一种汽车用复合材料缠绕板簧的生产工艺的制作方法

1.本发明涉及交通运输车辆配件技术领域，具体为一种汽车用复合材料缠绕板簧的生产工艺。


背景技术：

2.汽车板簧是汽车悬架系统中的一种弹性元件，是用于将汽车的重量均匀分布到汽车轴上，并承受轴与路面的冲击的汽车关键部件。目前大型载重车辆使用的多为金属钢质板簧，通常采用多层钢板进行机械叠加的方式生产制造，这种板簧采用多片金属叠层后固定在车辆的悬架底部，在车辆行驶过程中遇到震动或颠簸，通过板簧的片层之间摩擦而使其整体具备较强的缓冲特性，目前这种结构形式的板簧在各种大载重量车辆上得到广泛应用。但是传统钢质的板簧由于材质自身问题，存在自重较大，使用寿命较短和耐环境侵蚀性能不好的问题，同时自重也会降低载重车辆的承载空间，同时对安全性也带来了较大的隐患。
3.随着汽车工业的快速发展，汽车的经济性提到了较高的位置，一方面需要汽车的制造需要成本更低，另一方面需要汽车在行驶过程中更经济。为了解决上述问题汽车的轻量化问题迅速被提出，并需要得到快速的解决。而将汽车的板簧由重量更轻性能更高的复合材料代替钢材板簧，成为了汽车发展的主流，通常复合材料板簧都采用预浸布模压胚料，再加工的方法成型，其缺点是生产成本高，机械化程度低，很难满足汽车工业对经济性的需求。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种汽车用复合材料缠绕板簧的生产工艺，解决了现有的生产工艺生产成本高、机械化程度低以及生产周期长的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种汽车用复合材料缠绕板簧的生产工艺，缠绕层、玻璃布补强层和环氧树脂类浇注涂层，工艺步骤为：
8.s1.根据弹簧板规格和弹簧板性能设计玻璃布补强层的强度和外形和层数；
9.s2.通过湿法缠绕工艺将高强度纤维与高强度树脂在内芯模外表面进行缠绕形成缠绕层；
10.s3.在绕制一层缠绕层时，通过人工铺放或自动铺放机在缠绕层外自动铺放玻璃布补强层；
11.s4.在将玻璃布补强层铺放时，立即在已铺放完毕的玻璃布补强层部位的外侧通过湿法缠绕工艺缠绕形成缠绕层；
12.s5.板簧主体进入外模内，在外模合起后浇筑环氧树脂类涂层材料形成环氧树脂类浇注涂层；
13.s6.当环氧树脂类浇注涂层凝固后，拆除外模，进行表面加工处理即可。
14.优选的，所述玻璃布补强层采用根据板簧的力学性能要求而特殊设计的玻璃布，其经纬向的纤维分布根据力学性能计算而得出。
15.优选的，所述缠绕层为高强玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维的一种或两种混合。
16.优选的，所述高强度树脂采用高韧性环氧、聚氨酯环氧的一种或两种。
17.优选的，所述环氧树脂类浇注涂层，使用聚氨酯及脂环族环氧树脂，涂层厚度为1
‑
1.5mm。
18.优选的，所述缠绕层的纤维缠绕方向为0
°
缠绕，所述缠绕层的纤维缠绕与玻璃布补强层交替缠绕。
19.(三)有益效果
20.本发明提供了一种汽车用复合材料缠绕板簧的生产工艺。具备以下有益效果：
21.1、本发明通过湿法缠绕与自动铺放相结合的方法进行成型，通过外模控制外表面形状的方法可以快速成型，而成型后由于有外模控制外表面形状，其加工量大大降低，可以有效控制成本，复合材料板簧的成本将大幅度降低，生产效率大大提高，质量可靠性得到质的改变，使复合材料板簧在汽车行业大规模应用成为可能。
22.2、本发明通过外模快速成型，固化过程可选择的方法更加丰富，不仅可以常规固化，更可以采用热压罐、模压和真空辅助固化，生产线建设灵活，可有效压缩建设成本。
23.3、本发明通过缠绕工艺和自动铺放工艺相结合的方法，改善了复合材料板簧成型过程中机械化程度低的问题，该工艺可以全程采用机械化操作，提高了加工效率。
