自動鋪帶頭結構設計及其超聲切割技術研究.pdf

1、由于復合材料與傳統(tǒng)材料相比具有比模量高、比強度高、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)點，所以在航空航天中應用越來越廣泛。自動鋪帶是一種重要的復合材料成型方法，自動鋪帶設備是自動鋪帶成型的關鍵設備。其中，自動鋪帶頭作為自動鋪帶成型過程中的執(zhí)行部件，是自動鋪帶設備中最為關鍵的部件，可以實現(xiàn)預浸帶的切割、輸送、壓實、張力控制等功能。我國關于自動鋪帶技術及其設備的開發(fā)尚處于起步階段，因此對自動鋪帶頭及其關鍵技術的研究對促進復合材料在我國航天航空領域的應用具有重

2、要的意義。
　　首先，針對大型圓柱回轉體類復合材料構件成型用的專用自動鋪帶頭，進行了功能分析。確定了自動鋪帶頭需要實現(xiàn)的基本功能有：壓實功能、切斷功能、加熱功能、輸帶功能等功能。
　　其次，對每種功能提出了多種實現(xiàn)方案，并進行了對比分析，確定了自動鋪帶頭的總體集成實現(xiàn)方案。依據功能分析方案，對能夠鋪放75mm寬預浸帶的自動鋪帶頭進行了詳細的結構設計和分析。分別完成了自動鋪帶頭中壓實、超聲切割、輸帶、加熱等系統(tǒng)的結構設計和選型

3、。并且根據自動鋪帶頭中各個氣動執(zhí)行元件的動作需求，完成了自動鋪帶頭的氣動回路設計。
　　然后，針對自動鋪放頭中最重要的超聲切割部件，設計了可開展超聲切割的實驗平臺。并以實驗室現(xiàn)有的三坐標工作臺為基礎，搭建實現(xiàn)了該系統(tǒng)。該實驗平臺主要由超聲振動機構、超聲切割機構、預浸帶固定機構及工作臺組成。
　　最后，利用搭建好的超聲切割實驗平臺，通過一系列的對比實驗，研究了超聲切割中切割功率、切割速度、切割壓力、切割深度、預浸帶張力等工藝參