專利名稱：一種纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種車輛懸架系統(tǒng)中部件的制造方法，具體涉及ー種纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的低成本制造方法，主要用于制作汽車復(fù)合材料板式彈簧。
背景技術(shù)：
板式彈簧多用于汽車懸架的減震，被廣泛應(yīng)用于各種車輛，如商用車(客車、貨車等)、越野車及軌道車輛等。長(zhǎng)久以來，彈簧鋼制成的板式彈簧已廣為人知。彈簧鋼制板式彈簧的制造成本較為低廉，并具有較好的車輛減震效果，但該板式彈簧自重大且安全斷裂(脆性斷裂)性差，直接導(dǎo)致燃料消耗的増加及安全性能下降。
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同樣被人廣為人知的還有纖維增強(qiáng)塑料制成的板式彈簧。從上世紀(jì)八十年代開始，纖維復(fù)合材料板式彈簧得到了廣泛應(yīng)用。與同類鋼制板式彈簧相比，纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧具有重量輕、弾性應(yīng)變大、比應(yīng)變能高、疲勞壽命長(zhǎng)及安全斷裂(非脆性斷裂)性好的特點(diǎn)，是鋼板彈簧的替代品。目前，纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧多采用樹脂傳遞成型與纖維纏繞成型制備。樹脂傳遞成型エ藝制備纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧纖維含量較低，孔隙率大，成型時(shí)易出現(xiàn)樹脂分布不均以及褶皺，影響板簧的性能。而纏繞成型制備纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧適應(yīng)性小，不能制備任意結(jié)構(gòu)形式的板簧，且成型エ藝復(fù)雜，技術(shù)要求高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供ー種性能優(yōu)異、低成本、制作エ藝簡(jiǎn)單的纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制備方法。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧制造方法，至少包括以下步驟
(一)選料
選取0°單向纖維、±45°纖維編織布、0° /90°纖維編織布；其中，0°單向纖維為纖維是與布匹長(zhǎng)度方向成0°方向(即水平方向)排布的纖維布，±45°纖維編織布為纖維是與布匹長(zhǎng)度方向成45°交叉排布的纖維布，0° /90°纖維編織布為纖維是與布匹長(zhǎng)度方向成0°方向和90°方向(即水平方向和垂直方向)十字交叉排布的纖維布。(ニ)制作預(yù)浸料
將0°單向纖維、±45°纖維編織布、0° /90°纖維編織布分別進(jìn)行預(yù)浸處理，分別得到0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維0° /90°纖維編織布方向預(yù)浸料及0° /90°纖維方向預(yù)浸料；其中，預(yù)浸料中纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%-80%，其它為預(yù)浸樹脂基體；0°纖維方向單向預(yù)浸料中纖維的纖維面密度800g/m2-2500g/m2 ;雙向纖維預(yù)浸料中±45°纖維方向或0° /90°纖維方向預(yù)浸料中纖維的纖維面密度600g/m2-2500g/m2 ；
(三)裁剪將經(jīng)過預(yù)浸處理的預(yù)浸料按照板簧形狀進(jìn)行裁剪；其中，0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料沿0°纖維方向裁剪，且0°纖維方向預(yù)浸料裁剪需保證纖維方向沿縱向方向平行排布；±45°纖維方向預(yù)浸料的裁剪方向與該預(yù)浸料纖維方向成45°角；上述裁剪后的預(yù)浸料形狀與板簧相似，端部呈梯形，中部呈矩形；
(四)鋪層
將裁剪的預(yù)浸料按照鋪層方式貼合在模具上制成預(yù)成型體；
(五)熱成型
將預(yù)成型體置于熱壓機(jī)內(nèi)，調(diào)整好壓機(jī)的溫度、時(shí)間及壓カ，對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行固化；
(六)后處理 熱成型完成后，冷卻、脫摸，將板簧放入烘箱內(nèi)進(jìn)行后熱處理。目的是為了消除板簧內(nèi)部應(yīng)カ以及調(diào)整樹脂固化程度。最后利用切割機(jī)等設(shè)備對(duì)板簧進(jìn)行切割、打磨，除去飛邊和毛刺。進(jìn)ー步地，所述步驟(ニ)中的單向或雙向纖維預(yù)浸料的預(yù)浸樹脂基體為聚酯、こ烯基樹脂、環(huán)氧樹脂中的任意ー種；所述纖維為玻纖、碳纖、有機(jī)纖維中的任意ー種或幾種。上述預(yù)浸料中的纖維是連續(xù)不經(jīng)切斷的。進(jìn)ー步地，所述步驟(四)中預(yù)成型體可以是由0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維方向預(yù)浸料或0° /90°纖維方向預(yù)浸料中的ー種或幾種混合鋪設(shè)而成。預(yù)成型體鋪設(shè)形式有以下幾種
