CN111950109B - 一种切管夹具及其优化方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种切管夹具及其优化方法，该优化方法包括建立切管夹具的动力学模型；调整弧形轨道的模型参数，以计算卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力；调整管材的直径，以计算卡爪模型基于不同的模型参数对不同直径的管材的夹持力。通过上述方法，本申请能够使得在后续设计时，根据实际切管过程中对不同直径的管材所需的夹持力，选择相应的模型参数进行设计即可，而不需要因为管材直径的变化，使得设计过程中都需要对该模型参数进行一次计算，节省计算时间，缩短设计周期，从而提高切管夹具的设计效率。

Description

一种切管夹具及其优化方法

技术领域

本申请涉及管材加工领域，特别是涉及一种切管夹具及其优化方法。

背景技术

管材类型的材料切割需要对管材进行夹持，为了避免管材移动照成的切割加工的误差，固定其不产生移动是夹具存在的必要原因。对于大多工况下，管材的长度和直径都是变化的，其重量范围在0到几百千克，意味着夹具的夹持力不仅要由足够大的变化区间，而且还需要对同一直径不同长度的管材进行同步考虑，即在较小的夹持半径时，也能拥有更大的夹持力，用来固定更长的管材进行加工。目前主要的夹具设计通过杠杆原理，将气缸输出的恒定力放大到一定倍数，达到增大夹具夹持力的作用，现主流的设计有直线轨道型和弧形轨道型，就杠杆效果而言，弧形轨道的效果比直线型的效果更佳。但是弧线型轨道的一个典型的不足就是其曲率半径恒定无变化，这就导致设计时，管材直径发生变化时，夹持力不能同步变化以适应对应直径的管材。

发明内容

本申请主要是提供一种切管夹具及其优化方法，能够节省计算时间，缩短设计周期，从而提高切管夹具的设计效率。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种切管夹具的优化方法，所述优化方法包括：建立切管夹具的动力学模型，其中，所述动力学模型包括旋转板模型及卡爪模型，所述旋转板模型设有弧形轨道，所述卡爪模型与所述弧形轨道配合设置以在所述旋转板模型旋转时沿所述弧形轨道的引导方向移动，进而夹紧管材；调整所述弧形轨道的模型参数，以计算所述卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力；调整所述管材的直径，以计算所述卡爪模型基于所述不同的模型参数对不同直径的管材的夹持力。

其中，所述模型参数包括曲率半径，所述调整所述弧形轨道的模型参数，以计算所述卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力的步骤包括：在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力。

其中，所述在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力的步骤之后还包括：在预设范围内以非线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第二夹持力，其中，所述非线性变化率Δr＝a(F_max-F_min)³+b(F_max-F_min)²+c(F_max-F_min)¹，所述F_max及所述F_min分别为在所述预设范围内所述第一夹持力的最大值及最小值，所述a、b及c为可调系数。

其中，所述在预设范围内以非线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第二夹持力的步骤之后还包括：根据所述非先线性变化率制定所述曲率半径在所述预设范围内的变化螺旋线；根据所述第二夹持力及所述变化螺旋线计算所述卡爪模型对同一直径的管材的敏感度，其中，所述敏感度F_i为所述第二夹持力，A为所述变化螺旋线的回转角，P_i为所述管材的直径，K_i为所述非线性变化率。

其中，所述模型参数还包括摩擦因子，所述调整所述弧形轨道的模型参数，以计算所述卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力的步骤包括：调整所述弧形轨道的摩擦因子，以计算所述卡爪模型基于不同的摩擦因子在同一曲率半径时对同一直径的管材的第一夹持力；在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径分别在不同的摩擦因子时在对同一直径的管材的第一夹持力。

其中，所述在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力的步骤之前包括：根据所述卡爪模型夹紧同一直径的管材时的路径长度及所述旋转板模型的旋转角度计算所述同一直径的管材对应的所述弧形轨道的长度；所述在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力的步骤包括：在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，且所述弧形轨道的长度保持不变，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力。

其中，所述调整所述弧形轨道的模型参数，以计算所述卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力的步骤之前还包括：根据所述管材的最大预设直径及最小预设直径计算所述曲率半径的调整范围。