24.4、本发明通过湿法缠绕工艺，有效的提高了复合材料板簧的力学性能，使复合材料的性能得到了充分发挥。
具体实施方式
25.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.实施例一：
27.本发明实施例提供一种汽车用复合材料缠绕板簧的生产工艺，包括缠绕层、玻璃布补强层和环氧树脂类浇注涂层，工艺步骤为：
28.s1.根据弹簧板规格和弹簧板性能设计玻璃布补强层的强度和外形和层数；
29.s2.通过湿法缠绕工艺将高强度纤维与高强度树脂在内芯模外表面进行缠绕形成缠绕层，有效的提高了复合材料板簧的力学性能，使复合材料的性能得到了充分发挥；
30.s3.在绕制一层缠绕层时，通过人工铺放或自动铺放机在已绕制好的缠绕层部分外自动铺放玻璃布补强层；
31.s4.在将玻璃布补强层铺放时，立即在已铺放完毕的玻璃布补强层部位的外侧通过湿法缠绕工艺缠绕形成下一缠绕层，依次递进形成多层交叠，本发明通过缠绕工艺和自动铺放工艺相结合的方法，改善了复合材料板簧成型过程中机械化程度低的问题，该工艺
可以全程采用机械化操作，提高了加工效率；
32.s5.板簧主体进入外模内，在外模合起后浇筑环氧树脂类涂层材料形成环氧树脂类浇注涂层；
33.s6.当环氧树脂类浇注涂层凝固后，拆除外模，进行表面加工处理即可，本发明通过外模快速成型，固化过程可选择的方法更加丰富，不仅可以常规固化，更可以采用热压罐、模压和真空辅助固化，生产线建设灵活，可有效压缩建设成本。
34.玻璃布补强层采用根据板簧的力学性能要求而特殊设计的玻璃布，其经纬向的纤维分布根据力学性能计算而得出，缠绕层为高强玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维两种混合，高强度树脂采用聚氨酯环氧，环氧树脂类浇注涂层，使用聚氨酯及脂环族环氧树脂，涂层厚度为1mm，缠绕层的纤维缠绕方向为0
°
缠绕，缠绕层的纤维缠绕与玻璃布补强层交替缠绕，本发明通过湿法缠绕与自动铺放相结合的方法进行成型，通过外模控制外表面形状的方法可以快速成型，而成型后由于有外模控制外表面形状，其加工量大大降低，可以有效控制成本，复合材料板簧的成本将大幅度降低，生产效率大大提高，质量可靠性得到质的改变，使复合材料板簧在汽车行业大规模应用成为可能。
35.实施例二：
36.本实施例与实施例一的不同之处在于：一种汽车用复合材料缠绕板簧的生产工艺，缠绕层、玻璃布补强层和环氧树脂类浇注涂层，工艺步骤为：
37.s1.根据弹簧板规格和弹簧板性能设计玻璃布补强层的强度和外形和层数；
38.s2.通过湿法缠绕工艺将高强度纤维与高强度树脂在内芯模外表面进行缠绕形成缠绕层；
39.s3.在绕制一层缠绕层时，通过人工铺放或自动铺放机在缠绕层外自动铺放玻璃布补强层；
40.s4.在将玻璃布补强层铺放时，立即在已铺放完毕的玻璃布补强层部位的外侧通过湿法缠绕工艺缠绕形成缠绕层；
41.s5.板簧主体进入外模内，在外模合起后浇筑环氧树脂类涂层材料形成环氧树脂类浇注涂层；
42.s6.当环氧树脂类浇注涂层凝固后，拆除外模，进行表面加工处理即可。
43.玻璃布补强层采用根据板簧的力学性能要求而特殊设计的玻璃布，其经纬向的纤维分布根据力学性能计算而得出，缠绕层为高强玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维，高强度树脂采用高韧性环氧，环氧树脂类浇注涂层，使用聚氨酯及脂环族环氧树脂，涂层厚度为1.5mm，缠绕层的纤维缠绕方向为0
°
缠绕，缠绕层的纤维缠绕与玻璃布补强层交替缠绕。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。