1)0°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體；
2)±45°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體；
3)0°/90纖維方向。預(yù)浸料預(yù)成型體；
4)±45°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體；
5)O0纖維方向預(yù)浸料與±45°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體；
6)0°纖維方向預(yù)浸料與0°/90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體；
7)0°纖維方向預(yù)浸料與±45°纖維方向預(yù)浸料及0°/90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體。進(jìn)ー步地，所述單ー預(yù)浸料預(yù)成型體(0°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體、±45°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體、0° /90°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體)按照預(yù)設(shè)的層數(shù)及纖維排布鋪設(shè)。鋪設(shè)±45°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體時(shí)，先設(shè)定預(yù)成型體的幾何中間層為對(duì)稱面，再緊貼模具鋪設(shè)ー層或多層±45°纖維方向預(yù)浸料，然后再鋪設(shè)ー層或多層0° /90°纖維方向預(yù)浸料，如此反復(fù)，直至完成預(yù)成型體的下面層鋪設(shè)，最后再對(duì)稱鋪設(shè)預(yù)成型體的上面層。O0纖維方向預(yù)浸料與±45°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體、0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體及0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維方向預(yù)浸料及0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體的鋪設(shè)與上述類似，先設(shè)定預(yù)成型體的幾何中間層為對(duì)稱面，再緊貼模具鋪設(shè)ー層或多層雙向預(yù)浸料，在雙向預(yù)浸料上鋪設(shè)ー層或多層單向預(yù)浸料，然后再鋪設(shè)ー層或多層雙向預(yù)浸料，如此反復(fù)，直至完成預(yù)成型體的下面層鋪設(shè)，最后再對(duì)稱鋪設(shè)預(yù)成型體的上面層。上述預(yù)浸料鋪層遵從以下原則0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料中的0°纖維沿預(yù)成型體的縱向方向平行鋪設(shè)，±45纖維方向。預(yù)浸料中的纖維與預(yù)成型體縱向成45°角度鋪設(shè)，且纖維不經(jīng)切斷地從板簧的一個(gè)軸向端部延伸到另ー軸向端部。預(yù)浸料在預(yù)成型體中以幾何中間層為對(duì)稱面成對(duì)稱分布。進(jìn)ー步地，所述步驟(五)熱成型吋，先將模具預(yù)熱至40_80°C，再把脫模劑均勻涂抹在模具型腔表面及模具分型面上，然后將預(yù)成型體放入模具中，合模，并保證初始接觸壓為3-10MPa。緊接著升溫至70-120°C進(jìn)行凝膠，待凝膠快結(jié)束吋，即膠液拔絲吋，加全壓(10-30MPa)，進(jìn)行保溫保壓固化。其固化條件為成型溫度90-160 °C，成型時(shí)間1200s-7200s，成型壓カ 10-30MPa。進(jìn)ー步地，所述步驟(四)后熱處理時(shí)，溫度130-180 °C，時(shí)間2_6h。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明制備的復(fù)合材料板式彈簧具有強(qiáng)度高，質(zhì)量輕、耐疲勞，熱穩(wěn)定性好，變形量小，制作成本低的優(yōu)點(diǎn)。尤其是本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有的纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧具有纖維分布均勻，強(qiáng)度容易控制，且成型エ藝簡(jiǎn)單，技術(shù)要求低，所以可以大大提高效率，減低成本，適合批量生產(chǎn)?！?br>

圖I為纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的結(jié)構(gòu)主視圖。圖2為纖維增強(qiáng)塑料板彈簧的制備流程圖。其中，I-預(yù)浸料端部；2_預(yù)浸料中部；3_預(yù)成型體；4_模壓機(jī)；5_烘箱；6_切割機(jī);ト板簧模具。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步說明。通過附圖可以看出，本發(fā)明涉及一種纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧制造方法，至少包括以下步驟