其中，所述根据所述管材的最大预设直径及最小预设直径计算所述曲率半径的调整范围包括：根据所述管材的最大预设直径及最小预设直径相对应的弧形轨道的长度计算最大曲率半径及最小曲率半径。

其中，所述调整所述弧形轨道的模型参数，以计算所述卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力的步骤之前还包括：调整所述切管夹具的动力学模型的工况参数，以计算所述卡爪模型基于同一模型参数在不同工况时对同一直径的管材的夹持力。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种切管夹具，所述切管夹具包括旋转板及卡爪，所述旋转板设有弧形轨道，所述卡爪分别与所述弧形轨道配合设置以在所述旋转板旋转时沿所述弧形轨道的引导方向移动，进而夹紧管材，其中，所述旋转板及卡爪通过上述的优化方法制备而成。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的优化方法通过调整弧形轨道的模型参数，以计算卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力；调整管材的直径，以计算卡爪模型基于不同的模型参数对不同直径的管材的夹持力的方法，使得在后续设计时，根据实际切管过程中对不同直径的管材所需的夹持力，选择相应的模型参数进行设计即可，而不需要因为管材直径的变化，使得设计过程中都需要对该模型参数进行一次计算，节省计算时间，缩短设计周期，从而提高切管夹具的设计效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的切管夹具的优化方法第一实施例的具体流程示意图；

图2是图1中步骤S12的具体流程示意图；

图3是图1中步骤S12另一实施方式的具体流程示意图；

图4是图1中步骤S12在又一实施例中的具体流程示意图；

图5是本申请提供的切管夹具的优化方法第二实施例的具体流程示意图；

图6是本申请提供的切管夹具的优化方法第三实施例的具体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的切管夹具的优化方法第一实施例的具体流程示意图，本实施例中的优化方法包括：

S11：建立切管夹具的动力学模型；

其中，切管夹具的动力学模型包括旋转板模型及卡爪模型，旋转板模型设有两个弧形轨道，卡爪模型与弧形轨道配合设置以在旋转板模型旋转时沿弧形轨道的引导方向彼此靠近，进而夹紧管材，在一实施例中，弧形轨道的数量为两个，两个弧形轨道相对于旋转板模型的旋转中心呈中心对称设置，卡爪模型的数量也为两个，两个卡爪模型分别与两个弧形轨道配合设置，基于上述描述，在实际切管过程中，弧形轨道的曲率半径对卡爪夹紧管材时产生的夹持力有很大影响，不同的曲率半径会导致卡爪夹紧管材时的夹持方向不同，也即产生的夹持力的角度不同，从而影响夹持力的大小，因此，本实施例中的优化方法主要是针对弧形轨道不同的曲率半径对卡爪产生的夹持力的优化分析，在上述的建模过程中，可将包括弧形轨道的曲率半径的模型参数作为可变参数，而将旋转板模型中对夹持力没有影响或影响较小的其他结构参数作为不可变参数，比如环境温度、湿度、材质等。

其中，上述的动力学模型可利用多体样机仿真软件(ADAMS)完成，该动力学模型包括约束模型和动态力驱动模型；约束模型属于只添加约束，不添加任何的载荷，只是计算其模型的正确性，是否有过约束的情况，动态力驱动模型是添加了外部载荷，更符合实际的切管夹具的运行工况，在实际建模过程中，为了减少工作量，可去除实体夹具中对优化分析没有影响的一些结构，比如倒角、直径较小的圆孔、螺栓孔等。

可以理解的，上述切管夹具的动力学模型还包括切管夹具的其他模型，比如驱动旋转板模型转动的驱动机构、管材模型等。

S12：调整弧形轨道的模型参数，以计算卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力；

具体的，该模型参数包括上述的曲率半径，在预设范围内以线性变化率的方式调整弧形轨道的曲率半径，以计算卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力，比如在上述建模过程中，以预设范围内的最小值或最大值作为起始值，然后在该步骤S12中以一固定值逐渐增大或逐渐减小的方式调整弧形轨道的曲率半径，并通过上述的动力学模型计算卡爪模型基于每一次调整后的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力。

其中，上述的调整过程，可通过曲线插值的方法绘制不断调整的弧形轨道，常用的插值类型包括多项式插值，高斯插值和圆弧插值等；对于普通的面或体，通常使用多项式插值；对于具有接触关系的曲面，通常使用高斯插值；对于需要光滑过渡到另一个曲面，通常使用圆弧插值；在本实施例中，主要采用高斯插值。

