缠绕成型工艺66259

课件
i b
D cos
7.3
证明 ：
缠
因为芯模转一周时，恰好纱片在芯模上布满一层。设此时丝头转了n圈，
绕
由速比定义有：
规 律
i1
n
在芯模筒段，纱片的有效宽度
b b
cos
第七章 缠绕成型工艺
缠满整个筒体的必要条件是：
缠
绕 作业：1、干法缠绕、湿法缠绕的特点分别是什么？
工
2、缠绕制品的优点是什么？
艺 的
3、缠绕制品比强度高的原因是什么？
现
状 7.2 芯模
及 7.2.1 芯模材料
发 展 7.2.1.1 常用材料
第七章 缠绕成型工艺
课件
主要是钢材、木材、塑料、铝、石膏、水泥等。水泥、石膏芯模材料的 性能见表7-1 。
的
优 点
一般情况下纤维需进行表面处理。玻璃纤维的选用要求有6条， P161 。
第七章 缠绕成型工艺
课件
（2）树脂体系
包括树脂及各种助剂、填料等。
7.1.2
常用的有： 不饱和聚酯树脂，环氧树脂（双酚A型）、酚醛－环氧树脂 （环氧改性酚醛树脂）。
纤 选用要求：①工艺性好；
维
②断裂延伸率与纤维匹配；
缠 绕
7.1.1
7.1.1.2 湿法缠绕
纤
维
将无捻粗纱经浸胶后直接缠绕到芯模上的成型工艺过程。
缠
绕 特点： 不需要预浸渍设备，设备投资少；便于选材；纱片质量及张力需
工
严格控制，固化时易产生气泡。
艺
的
7.1.1.3 半干法缠绕
分
类
将无捻粗纱浸胶后，随即预烘干，然后缠绕到芯模上的成型工艺方法。
第七章 缠绕成型工艺
规
律
图7-18 平面缠绕
2r
1
2r
2
πD
第七章 缠绕成型工艺
b
le1
lc
a le2
D △θ s
7.3
缠
图7-19 平面缠绕参数关系图
绕
规
平面缠绕、缠绕角的正切值为：
律
tg r1 r2
lc le1 le2
课件
b
α
lc
第七章 缠绕成型工艺
平面缠绕的速比： 芯模旋转周数与导丝头绕芯模旋转的圈数比。
7.2.2 芯模的结构形式
7.2.2.1 实心或空心整体式芯模
7.2.2
采用易敲碎的材料或可溶性的盐类。
7.2.2.2 组合式芯模
芯
分瓣式、隔板式、捆扎式、框架装配式，
模
图7-2 7-3 7-4
的 结
7.2.2.3 石膏隔板组合式芯模
构
图7-5
形
式
课件
第七章 缠绕成型工艺
7.2.2.4 管道芯模
7.2.2
第七章 缠绕成型工艺
课件
7. 缠绕成型工艺
7.1.1
7.1 概述
7.1.1 纤维缠绕工艺的分类
纤 维
缠绕工艺：
将浸过树脂胶液的连续纤维或布带，按照一定规律缠绕到 芯模上，然后固化脱模成为复合材料制品的工艺过程。
缠
绕 工
工艺流程图： P159 图7-1 干法缠绕、湿法缠绕。
艺
7.1.1.1 干法缠绕
的
2.0
绕
1.5
规
1.0
其中α是纱片与芯模 0.75
律
轴线的交角称缠绕角。 0.50
0.25
0
90
80
b
πD α
D
W
70
60
50 40
图7-16 环向缠绕参数关系图
第七章 缠绕成型工艺
课件
（2）螺旋缠绕
定义： 芯模绕自轴匀速转动，导丝头以特定速度沿芯模轴线方向往复 运动的缠绕方式称螺旋缠绕。
7.3
此缠绕方式不仅可以缠
整体式芯模 开缩式芯模
图7-6 7-7
整体式芯模——
用于直径小于800mm的管子生产。
芯
模
开缩式芯模——
用于直径大于800mm的管子生产。
的 结
要求： 1、具有经抛光的高精度表面；
构
2、具有锥度，不小于1/1000(便于脱模)。
形 式
7.2.3 芯模设计 P165～169 自学
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第七章 缠绕成型工艺
