自動鋪帶頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其超聲切割技術(shù)研究.pdf

1、由于復(fù)合材料與傳統(tǒng)材料相比具有比模量高、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)點(diǎn)，所以在航空航天中應(yīng)用越來越廣泛。自動鋪帶是一種重要的復(fù)合材料成型方法，自動鋪帶設(shè)備是自動鋪帶成型的關(guān)鍵設(shè)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(shè)備中最為關(guān)鍵的部件，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)浸帶的切割、輸送、壓實(shí)、張力控制等功能。我國關(guān)于自動鋪帶技術(shù)及其設(shè)備的開發(fā)尚處于起步階段，因此對自動鋪帶頭及其關(guān)鍵技術(shù)的研究對促進(jìn)復(fù)合材料在我國航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用具有重

2、要的意義。
　　首先，針對大型圓柱回轉(zhuǎn)體類復(fù)合材料構(gòu)件成型用的專用自動鋪帶頭，進(jìn)行了功能分析。確定了自動鋪帶頭需要實(shí)現(xiàn)的基本功能有：壓實(shí)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(shí)現(xiàn)方案，并進(jìn)行了對比分析，確定了自動鋪帶頭的總體集成實(shí)現(xiàn)方案。依據(jù)功能分析方案，對能夠鋪放75mm寬預(yù)浸帶的自動鋪帶頭進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析。分別完成了自動鋪帶頭中壓實(shí)、超聲切割、輸帶、加熱等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選型

3、。并且根據(jù)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(shè)計(jì)。
　　然后，針對自動鋪放頭中最重要的超聲切割部件，設(shè)計(jì)了可開展超聲切割的實(shí)驗(yàn)平臺。并以實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的三坐標(biāo)工作臺為基礎(chǔ)，搭建實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)。該實(shí)驗(yàn)平臺主要由超聲振動機(jī)構(gòu)、超聲切割機(jī)構(gòu)、預(yù)浸帶固定機(jī)構(gòu)及工作臺組成。
　　最后，利用搭建好的超聲切割實(shí)驗(yàn)平臺，通過一系列的對比實(shí)驗(yàn)，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(yù)浸帶張力等工藝參