其中，上述的预设范围可通过人为设定，也可以通过历史计算记录里面所记录的曲率半径的最大值及最小值作为预设范围内的最大值和最小值。

可选的，上述的固定值为18～22mm，比如18mm、20mm或22mm。

S13：调整管材的直径，以计算卡爪模型基于不同的模型参数对不同直径的管材的夹持力。

具体的，调整管材的直径，并通过步骤S12中的方法计算卡爪模型基于不同的曲率半径对每一个直径的管材的第一夹持力。

其中，管材直径的调整通过人为设定的方法进行调整，人为设定的依据可根据实际切管过程中常用的管材直径，也可以根据管材中比较常见的直径，管材直径的调整也可以根据历史计算记录里所记录的管材直径进行调整。

参阅图2，图2是图1中步骤S12的具体流程示意图，在本实施例中，该步骤S12可具体包括：

S12a：根据卡爪模型夹紧同一直径的管材时的路径长度及旋转板模型的旋转角度计算同一直径的管材对应的弧形轨道的长度。

其中，上述的路径长度为卡爪模型从未夹持状态到夹紧状态的过程中，卡爪模型移动的距离。

S12b：在预设范围内以线性变化率的方式调整弧形轨道的曲率半径，以计算卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力。

具体的，在预设范围内以线性变化率的方式调整弧形轨道的曲率半径，且弧形轨道的长度保持不变，以计算卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力，该步骤S12b中关于曲率调整的描述可参阅上述实施例中步骤S12中的具体描述。

本实施例中的优化方法通过以线性变化率的方式调整弧形轨道的曲率半径并调整管材的直径，计算卡爪模型基于不同的曲率半径对不同直径的管材的夹持力，以使得在后续设计时，根据实际切管过程中对不同直径的管材所需的夹持力，选择相应的曲率半径进行设计即可，而不需要因为管材直径的变化，使得设计过程中都需要对曲率半径进行一次计算，节省计算时间，缩短设计周期，从而提高切管夹具的设计效率。

参阅图3，图3是图1中步骤S12另一实施方式的具体流程示意图，在该另一实施方式中，步骤S12可具体包括：

S121：在预设范围内以线性变化率的方式调整弧形轨道的曲率半径，以计算卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力；

该步骤S121与上述实施例中步骤S12相同，在此不再赘述。

S122：在预设范围内以非线性变化率的方式调整弧形轨道的曲率半径，以计算卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第二夹持力；

具体的，在建模过程中，以预设范围内的最小值或最大值作为起始值，然后在该步骤S122中以非线性的方式逐渐增大或逐渐减小弧形轨道的曲率半径，并通过上述的动力学模型计算卡爪模型基于每一次调整后的曲率半径对同一直径的管材的第二夹持力。

其中，非线性变化率Δr＝a(F_max-F_min)³+b(F_max-F_min)²+c(F_max-F_min)¹，F_max及F_min分别为在预设范围内第一夹持力的最大值及最小值，也即通过步骤S121中计算得来的第一夹持力的最大值和最小值，a、b及c为可调系数，通过a、b及c的不同值得出不同的变化率，从而使得变化率呈非线性，该a、b及c的值可通过高斯函数计算得来，也可以通过人为设定方式进行设置。

S123：根据非线性变化率制定曲率半径在预设范围内的变化螺旋线；

具体的，通过在建模过程中，以预设范围内的最小值或最大值作为起始值，然后通过调整a、b、c的值得出不同的变化率，根据该不同的变化率调整弧形轨道的曲率半径，从而使得调整过程中的曲率半径在图表中以螺旋线的状态呈现。

S124：根据第二夹持力及变化螺旋线计算卡爪模型对同一直径的管材的敏感度。

其中，该敏感度F_i为步骤S122中计算得来的第二夹持力，A为步骤S123中变化螺旋线的回转角，P_i为管材的直径，K_i为步骤S122中的非线性变化率。

在该另一实施方式中，通过以非线性变化率的方式调整弧形轨道的曲率半径并调整管材的直径，计算卡爪模型基于不同的曲率半径对不同直径的管材的夹持力，并通过该夹持力计算在卡爪模型基于该夹持力对不同直径的管材的敏感度，以使得在后续设计时，根据实际切管过程中对不同直径的管材所需的夹持力及敏感度的综合考量，选择相应的曲率半径进行设计即可，在节省计算时间、缩短设计周期、提高切管夹具的设计效率的同时，提高曲率半径选择的准确性，进而提高切管夹具设计的合理性。