(一)選料
選取0°單向纖維、±45°纖維編織布、0° /90°纖維編織布；其中，0°單向纖維為纖維是與布匹長(zhǎng)度方向成0°方向(即水平方向)排布的纖維布，±45°纖維編織布為纖維是與布匹長(zhǎng)度方向成45°交叉排布的纖維布，0° /90°纖維編織布為纖維是與布匹長(zhǎng)度方向成0°方向和90°方向(即水平方向和垂直方向)十字交叉排布的纖維布。(ニ)制作預(yù)浸料
將0°單向纖維、±45°纖維編織布、0° /90°纖維編織布分別進(jìn)行預(yù)浸處理，分別得到0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維0° /90°纖維編織布方向預(yù)浸料及0° /90°纖維方向預(yù)浸料；其中，預(yù)浸料中纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%-80%，其它為預(yù)浸樹脂基體；0°纖維方向單向預(yù)浸料中纖維的纖維面密度800g/m2-2500g/m2 ;雙向纖維預(yù)浸料中±45°纖維方向或0° /90°纖維方向預(yù)浸料中纖維的纖維面密度600g/m2-2500g/m2 ；
(三)裁剪
將經(jīng)過預(yù)浸處理的預(yù)浸料按照板簧形狀進(jìn)行裁剪；其中，0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料沿0°纖維方向裁剪，且0°纖維方向預(yù)浸料裁剪需保證纖維方向沿縱向方向平行排布；±45°纖維方向預(yù)浸料的裁剪方向與該預(yù)浸料纖維方向成45°角；上述裁剪后的預(yù)浸料形狀與板簧相似，端部呈梯形，中部呈矩形；
(四)鋪層
將裁剪的預(yù)浸料按照鋪層方式貼合在模具上制成預(yù)成型體；
(五)熱成型
將預(yù)成型體置于熱壓機(jī)內(nèi)，調(diào)整好壓機(jī)的溫度、時(shí)間及壓カ，對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行固化；
(六)后處理
熱成型完成后，冷卻、脫摸，將板簧放入烘箱內(nèi)進(jìn)行后熱處理。目的是為了消除板簧內(nèi)部應(yīng)カ以及調(diào)整樹脂固化程度。最后利用切割機(jī)等設(shè)備對(duì)板簧進(jìn)行切割、打磨，除去飛邊和毛刺。

進(jìn)ー步地，所述步驟(ニ)中的單向或雙向纖維預(yù)浸料的預(yù)浸樹脂基體為聚酯、こ烯基樹脂、環(huán)氧樹脂中的任意ー種；所述纖維為玻纖、碳纖、有機(jī)纖維中的任意ー種或幾種。上述預(yù)浸料中的纖維是連續(xù)不經(jīng)切斷的。進(jìn)ー步地，所述步驟(四)中預(yù)成型體可以是由0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維方向預(yù)浸料或0° /90°纖維方向預(yù)浸料中的ー種或幾種混合鋪設(shè)而成。預(yù)成型體鋪設(shè)形式有以下幾種
1)0°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體；
2)±45°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體；
3)0°/90纖維方向。預(yù)浸料預(yù)成型體；
4)±45°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體；
5)O0纖維方向預(yù)浸料與±45°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體；
6)0°纖維方向預(yù)浸料與0°/90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體；
7)0°纖維方向預(yù)浸料與±45°纖維方向預(yù)浸料及0°/90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體。進(jìn)ー步地，所述單ー預(yù)浸料預(yù)成型體(0°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體、±45°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體、0° /90°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體)按照預(yù)設(shè)的層數(shù)及纖維排布鋪設(shè)。鋪設(shè)±45°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體時(shí)，先設(shè)定預(yù)成型體的幾何中間層為對(duì)稱面，再緊貼模具鋪設(shè)ー層或多層±45°纖維方向預(yù)浸料，然后再鋪設(shè)ー層或多層0° /90°纖維方向預(yù)浸料，如此反復(fù)，直至完成預(yù)成型體的下面層鋪設(shè)，最后再對(duì)稱鋪設(shè)預(yù)成型體的上面層。