基于电磁感应的刀柄热装装置的研制
发布时间：2021-03-18 18:08
在科学技术高速发展的今天,能源的消耗十分巨大,环境的污染也较为严重,这样的现状是不利于人类世界的可持续发展的。中国正在大力推行节能环保,落实和加强淘汰落后高耗能高污染企业的力度,倡导节约、绿色的生产方式和消费方式,力推节能环保技术的研究与应用。本课题意在研制一种基于电磁感应的刀柄热装装置（国外又称为热缩机）,用于高速加工系统的热装刀柄的换刀过程。本文首先通过对《INTERNATIONAL ENERGY OUTLOOK 2017》报告的分析引出既节能又环保电磁感应加热系统,并结合高效的高速加工工具系统,指出了研究本课题的必要性和意义。再根据刀柄热装装置的加热原理和实际需求,提出了本装置的整体硬件方案,包括三相整流电路、电源管理电路、显示与操作电路、控制与逆变电路、线圈与负载电路五个部分。然后分析了三相整流电路、控制与逆变电路、线圈与负载电路三部分主工作电路,确定了硬件控制电路的控制策略。接着将硬件控制电路分为单片机最小系统;电源管理模块;按键显示模块;逆变电路;基于IR2213的驱动和保护电路五个模块,并对每个模块的原理进行了说明。之后介绍了软件设计中的初始化模块、按键与显示模块、脉冲宽...
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界能源消耗趋势
图 1.2 能源生产来源分布及趋势电磁感应加热是一种将金属置于交变的磁场中，利用电磁感应原理，在金属表面感应出交变电流（称为涡流），利用涡流引起金属的自身发热来实现加热的一种技术[3]。电磁感应加热主要应用在金属加工前的预热、热处理和焊接等场合[4]。传统的加热方式，例如：煤、油、气等接触式的加热，主要依靠的是热传导的方式，受环境影响大，而且效率低、不易控制[5]。电磁感应加热技术加热效率高、环境污染也小、可控性好并且容易实现生产自动化，是一种非接触式的加热方式[6]，现如今，电磁感应加热设备已成为机械加工、冶金、铸锻等领域不可或缺的一部分，而且已经进入到人们的日常生活之中，例如电水壶，电磁炉等。电磁感应加热系统的基本组成包括感应线圈、交流电源和被加热工件[4]，其框图如图 1.3 所示。工频交流电经过感应加热电源之后变成中高频的交流电，然后供给感应线圈，使得线圈中产生交变的磁场，基于电磁感应原理，置于交
中国计量大学硕士学位论文刀柄热装装置将填补国内机械加工刀柄热装装置的空白，极大推进我国高速精密加工技术的发展。现在国际市场较多应用的是德国翰默公司、德国戴博公司、日本恩司迪刀柄热缩机和日本丰精工数控刀柄热缩机，如图 1.5 所示。不可否认的是国外的刀柄热装装置在技术层面和刀具刀柄材料方面均很先进，但相应的，价格昂贵，并且仅适用于配套的热装刀柄，对于国内市场而言，各个厂家的热装刀柄都有差异，不能很好地与国外的刀柄热缩机相契合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控高速切削加工技术在机械制造中的应用[J]. 凌魁. 科技创新与应用. 2017(17)
[2]基于电磁感应加热高强钢管热弯曲成形的研究[J]. 丁玉鑫,邢忠文,雷呈喜,杨洪亮. 热加工工艺. 2017(07)
[3]刀具在航空壳体高速切削中的影响研究[J]. 石晓飞. 新技术新工艺. 2016(12)
[4]电磁感应器加热技术的应用与研究[J]. 胡焌豪. 科技创新导报. 2016(28)
[5]1200V碳化硅MOSFET与硅IGBT器件特性对比性研究[J]. 李磊,宁圃奇,温旭辉,张栋. 电源学报. 2016(04)
[6]各种表面处理与高频感应加热的复合处理[J]. 深沢剑吾,彭惠民. 国外机车车辆工艺. 2016(04)
[7]现代模具制造的高速加工技术[J]. 张辉. 时代农机. 2016(06)
[8]矩形横截面导体内衰减振荡电流脉冲的趋肤效应[J]. 潘龙,陶定峰,何闻,顾邦平. 浙江大学学报(工学版). 2016(04)