参阅图4，图4是图1中步骤S12在又一实施例中的具体流程示意图，在该又一实施例中，上述实施例中的步骤S12中的模型参数还包括摩擦因子，步骤S12可具体包括：

S121a：调整弧形轨道的摩擦因子，以计算卡爪模型基于不同的摩擦因子在同一曲率半径时对同一直径的管材的第一夹持力；

具体的，通过上述步骤S11中的描述可知，在实际切管过程中，弧形轨道与卡爪配合的部位之间所产生的摩擦力同样对卡爪夹紧管材时产生的夹持力有很大影响，不同的摩擦力会影响旋转板转动过程中卡爪移动速度的快慢，从而影响所产生的夹持力的波动大小，因此，在该又一实施例中，通过调整弧形轨道的摩擦因子，使得卡爪模型产生的第一夹持力同时基于弧形轨道的摩擦因子及曲率半径计算而来。

其中，该摩擦因子可通过人为设定方式进行设置，该摩擦因子与旋转板及卡爪的粗糙度相对应。

S121b：在预设范围内以线性变化率的方式调整弧形轨道的曲率半径，以计算卡爪模型基于不同的曲率半径分别在不同的摩擦因子时对同一直径的管材的第一夹持力。

具体点，在预设范围内以线性变化率的方式调整弧形轨道的曲率半径，并在调整至每一曲率半径时，执行步骤S121a中的内容。

可以理解的，在该又一实施例中，同样可如上述另一实施例中以非线性变化率的方式调整曲率半径，从而计算得出第二夹持力及敏感度，两者原理相同，区别仅在于调整曲率半径的过程中需要调整摩擦因子，因此，在此不再赘述。

在该又一实施方式中，在调整曲率半径的过程中，同时调整摩擦因子，以使得卡爪模型产生的夹持力同时基于弧形轨道的摩擦因子及曲率半径计算而来，从而使得在后续设计时，根据实际切管过程中对不同直径的管材所需的夹持力，选择相应的曲率半径及摩擦因子进行设计即可，在节省计算时间、缩短设计周期、提高切管夹具的设计效率的同时，使得切管夹具的设计更符合实际的切管需求。

参阅图5，图5是本申请提供的切管夹具的优化方法第二实施例的具体流程示意图，本实施例中的步骤S21、S23及S24分别与上述第一实施例中的步骤S11、S12及S13相同，在此不在赘述，本实施例中的优化方法还包括：

S22：根据管材的最大预设直径及最小预设直径计算曲率半径的调整范围。

具体的，通过上述第一实施例中的步骤S12a分别计算管材的最大预设直径及最小预设直径时弧形轨道的长度，并根据管材的最大预设直径及最小预设直径相对应的弧形轨道的长度计算最大曲率半径及最小曲率半径，以作为曲率半径的调整范围内的最大曲率半径及最小曲率半径。

其中，管材的最大预设及最小预设直径可通过人为设置，也可以通过在历史计算记录里查找管材的最大直径及最小直径。

参阅图6，图6是本申请提供的切管夹具的优化方法第三实施例的流程示意图，本实施例中步骤S31、S33及S34分别与上述第一实施例中的步骤S11、S12及S13相同，在此不在赘述，本实施例中的优化方法还包括：

S32：调整切管夹具的动力学模型的工况参数，以计算卡爪模型基于同一模型参数在不同工况时对同一直径的管材的夹持力。

具体的，通过上述的动力学模型计算不同工况时，卡爪模型基于同一曲率半径对同一直径的管材的夹持力，然后在步骤S33中调整弧形轨道的曲率半径时，通过动力学模型计算卡爪模型基于每一次调整后的曲率半径在不同工况时对同一直径的管材的夹持力。

本申请还提供了一种切管夹具，该切管夹具包括动力学包括旋转板及卡爪，旋转板设有弧形轨道，弧形轨道相对于旋转板的旋转中心呈中心对称，卡爪分别与弧形轨道配合设置以在旋转板旋转时沿弧形轨道的引导方向彼此靠近，进而夹紧管材。