O0纖維方向預(yù)浸料與±45°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體、0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體及0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維方向預(yù)浸料及0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體的鋪設(shè)與上述類似，先設(shè)定預(yù)成型體的幾何中間層為對(duì)稱面，再緊貼模具鋪設(shè)ー層或多層雙向預(yù)浸料，在雙向預(yù)浸料上鋪設(shè)ー層或多層單向預(yù)浸料，然后再鋪設(shè)ー層或多層雙向預(yù)浸料，如此反復(fù)，直至完成預(yù)成型體的下面層鋪設(shè)，最后再對(duì)稱鋪設(shè)預(yù)成型體的上面層。上述預(yù)浸料鋪層遵從以下原則0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料中的0°纖維沿預(yù)成型體的縱向方向平行鋪設(shè)，±45纖維方向。預(yù)浸料中的纖維與預(yù)成型體縱向成45°角度鋪設(shè)，且纖維不經(jīng)切斷地從板簧的一個(gè)軸向端部延伸到另ー軸向端部。預(yù)浸料在預(yù)成型體中以幾何中間層為對(duì)稱面成對(duì)稱分布。
進(jìn)ー步地，所述步驟(五)熱成型吋，先將模具預(yù)熱至40_80°C，再把脫模劑均勻涂抹在模具型腔表面及模具分型面上，然后將預(yù)成型體放入模具中，合模，并保證初始接觸壓為3-10MPa。緊接著升溫至70-120°C進(jìn)行凝膠，待凝膠快結(jié)束吋，即膠液拔絲吋，加全壓(10-30MPa)，進(jìn)行保溫保壓固化。其固化條件為成型溫度90-160 °C，成型時(shí)間1200s-7200s，成型壓カ 10-30MPa。進(jìn)ー步地，所述步驟(四)后熱處理時(shí)，溫度130-180 0C,時(shí)間2_6h。實(shí)施例一
一種纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧制造方法，至少包括預(yù)浸料、裁剪、鋪層、熱成型、后處理エ序(見附圖2所示)。具體制作步驟如下
預(yù)浸料單向或雙向纖維預(yù)浸料的基體為聚酯、こ烯基樹脂、環(huán)氧樹脂中的任意ー種，增強(qiáng)纖維為玻纖、碳纖、有機(jī)纖維中的任意ー種或幾種。其中單向0°纖維方向預(yù)浸料中的纖·維質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%-80%，纖維面密度800g/m2-2500g/m2 ;雙向纖維預(yù)浸料為±45°纖維方向或0° /90°纖維方向預(yù)浸料，纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%-80%，纖維面密度400g/m2-2500g/m2。上述預(yù)浸料中的纖維是連續(xù)不經(jīng)切斷的。裁剪エ藝0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料沿0°纖維方向裁剪，且O0纖維方向沿縱向方向平行排布?！?5°纖維方向預(yù)浸料的裁剪方向與預(yù)浸料纖維成45°角。上述裁剪后的預(yù)浸料形狀與板簧相似，裁剪后的預(yù)浸料端部I呈梯形，中部2呈矩形。鋪層エ藝預(yù)浸料的鋪層至關(guān)重要。將已裁剪的預(yù)浸料按照鋪層方式貼合在模具上制成預(yù)成型體3。預(yù)成型體可以是由單向0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維方向預(yù)浸料及0° /90°纖維方向預(yù)浸料中的ー種或幾種混合鋪設(shè)而成。預(yù)成型體鋪設(shè)形式有以下幾種0°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體、±45°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體、0° /90°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體、±45°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體、0°纖維方向預(yù)浸料與±45°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體、0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體、0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維方向預(yù)浸料及0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體。其中單ー預(yù)浸料預(yù)成型體(包括0°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體、±45°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體、0° /90°纖維方向預(yù)浸料預(yù)成型體)按照預(yù)設(shè)的層數(shù)及纖維排布鋪設(shè)?！?5°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體鋪設(shè)時(shí)，先設(shè)定預(yù)成型體3的幾何中間層為對(duì)稱面，再緊貼模具7鋪設(shè)ー層或多層±45°纖維方向預(yù)浸料，然后再鋪設(shè)ー層或多層0° /90°纖維方向預(yù)浸料，如此反復(fù)，直至完成預(yù)成型體的下面層鋪設(shè)，最后再對(duì)稱鋪設(shè)預(yù)成型體3的上面層。