自动铺丝技术同时具有纤维缠绕工艺和自动铺带技术的优点,在航空、航天等高科技领域以及民用工业都有广阔的应用市场。目前国外的一些科研机构和大型企业对自动铺丝技术的研究已经比较成熟,但是由于他们对中国的技术封锁,可以参考的技术资料很少,这就需要我们在这个领域做大量的工作。自动铺丝技术是材料技术、机械设备技术、计算机CAD／CAM技术、数字制造技术等的综合,本课题主要是对该技术的基础理论和部分关键技术进行了研究。本文做的主要工作如下：1.对自动铺丝工艺中的一个重要步骤——线型规划进行了研究。自动铺丝线型规划是以构件的性能要求为前提,根据加工特性和材料工艺属性,生成满足使用要求的纤维丝束排布方式,用以控制铺放过程中铺放头的运动路径及位置姿态,最终要保证纤维丝束可以均匀地、不褶皱地覆盖整个铺层。首先研究了芯模结构设计的准则；然后分析了铺层设计,主要针对整体铺层规划过程中的一些原则进行了分析；最后研究了现有的四种线型规划方法：等距平移法、与某参考线成固定角度法、等距螺旋法和给定纤维方向法。2.以90°弯管为研究对象,对其进行铺丝线型规划。该弯管为可解析构件,根据等距平移法进行线型规划。将该弯管分为中间的圆环段和两端的圆柱段进行分析。对于初始铺丝路径线的设计,分别选用圆环面上的测地线和圆柱面上的非测地线。获得初始路径线之后,对其进行等距平移,使路径线铺覆满整个芯模表面,之后进行了铺层规划。3.设计了一个可以同时铺放四根纤维丝束的铺丝头,包括丝束导向、夹紧、重送、剪切、加热、集合以及施压等七个功能模块。夹紧模块由一个气缸驱动夹紧块将丝束压紧在垫板上,完成夹紧动作。重送模块由重送轴和压辊构成,其中该轴由伺服电机经齿轮传动机构驱动,并且保持一直旋转；压辊装在一个摆杆上,由气缸驱动。重送模块中还包括辅助吹冷风机构。剪切模块主要有一个由气缸驱动的超声波切割刀构成。加热模块选用红外加热管。施压模块设计了一个由双联气缸作为缓冲的不可变形压辊和一个可以适应芯模表面轮廓变化的可变形压辊。4.使用ANSYS软件对铺丝头中的一个重要零件——重送轴进行了有限元分析,以确保结构设计的可靠性。