纤 维 缠 绕 工 艺 的 分 类
7.1.1
7.1.1.3 半干法缠绕 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
7.1.2 纤维缠绕制品的优点
课件
纤 维 缠 绕 制 品 的 优 点
7.1.2
（1）比强度高
（2）生产成本低 （3）生产效率高 7.1.3 原材料
课件
缠 绕 规 律
7.3
此缠绕方式不仅可以 缠绕圆筒段，而且缠绕端 头(封头)。图7-17。
纤维缠绕轨迹： 由圆筒上的螺旋线 和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
缠 绕 规 律
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 的微小角度近似一个纱 片宽度，这种缠绕方法 称为平面缠绕。
缠 绕 规 律
7.3
环向缠绕
纵向缠绕 螺旋缠绕
第七章 缠绕成型工艺
（1）环向缠绕
课件
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）
缠 绕 规 律
7.3
封头 纱带
筒身
b

图7-15 环向缠绕
第七章 缠绕成型工艺
b
课件
纱片螺距：
W＝πDctgα α
πD
纱片宽：
D
缠 绕 规 律
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 。 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 。
芯 模 材 料
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； 弹性模量对产品尺寸精度的影响； 导热系数对产品固化度的影响； 芯模中水份对产品固化的影响。 7.2.1.3 选择芯模材料应注意的问题 1～4 P163
“线型”以导丝头往返一次芯模旋转的转数来表示: S0＝ θn /360° ＝ K/n + N＝M/n M=K + nN
S0-表示线形； M——一个完整循环芯模转数； n——切点数，也是一个完整循环导丝头往返次数。
表7-3 给出了6切点以内的S0所对应的n、K、N、θn值。
第七章 缠绕成型工艺
7.3.3 螺旋缠绕的转速比
第七章 缠绕成型工艺
7.2.2 芯模的结构形式 7.2.2.1 实心或空心整体式芯模
课件
芯 模 的 结 构 形 式
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 分瓣式、隔板式、捆扎式、框架装配式， 图7-2 7-3 7-4
7.2.2.3 石膏隔板组合式芯模 图7-5
第七章 缠绕成型工艺
7.3
图7-18 平面缠绕
第七章 缠绕成型工艺
△θ
课件
2r
2
b le1
b
lc
le2
α
lc
缠 绕 规 律
图7-19 平面缠绕参数关系图 平面缠绕、缠绕角的正切值为：
r1 r 2 tg lc le1 le 2
πD
2r
1
a
D
s
7.3
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。
“标准线”是反映缠绕规律的基本线型。
第七章 缠绕成型工艺
（2）一个完整循环的切点数及分布规律 a、切点位置“时序相邻”和“位置相邻”的概念
课件
螺 旋 缠 绕 线 型
7.3.2
在极孔圆周上按时间顺序相继出现的两个切点称为时序相邻的两切
点。 时序相邻的切点的位臵只能有两种情况：
1）、两切点紧密排布，中间不能再加入其他切点，则 称为两切点“位臵相邻”。
第七章 缠绕成型工艺
（2）树脂体系 包括树脂及各种助剂、填料等。 常用的有：
课件
纤 维 缠 绕 制 品 的 优 点
7.1.2
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）。
选用要求：①工艺性好； ②断裂延伸率与纤维匹配； ③固化收缩率低并毒性小; ④来源广泛,价格低。 7.1.4 缠绕制品的应用范围 军工方面： 民用方面： 化工、石油、环保、建筑等领域的管道、贮罐等。 航空、航天、导弹（发动机壳体、高压容器、导弹发射筒 等）。
K值需要使K/n为最简真分数。
第七章 缠绕成型工艺
例： n＝8 由上述分析可知： K/n＝1/8，3/8，5/8，7/8
课件
螺 旋 缠 绕 线 型
7.3.2
在一个完整循环中，切点数不同，纤维缠绕的线型不同；如果在一个完整的 循环中，切点数相同而切点排布顺序不同，则线型也不相同；切点数相同，而 切点排布顺序也相同，导丝头往返一次芯模旋转的N值不同，线型也不相同。