0°纖維方向預(yù)浸料與±45°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體、0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體及0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維方向預(yù)浸料及0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體的鋪設(shè)與上述類似，先設(shè)定預(yù)成型體3的幾何中間層為對(duì)稱面，再緊貼模具7鋪設(shè)ー層或多層雙向預(yù)浸料，在雙向預(yù)浸料上鋪設(shè)ー層或多層單向預(yù)浸料，然后再鋪設(shè)ー層或多層雙向預(yù)浸料，如此反復(fù)，直至完成預(yù)成型體的下面層鋪設(shè)，最后再對(duì)稱鋪設(shè)預(yù)成型體3的上面層。上述預(yù)浸料鋪層遵從以下原則0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料中的0°方向纖維沿預(yù)成型體3的縱向方向平行鋪設(shè)，±45°纖維方向預(yù)浸料中的纖維與預(yù)成型體3縱向成45°角度鋪設(shè)，且纖維不經(jīng)切斷地從板簧的一個(gè)軸向端部2延伸到另ー軸向端部2。預(yù)浸料在預(yù)成型體3中以幾何中間層為對(duì)稱面成對(duì)稱分布。
熱成型エ藝(至關(guān)重要)先將模具預(yù)熱至40_80°C，再把脫模劑均勻涂抹在模具型腔表面及模具分型面上，然后將預(yù)成型體放入成型模具4中，合摸，保證初始接觸壓為3-10MPa。緊接著升溫至70-120°C進(jìn)行凝膠，待凝膠快結(jié)束時(shí)，即膠液拔絲吋，加全壓(10-30MPa)，進(jìn)行保溫保壓固化。其固化條件為成型溫度90-160 °C，成型時(shí)間1200s-7200s，成型壓カ 10-30MPa。后處理工藝熱成型完成后，冷卻、脫摸，將板簧放入130-180 °C的烘箱內(nèi)5進(jìn)行后固化2-6h，以便調(diào)節(jié)樹脂固化程度，消除板簧內(nèi)部應(yīng)力。最后將后熱處理過的板簧進(jìn)行切害I]、打磨，除去飛邊和毛刺?！?br> 權(quán)利要求
1.一種纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法； 其特征在于至少包括以下步驟 (一)選料 選取0°單向纖維、±45°纖維編織布、0° /90°纖維編織布；其中，0°單向纖維為纖維是與布匹長(zhǎng)度方向成0°方向(即水平方向)排布的纖維布，±45°纖維編織布為纖維是與布匹長(zhǎng)度方向成45°交叉排布的纖維布，0° /90°纖維編織布為纖維是與布匹長(zhǎng)度方向成0°方向和90°方向(即水平方向和垂直方向)十字交叉排布的纖維布； (二)制作預(yù)浸料 將0°單向纖維、±45°纖維編織布、0° /90°纖維編織布分別進(jìn)行預(yù)浸處理，分別得到0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維0° /90°纖維編織布方向預(yù)浸料及0° /90°纖維方向預(yù)浸料；其中，預(yù)浸料中纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%-80%，其它為預(yù)浸樹脂基體；0°纖維方向單向預(yù)浸料中纖維的纖維面密度800g/m2-2500g/m2 ;雙向纖維預(yù)浸料中±45°纖維方向或0° /90°纖維方向預(yù)浸料中纖維的纖維面密度600g/m2-2500g/m2 ； (三)裁剪 將經(jīng)過預(yù)浸處理的預(yù)浸料按照板簧形狀進(jìn)行裁剪；其中，0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料沿0°纖維方向裁剪，且0°纖維方向預(yù)浸料裁剪需保證纖維方向沿縱向方向平行排布；±45°纖維方向預(yù)浸料的裁剪方向與該預(yù)浸料纖維方向成45°角；上述裁剪后的預(yù)浸料形狀與板簧相似，端部呈梯形，中部呈矩形； (四)鋪層 將裁剪的預(yù)浸料按照鋪層方式貼合在模具上制成預(yù)成型體； (五)熱成型 將預(yù)成型體置于熱壓機(jī)內(nèi)，調(diào)整好壓機(jī)的溫度、時(shí)間及壓力，對(duì)預(yù)成型體進(jìn)行固化； (六)后處理 熱成型完成后，冷卻、脫模，將板簧放入烘箱內(nèi)進(jìn)行后熱處理； 目的是為了消除板簧內(nèi)部應(yīng)力以及調(diào)整樹脂固化程度； 最后利用切割機(jī)等設(shè)備對(duì)板簧進(jìn)行切割、打磨，除去飛邊和毛刺。