其中，上述的旋转板及卡爪通过上述任一实施例中的优化方法制备而成，也即当需要制备切管夹具时，根据实际切管过程中对相应直径的管材所需的夹持力，选择相应的曲率半径，从而设计出所需的旋转板模型及卡爪模型，进而通过旋转板模型及卡爪模型制备出所需的旋转板及卡爪，提高了切管夹具的设计效率。

区别于现有技术的情况，本申请提供的优化方法通过调整弧形轨道的模型参数，以计算卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力；调整管材的直径，以计算卡爪模型基于不同的模型参数对不同直径的管材的夹持力的方法，使得在后续设计时，根据实际切管过程中对不同直径的管材所需的夹持力，选择相应的模型参数进行设计即可，而不需要因为管材直径的变化，使得设计过程中都需要对该模型参数进行一次计算，节省计算时间，缩短设计周期，从而提高切管夹具的设计效率。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种切管夹具的优化方法，其特征在于，所述优化方法包括：

建立切管夹具的动力学模型，其中，所述动力学模型包括旋转板模型及卡爪模型，所述旋转板模型设有弧形轨道，所述卡爪模型与所述弧形轨道配合设置以在所述旋转板模型旋转时沿所述弧形轨道的引导方向移动，进而夹紧管材；

调整所述弧形轨道的模型参数，以计算所述卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力，其中，所述模型参数包括曲率半径，在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力；

所述在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力的步骤之后还包括：

在预设范围内以非线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第二夹持力；

所述在预设范围内以非线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第二夹持力的步骤之后还包括：

根据所述非线性变化率制定所述曲率半径在所述预设范围内的变化螺旋线；

根据所述第二夹持力及所述变化螺旋线计算所述卡爪模型对同一直径的管材的敏感度；

调整所述管材的直径，以计算所述卡爪模型基于所述不同的模型参数对不同直径的管材的夹持力。

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述非线性变化率，所述F_max及所述F_min分别为在所述预设范围内所述第一夹持力的最大值及最小值，所述a、b及c为可调系数。

3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述敏感度ΔE=，F_i为所述第二夹持力，A为所述变化螺旋线的回转角，P_i为所述管材的直径，K_i为所述非线性变化率。

4.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述模型参数还包括摩擦因子，所述调整所述弧形轨道的模型参数，以计算所述卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力的步骤包括：

调整所述弧形轨道的摩擦因子，以计算所述卡爪模型基于不同的摩擦因子在同一曲率半径时对同一直径的管材的第一夹持力；

在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径分别在不同的摩擦因子时在对同一直径的管材的第一夹持力。

5.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力的步骤之前包括：

根据所述卡爪模型夹紧同一直径的管材时的路径长度及所述旋转板模型的旋转角度计算所述同一直径的管材对应的所述弧形轨道的长度；

所述在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力的步骤包括：

在预设范围内以线性变化率的方式调整所述弧形轨道的曲率半径，且所述弧形轨道的长度保持不变，以计算所述卡爪模型基于不同的曲率半径对同一直径的管材的第一夹持力。

6.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述调整所述弧形轨道的模型参数，以计算所述卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力的步骤之前还包括：

根据所述管材的最大预设直径及最小预设直径计算所述曲率半径的调整范围。

7.根据权利要求6所述的优化方法，其特征在于，所述根据所述管材的最大预设直径及最小预设直径计算所述曲率半径的调整范围包括：

根据所述管材的最大预设直径及最小预设直径相对应的弧形轨道的长度计算最大曲率半径及最小曲率半径。

8.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述调整所述弧形轨道的模型参数，以计算所述卡爪模型基于不同的模型参数对同一直径的管材的夹持力的步骤之前还包括：

调整所述切管夹具的动力学模型的工况参数，以计算两个卡爪模型基于同一模型参数在不同工况时对同一直径的管材的夹持力。

9.一种切管夹具，其特征在于，所述切管夹具包括旋转板及卡爪，所述旋转板设有弧形轨道，所述卡爪与所述弧形轨道配合设置以在所述旋转板旋转时沿所述弧形轨道的引导方向移动，进而夹紧管材，其中，所述旋转板及卡爪通过权利要求1~8中任一项所述的优化方法制备而成。