王 强 孔德军 何 芳 陈孔军

（①济南大学机械工程学院，山东济南250022;②济南大学自动化与电气工程学院，山东济南 250022）

钢带缠绕预应力模具是一种高强度高刚度预应力模具，它采用钢带缠绕层替代传统年轮式预应力模具中的预紧环，通过控制钢带张力实现对模具的预紧。这种预应力模具适用于金属精密冷锻、超硬材料合成等高工作负载、高产品精度的成形工艺，可显著降低模具的应力水平，提高模具的强度与刚度，有助于提高产品精度，延长模具寿命［1－2］。预应力模具存在着工作和预紧两种状态，工作状态模具预紧力取决于模具的工作载荷和材料性能，并且决定着预紧状态模具预紧力的数值。在制造钢带缠绕预应力模具的过程中，影响预紧状态模具预紧力的主要因素有缠绕层数、缠绕张力、钢带及模具材料性能。当确定了钢带与模具材料以后，可变因素主要是缠绕层数与缠绕张力，通常，缠绕张力应为变张力，从内层向外层呈现逐渐减小的趋势［3－4］。因此，设计与实现缠绕张力曲线是制造钢带缠绕预应力模具的核心技术问题。

1 钢带缠绕预应力模具实验装置

1.1 结构与工作原理

为了开展钢带缠绕预应力模具相关实验研究，笔者自主设计并研制成功一套变张力钢带缠绕实验装置［5］。如图1所示，该实验装置由开卷机构、夹紧机构、张力检测机构、缠绕机构和电气控制系统等部分组成，主要技术参数见表1。工作原理:将缠绕张力分为定张……