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，其特征在于所述步驟(一)中的單向或雙向纖維預(yù)浸料的基體為聚酯、乙烯基樹脂、環(huán)氧樹脂中的任意一種，增強(qiáng)纖維為玻纖、碳纖、有機(jī)纖維中的任意一種或幾種； 上述預(yù)浸料中的纖維是連續(xù)不經(jīng)切斷的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，其特征在于所述權(quán)利要求I步驟(四)中預(yù)成型體可以是由0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維方向預(yù)浸料或0° /90°纖維方向預(yù)浸料中的一種或幾種混合鋪設(shè)而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，其特征在于所述單一預(yù)浸料預(yù)成型體按照預(yù)設(shè)的層數(shù)及纖維排布鋪設(shè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，其特征在于鋪設(shè)±45°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體時(shí)，先設(shè)定預(yù)成型體的幾何中間層為對(duì)稱面，再緊貼模具鋪設(shè)一層或多層±45°纖維方向預(yù)浸料，然后再鋪設(shè)一層或多層0° /90°纖維方向預(yù)浸料，如此反復(fù)，直至完成預(yù)成型體的下面層鋪設(shè)，最后再對(duì)稱鋪設(shè)預(yù)成型體的上面層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，其特征在于:0。纖維方向預(yù)浸料與±45°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體、0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體及0°纖維方向預(yù)浸料、±45°纖維方向預(yù)浸料及0° /90°纖維方向預(yù)浸料混合預(yù)成型體的鋪設(shè)與上述類似，先設(shè)定預(yù)成型體的幾何中間層為對(duì)稱面，再緊貼模具鋪設(shè)一層或多層雙向預(yù)浸料，在雙向預(yù)浸料上鋪設(shè)一層或多層單向預(yù)浸料，然后再鋪設(shè)一層或多層雙向預(yù)浸料，如此反復(fù)，直至完成預(yù)成型體的下面層鋪設(shè)，最后再對(duì)稱鋪設(shè)預(yù)成型體的上面層。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，其特征在于預(yù)浸料鋪層遵從以下原則0°纖維方向預(yù)浸料與0° /90°纖維方向預(yù)浸料中的0°纖維沿預(yù)成型體的縱向方向平行鋪設(shè)，±45纖維方向。預(yù)浸料中的纖維與預(yù)成型體縱向成45°角度鋪設(shè)，且纖維不經(jīng)切斷地從板簧的一個(gè)軸向端部延伸到另一軸向端部；預(yù)浸料在預(yù)成型體中以幾何中間層為對(duì)稱面成對(duì)稱分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，其特征在于所述步驟(五)熱成型時(shí)，先將模具預(yù)熱至40-80°C，再把脫模劑均勻涂抹在模具型腔表面及模具分型面上，然后將預(yù)成型體放入模具中，合模，并保證初始接觸壓為3-10MPa ； 緊接著升溫至70-120°C進(jìn)行凝膠，待凝膠快結(jié)束時(shí)，即膠液拔絲時(shí)，加全壓(10-30MPa)，進(jìn)行保溫保壓固化； 其固化條件為成型溫度90-160 °C，成型時(shí)間1200s-7200s，成型壓力10_30Mpa。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，其特征在于所述步驟(五)熱成型時(shí)，先將模具預(yù)熱至40-80°C，再把脫模劑均勻涂抹在模具型腔表面及模具分型面上，然后將預(yù)成型體放入模具中，合模，并保證初始接觸壓為3-10MPa ； 緊接著升溫至70-120°C進(jìn)行凝膠，待凝膠快結(jié)束時(shí)，即膠液拔絲時(shí)，加全壓(10-30MPa)，進(jìn)行保溫保壓固化； 其固化條件為成型溫度90-160 °C，成型時(shí)間1200s-7200s，成型壓力10_30Mpa。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，其特征在于所述步驟(四)后熱處理時(shí)，溫度130-180 °G，時(shí)間2-6h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維增強(qiáng)塑料板式彈簧的制造方法，主要包括以下步驟預(yù)浸料、裁剪、鋪層、熱成型、后處理。其實(shí)施過程將單向纖維預(yù)浸料與雙向纖維預(yù)浸料中的裁剪成所需形狀，并按設(shè)定的鋪層方式貼合在模具上制成預(yù)成型體。預(yù)成型體可以是單向預(yù)浸料及雙向預(yù)浸料中的一種或幾種鋪設(shè)而成。預(yù)成型體經(jīng)由層壓成型、后熱處理及機(jī)加工即可制成所需的復(fù)合材料板式彈簧。板簧的熱成型通過溫度、時(shí)間及壓力進(jìn)行控制。本發(fā)明制備的復(fù)合材料板式彈簧具有強(qiáng)度高，質(zhì)量輕、耐疲勞，熱穩(wěn)定性好，變形量小的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B29C71/02GK102785372SQ20121032299
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者吳輝, 姜其斌, 曾竟成, 李再柯, 王春花, 王甲世 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司