1)將異形夾心纖維制品的內(nèi)表面氈16依次穿過內(nèi)表面氈過槽32、內(nèi)表面氈過槽29、內(nèi)表面氈過槽25、預(yù)成型模腔22和拉擠模具模腔；

(2)將異形夾心纖維制品的內(nèi)表面浸膠纖維14依次穿過內(nèi)過孔31、內(nèi)過孔30、內(nèi)過孔27、預(yù)成型模腔22和拉擠模具模腔；

(3)將異形夾心纖維制品的上面表浸膠19纖維依次穿過外過孔28、外過孔26、預(yù)成型模腔22和拉擠模具模腔；

(4)將異形夾心纖維制品的外表面氈18依次穿過外表面氈過槽34、外表面氈過槽33、預(yù)成型模腔22和拉擠模具模腔；

(5)調(diào)整預(yù)成型環(huán)2與拉擠模具進(jìn)料端之間、預(yù)成型環(huán)2與第三集線板6之間、第三集線板6與第二集線板10、第二集線板10與第一集線板13之間的間距；

(6)連接桿4與預(yù)成型陽模2和連接塊5進(jìn)行固定，連接塊5與第三集線板6固定；

(7)將夾心泡沫板15依次穿過托持卡板17、第一集線板13、第二集線板10，并安放在托板12上；

(8)在牽引裝置的牽引下上表面氈18、浸膠纖維19、夾心泡沫15、浸膠纖維14、下表面氈16通過預(yù)成型模腔22進(jìn)入拉擠模具1的模腔，并經(jīng)成型工藝處理下從拉擠模具的出料端出來，完成一個(gè)異形夾心纖維制品的生產(chǎn)。

綜上所述，本實(shí)施例的異形夾心纖維制品夾心導(dǎo)向拉擠裝置和方法，工藝簡單、高效、質(zhì)量穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高，通過在制件過程中加入泡沫夾心、表面氈以及合理的纖維托持與走線設(shè)計(jì)，提高纖維制品表面光潔度、防滲漏性、耐腐蝕性和耐侯性，增強(qiáng)層間剪切強(qiáng)度和表面韌性，不僅避免拉擠工藝生產(chǎn)的纖維制品中常見的表面出現(xiàn)起泡、開裂，氣泡或氣孔、纖維紗走偏等問題，而且適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的異形纖維制品的自動(dòng)連續(xù)化生產(chǎn)，滿足不斷發(fā)展的工業(yè)需求。