分 类
将预浸纱带（或预浸布），在缠绕机上经加热至粘流状态并缠绕到芯模 上的成型工艺过程。
第七章 缠绕成型工艺
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7.1.1
纤 维 缠 绕 工 艺 的 分 类
图7-1 缠绕工艺流程图
第七章 缠绕成型工艺
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干法缠绕特点： 制品质量稳定（含胶量、尺寸等）；缠绕速度快（100～
200m/min）; 劳动卫生条件好；预浸设备投资大。
绕圆筒段，而且缠绕端头(
封头)。图7-17。
缠
绕 纤维缠绕轨迹：
规
由圆筒上的螺旋线和
律 封头上与极孔相切的空 间曲线组成。
图7-17 螺旋缠绕
第七章 缠绕成型工艺
（3）纵向缠绕 （又称平面缠绕）
课件
7.3
导丝头在固定平面内
做匀速圆周运动，芯模
绕自轴慢速旋转，导丝
头转一周，芯模转动的
缠 绕
微小角度近似一个纱片 宽度，这种缠绕方法称 为平面缠绕。
课件
7.1.2 纤维缠绕制品的优点
7.1.2
（1）比强度高
（比强度高的原因有四点 P160）;
（2）生产成本低
（玻璃纤维用量可达80％）;
纤
（3）生产效率高
（可实现机械化、自动化操作）。
维 缠 绕 制
品
7.1.3 原材料 主要有纤维增强材料与树脂两大类。
（1）增强材料
主要是中碱、无碱粗纱。另外有玻璃布带、碳纤维等。应根据不同产 品对性能的要求进行选用。
课件
7.3 缠绕规律
7.3.1 概述 7.3.1.1 缠绕规律的内容
所谓缠绕规律是描述纱片均匀、稳定、连续、排布在芯模表面,以 及芯模与导丝头间运动关系的规律。
7.3
对缠绕线形的两点要求：
（1）纤维既不重合又不离缝，均匀连续布
缠
满芯模表面。
绕
（2）纤维在芯模表面位置稳定，不打滑。
规 律
7.3.1.2 缠绕线型分类
环向缠绕
纵向缠绕
螺旋缠绕
第七章 缠绕成型工艺
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（1）环向缠绕
芯模自转一周，导丝头近似移动一个纱片宽度的缠绕，称环向缠绕。 （只能缠绕直筒段）
封头 纱带
筒身
7.3
缠
绕
wk.baidu.com
规
律
b
图7-15 环向缠绕
第七章 缠绕成型工艺
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纱片螺距： W＝πDctgα
7.3
纱片宽：
b＝πDcosα
缠
则：b＝ wsinα
7.2.1.2 芯模材料对制品的影响 石膏模与钢模的比较见表7-2 。
7.2.1
芯模材料对制品的影响主要有：
膨胀系数对产品尺寸的影响；
芯
弹性模量对产品尺寸精度的影响；
模
导热系数对产品固化度的影响；
材
芯模中水份对产品固化的影响。
料
7.2.1.3 选择芯模材料应注意的问题
1～4 P163
第七章 缠绕成型工艺
③固化收缩率低并毒性小; ④来源广泛,价格低。
制 7.1.4 缠绕制品的应用范围
品 的
军工方面： 航空、航天、导弹（发动机壳体、高压容器、导弹发射筒 等）。
优 点
民用方面： 化工、石油、环保、建筑等领域的管道、贮罐等。
第七章 缠绕成型工艺
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7.1.3 缠绕工艺的现状及发展
7.1.3
发展方向:高性能材料和功能材料,主要用于高科技领域;军工使用转向 民用；提高自动控制水平，提高生产效率；降低生产成本。