彎管鋪絲基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、自動鋪絲技術(shù)同時具有纖維纏繞工藝和自動鋪帶技術(shù)的優(yōu)點，在航空、航天等高科技領(lǐng)域以及民用工業(yè)都有廣闊的應用市場。目前國外的一些科研機構(gòu)和大型企業(yè)對自動鋪絲技術(shù)的研究已經(jīng)比較成熟，但是由于他們對中國的技術(shù)封鎖，可以參考的技術(shù)資料很少，這就需要我們在這個領(lǐng)域做大量的工作。
　　 自動鋪絲技術(shù)是材料技術(shù)、機械設(shè)備技術(shù)、計算機CAD/CAM技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)等的綜合，本課題主要是對該技術(shù)的基礎(chǔ)理論和部分關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。本文做的主要工作

2、如下:
　　 1.對自動鋪絲工藝中的一個重要步驟——線型規(guī)劃進行了研究。自動鋪絲線型規(guī)劃是以構(gòu)件的性能要求為前提，根據(jù)加工特性和材料工藝屬性，生成滿足使用要求的纖維絲束排布方式，用以控制鋪放過程中鋪放頭的運動路徑及位置姿態(tài)，最終要保證纖維絲束可以均勻地、不褶皺地覆蓋整個鋪層。首先研究了芯模結(jié)構(gòu)設(shè)計的準則;然后分析了鋪層設(shè)計，主要針對整體鋪層規(guī)劃過程中的一些原則進行了分析;最后研究了現(xiàn)有的四種線型規(guī)劃方法:等距平移法、與某參考線成

3、固定角度法、等距螺旋法和給定纖維方向法。
　　 2.以90°彎管為研究對象，對其進行鋪絲線型規(guī)劃。該彎管為可解析構(gòu)件，根據(jù)等距平移法進行線型規(guī)劃。將該彎管分為中間的圓環(huán)段和兩端的圓柱段進行分析。對于初始鋪絲路徑線的設(shè)計，分別選用圓環(huán)面上的測地線和圓柱面上的非測地線。獲得初始路徑線之后，對其進行等距平移，使路徑線鋪覆滿整個芯模表面，之后進行了鋪層規(guī)劃。
　　 3.設(shè)計了一個可以同時鋪放四根纖維絲束的鋪絲頭，包括絲束導向、夾

4、緊、重送、剪切、加熱、集合以及施壓等七個功能模塊。夾緊模塊由一個氣缸驅(qū)動夾緊塊將絲束壓緊在墊板上，完成夾緊動作。重送模塊由重送軸和壓輥構(gòu)成，其中該軸由伺服電機經(jīng)齒輪傳動機構(gòu)驅(qū)動，并且保持一直旋轉(zhuǎn);壓輥裝在一個擺桿上，由氣缸驅(qū)動。重送模塊中還包括輔助吹冷風機構(gòu)。剪切模塊主要有一個由氣缸驅(qū)動的超聲波切割刀構(gòu)成。加熱模塊選用紅外加熱管。施壓模塊設(shè)計了一個由雙聯(lián)氣缸作為緩沖的不可變形壓輥和一個可以適應芯模表面輪廓變化的可變形壓輥。