1）时序相邻的两切点位臵也相邻。即在出现与初始切点位臵相邻的切点 以前，极孔上只有一个切点，这种缠绕线形称单切点线型。
2）在出现与起始切点位臵相邻的切点以前，极孔上已经出现了两个或两 个以上切点，即时序相邻切点位臵不相邻，这种缠绕线形称为多切点线型。
第七章 缠绕成型工艺
在极孔上的切点线型排布见图7-20，7-21。
作业： 1、什么是“标准线”缠绕？
2、在螺旋缠绕中什么是切点的“时序相邻”？什么是
“位置 相邻”？ 3、螺旋缠绕中，纤维均匀布满芯模的充要条件是什么？ 4、芯模转角θn的公式推导。
第七章 缠绕成型工艺
7.3.2.2 纤维缠绕芯模转角（即缠绕中心角）与线型的关系
课件
设完成一个n切点的完整循环缠绕，芯模转角为θ，导丝头每往返一次 芯模转角为θn，则：
第七章 缠绕成型工艺
7.3 缠绕规律
7.3.1 概述 7.3.1.1 缠绕规律的内容
课件
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。 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 满芯模表面。 （2）纤维在芯模表面位臵稳定，不打滑。 7.3.1.2 缠绕线型分类
课件
b i D cos
证明 ： 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， 由速比定义有：
缠 绕 规 律
7.3
1 i 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：
课件
b D nb n cos
=
b i cos
2）、两切点之间还可以加入其他切点，称此两切点位 臵不相邻。
第七章 缠绕成型工艺
b、单切点与多切点的概念
课件
完成一个完整循环缠绕，极孔圆周上只有一个切点的情况称单切点 缠绕。
螺 旋 缠 绕 线 型
7.3.2
完成一个完整循环缠绕，极孔圆周上有多个切点的情况称多切点缠 绕。
完成一个完整的循环缠绕有两种情况：
（N=0，1，2，· · ） ·· ··
其中Δθ是使位臵相邻的两切点，对应的纱片在筒身段错开一个纱片的距
n个切点： θn=（1/n+N）360°±Δθ/n
第七章 缠绕成型工艺
课件
但是，n≥3时各切点的排序与时间顺序不一定一致，如图7-21，例如θ3 有2个值：
θ3-1=（1/3+N）360°±Δθ/3
（比强度高的原因有四点 P160）;
（玻璃纤维用量可达80％）; （可实现机械化、自动化操作）。
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。 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 。
螺 旋 缠 绕 线 型
7.3.2
θn＝θ/n θn的推导： 单切点： 离。 两切点：一个完整循环导丝头往返2次才错过一个Δθ，导丝头往返一次时应错 开Δθ/2。则有： θ2=（1/2+N）360°±Δθ/2 三切点： θ3=（1/3+N）360°±Δθ/3 P173-174
θ1=（1+N）360°±Δθ
课件
M i0 S0 n
芯模转数与导丝头往返次数之比。 考虑到速比微调部分（即纱片宽度对应角度）的影响，实际转速比：
转 速 比
7.3.3
K i ( N) 360 n n 360
n

芯模转角微小增量△θ的计算：
b 360 cos D
b-纱片宽度；α-缠绕角。
螺 旋 缠 绕 线 型
7.3.2
θ3-2=（2/3+N）360°±Δθ/3 θ5有4个值： θ5-1=（1/5+N）360°±Δθ/5 θ5-2=（2/5+N）360°±Δθ/5 θ5-3=（3/5+N）360°±Δθ/5 θ5-4=（4/5+N）360°±Δθ/5
则对于θn有：
θn＝（K/n +N）360°±△θ/n
课件
螺 旋 缠 绕 线 型
7.3.2
3 3 2 1
1
2
4
单切点线型
双切点线型
图7-20 单切点与双切点排布图
第七章 缠绕成型工艺
1 1 5 4 3 1 1 2 4 2 3 3 2 3 3 2 4 1 2 4 1 3
课件
螺 旋 缠 绕 线 型
7.3.2
3
1
2 42
5
1 5
5
2
3
4
n=3
n=4
n=5
图7-21 多切点的排布图
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。