彎管鋪絲基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、自動(dòng)鋪絲技術(shù)同時(shí)具有纖維纏繞工藝和自動(dòng)鋪帶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，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(yīng)用市場(chǎng)。目前國(guó)外的一些科研機(jī)構(gòu)和大型企業(yè)對(duì)自動(dòng)鋪絲技術(shù)的研究已經(jīng)比較成熟，但是由于他們對(duì)中國(guó)的技術(shù)封鎖，可以參考的技術(shù)資料很少，這就需要我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域做大量的工作。
　　 自動(dòng)鋪絲技術(shù)是材料技術(shù)、機(jī)械設(shè)備技術(shù)、計(jì)算機(jī)CAD/CAM技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)等的綜合，本課題主要是對(duì)該技術(shù)的基礎(chǔ)理論和部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。本文做的主要工作

2、如下:
　　 1.對(duì)自動(dòng)鋪絲工藝中的一個(gè)重要步驟——線型規(guī)劃進(jìn)行了研究。自動(dòng)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(guò)程中鋪放頭的運(yùn)動(dòng)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(gè)鋪層。首先研究了芯模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則;然后分析了鋪層設(shè)計(jì)，主要針對(duì)整體鋪層規(guī)劃過(guò)程中的一些原則進(jìn)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(duì)象，對(duì)其進(jìn)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(jìn)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(jìn)行分析。對(duì)于初始鋪絲路徑線的設(shè)計(jì)，分別選用圓環(huán)面上的測(cè)地線和圓柱面上的非測(cè)地線。獲得初始路徑線之后，對(duì)其進(jìn)行等距平移，使路徑線鋪覆滿整個(gè)芯模表面，之后進(jìn)行了鋪層規(guī)劃。
　　 3.設(shè)計(jì)了一個(gè)可以同時(shí)鋪放四根纖維絲束的鋪絲頭，包括絲束導(dǎo)向、夾

4、緊、重送、剪切、加熱、集合以及施壓等七個(gè)功能模塊。夾緊模塊由一個(gè)氣缸驅(qū)動(dòng)夾緊塊將絲束壓緊在墊板上，完成夾緊動(dòng)作。重送模塊由重送軸和壓輥構(gòu)成，其中該軸由伺服電機(jī)經(jīng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，并且保持一直旋轉(zhuǎn);壓輥裝在一個(gè)擺桿上，由氣缸驅(qū)動(dòng)。重送模塊中還包括輔助吹冷風(fēng)機(jī)構(gòu)。剪切模塊主要有一個(gè)由氣缸驅(qū)動(dòng)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(jì)了一個(gè)由雙聯(lián)氣缸作為緩沖的不可變形壓輥和一個(gè)可以適應(yīng)芯模表面輪廓變化的可變形壓輥。