[发明专利]一种复合材料螺旋弹簧的生产方法及设备

权利要求书

1.一种复合材料螺旋弹簧的生产方法，包括以下步骤：

选择一种芯线作为簧丝，该芯线可为纤维束、橡胶、纤维织物、尼龙、PC、钢、铜、铝合金、铝镁合金或低熔点合金；

在芯线表面，采用纤维材料按照设定角度和设定方向，在芯线表面缠绕形成若干层纤维包裹层，得到簧丝半成品A；

采用预浸了弹性材料的纤维带，在簧丝半成品A的外表面编织形成一层表面具有弹性材料的纤维编织层；

将形成了纤维编织层的簧丝半成品A送入拉挤模具中拉挤成型，形成了弹性保护套，得到簧丝成品B，该簧丝半成品从内到外依次为芯线、纤维包裹层、弹性保护套，弹性保护套将纤维包裹层包裹在内，使得纤维包裹层在使用过程中不会与外物摩擦；

将簧丝半成品B牵引到芯模中，并且切割成设定长度，得到具有设定长度的簧丝半成品C；

将放置有簧丝半成品C的芯模送入RTM成型设备中，往簧丝半成品C的内部注射树脂材料，填充纤维包裹层内部的空隙，然后在RTM成型设备中固化成型，使得树脂成型在弹性保护套内，制得从内到外为芯线、纤维包裹层、弹性保护套的螺旋弹簧半成品A，弹性保护套的熔点温度高于树脂材料的固化成型温度；

在RTM成型设备中继续升温，使螺旋弹簧半成品A中的芯模熔融流出，并送到相应的芯模铸造模具铸成新的芯模，然后得到除去了芯模的旋弹簧半成品B；

开模取出螺旋弹簧半成品B，切除两端余料，把两端端面磨平，从而制得车用悬架复合材料螺旋弹簧。

2.根据权利要求1所述的复合材料螺旋弹簧的生产方法，其特征在于，所述纤维包裹层在缠绕时，按照先顺时针缠绕一层再逆时针缠绕一层，或者先逆时针缠绕一层再顺时针缠绕一层的顺序交替缠绕若干次得到。

3.根据权利要求1所述的复合材料螺旋弹簧的生产方法，其特征在于，所述弹性材料选择为天然橡胶、合成橡胶、热塑性树脂、低温固化的环氧树脂或热塑性硅树脂。

4.根据权利要求1所述的复合材料螺旋弹簧的生产方法，其特征在于，所述用于缠绕形成纤维包裹层的纤维材料为玻璃纤维、碳纤维、超高密度聚乙烯纤维、玄武石纤维以及凯夫拉之中的一种或者几种混合使用。

5.根据权利要求1所述的复合材料螺旋弹簧的生产方法，其特征在于，所述注射到簧丝半成品C内部的树脂选择为不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂或呋喃树脂；芯模选择水溶性模、低熔点合金模、组合式金属模、气体辅助橡胶模、石腊模、砂型模或者螺槽金属模，并且芯模的熔融温度低于弹性材料的固化成型温度。

6.一种复合材料螺旋弹簧的生产设备，其特征在于，包括依次排布的：

多层缠绕装置，用于在芯线表面缠绕形成纤维包裹层；

编织装置，用于在纤维包裹层表面编织形成纤维层；

拉挤模具，用于拉挤成型，形成弹性保护套，将纤维层、纤维包裹层包裹在内；

牵引装置，用于将簧丝牵引到指定位置；

可熔芯模，用于放置簧丝；

RTM成型装置，用于成型固化，并使簧丝内的芯模熔融流出；

芯模铸造模具，用于将熔融的芯模再次铸造为新的芯模，进行循环利用。

7.根据权利要求6所述的复合材料螺旋弹簧的生产设备，其特征在于，所述多层缠绕装置包括导轮、转盘机构、纤维卷筒和导向器，纤维卷筒用于放置纤维材料，纤维卷筒和导向器装在转盘上，芯线从导轮中引过，转盘机构带动纤维卷筒和导向器围绕芯线旋转，使纤维卷筒上的纤维材料缠绕在芯线表面。

8.根据权利要求7所述的复合材料螺旋弹簧的生产设备，其特征在于，所述编织装置设在多层缠绕装置的下方区域，编织装置包括若干个编织卷筒，编织卷筒用于放置预渍了弹性材料的纤维带。

9.根据权利要求8所述的复合材料螺旋弹簧的生产设备，其特征在于，所述芯模上具有定位凹槽和螺旋凹槽，其中在芯模的两端各设置一个定位凹槽。