[发明专利]一种复合材料螺旋弹簧的生产方法及设备

说明书

本发明公开了一种复合材料螺旋弹簧的生产方法及设备，包括步骤：在芯线表面缠绕形成纤维包裹层，然后在纤维包裹层表面再编织形成纤维编织层，经拉挤固化成型后形成有弹性保护套，弹性保护套将纤维包裹层包裹在内，再送入芯模中，切割得到设定长度，然后进入RTM成型设备中，注射入树脂，升温进行固化成型，然后继续升温，使芯模熔融流出，开模后进行余料切除处理，得到成品复合材料螺旋弹簧。本发明生产成本低，制品性能稳定，表面质量好，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种复合材料螺旋弹簧的生产方法及设备，特别涉及一种车用悬架复合材料螺旋弹簧的生产方法及设备。

背景技术

目前国内科研人员从理论和实验方面对车用悬架复合材料螺旋弹簧研究较多，但是对其生产设备和生产方法研究较少。复合材料螺旋弹簧因其材料和生产方法与金属弹簧的完全不同，金属弹簧的生产设备不再适用；若采用手工生产复合材料螺旋弹簧，存在生产效率低，成型后存在人为差异大，性能不稳定等不良问题。由此可见，复合材料螺旋弹簧的批量生产亟需研发性能稳定且效率高的自动化生产设备及生产方法。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种复合材料螺旋弹簧的生产方法及设备。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

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；

采用预渍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，得到簧丝装成品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，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，制得从内到外为芯模、树脂和纤维包裹层、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。

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。

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。

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。

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。

一种复合材料螺旋弹簧的生产设备，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；