[9]高速切削加工技术在数控机床中的研究[J]. 贺智敏. 通讯世界. 2016(02)
[10]EMA感应模压淬回火工艺改进[J]. Wilfried Goy,曾惠芝,王世成. 汽车工艺师. 2015(08)
硕士论文
[1]Ti6A14V的高速切削加工的有限元分析及摩擦模型的研究[D]. 史方.昆明理工大学 2017
[2]工具系统接口联接刚度的研究[D]. 王洋.江苏大学 2017
[3]直流输电线路故障精确模拟技术研究[D]. 张冰.华北电力大学 2017
[4]高速夹头的结构优化及其应用技术研究[D]. 陶德飞.江苏大学 2016
[5]基于STM32的医用控温毯控制系统的设计[D]. 张贵杰.大连理工大学 2015
[6]电磁感应加热控制电路的设计与实现[D]. 邓艳波.电子科技大学 2015
[7]基于同频同相输出解耦控制的感应加热电源组研究与设计[D]. 梁靖.电子科技大学 2013
[8]小功率逆变式感应加热电源[D]. 路萍.吉林大学 2012
[9]串联型IGBT感应加热电源的控制技术研究[D]. 齐海润.华北电力大学 2011
[10]用于水加热装置的高频感应加热电源设计[D]. 孙琪.西安理工大学 2010
本文编号：3088705
【文章来源】：中国计量大学浙江省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
世界能源消耗趋势
图 1.2 能源生产来源分布及趋势电磁感应加热是一种将金属置于交变的磁场中，利用电磁感应原理，在金属表面感应出交变电流（称为涡流），利用涡流引起金属的自身发热来实现加热的一种技术[3]。电磁感应加热主要应用在金属加工前的预热、热处理和焊接等场合[4]。传统的加热方式，例如：煤、油、气等接触式的加热，主要依靠的是热传导的方式，受环境影响大，而且效率低、不易控制[5]。电磁感应加热技术加热效率高、环境污染也小、可控性好并且容易实现生产自动化，是一种非接触式的加热方式[6]，现如今，电磁感应加热设备已成为机械加工、冶金、铸锻等领域不可或缺的一部分，而且已经进入到人们的日常生活之中，例如电水壶，电磁炉等。电磁感应加热系统的基本组成包括感应线圈、交流电源和被加热工件[4]，其框图如图 1.3 所示。工频交流电经过感应加热电源之后变成中高频的交流电，然后供给感应线圈，使得线圈中产生交变的磁场，基于电磁感应原理，置于交
中国计量大学硕士学位论文刀柄热装装置将填补国内机械加工刀柄热装装置的空白，极大推进我国高速精密加工技术的发展。现在国际市场较多应用的是德国翰默公司、德国戴博公司、日本恩司迪刀柄热缩机和日本丰精工数控刀柄热缩机，如图 1.5 所示。不可否认的是国外的刀柄热装装置在技术层面和刀具刀柄材料方面均很先进，但相应的，价格昂贵，并且仅适用于配套的热装刀柄，对于国内市场而言，各个厂家的热装刀柄都有差异，不能很好地与国外的刀柄热缩机相契合。
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控高速切削加工技术在机械制造中的应用[J]. 凌魁. 科技创新与应用. 2017(17)
[2]基于电磁感应加热高强钢管热弯曲成形的研究[J]. 丁玉鑫,邢忠文,雷呈喜,杨洪亮. 热加工工艺. 2017(07)
[3]刀具在航空壳体高速切削中的影响研究[J]. 石晓飞. 新技术新工艺. 2016(12)
[4]电磁感应器加热技术的应用与研究[J]. 胡焌豪. 科技创新导报. 2016(28)
[5]1200V碳化硅MOSFET与硅IGBT器件特性对比性研究[J]. 李磊,宁圃奇,温旭辉,张栋. 电源学报. 2016(04)
[6]各种表面处理与高频感应加热的复合处理[J]. 深沢剑吾,彭惠民. 国外机车车辆工艺. 2016(04)
[7]现代模具制造的高速加工技术[J]. 张辉. 时代农机. 2016(06)
[8]矩形横截面导体内衰减振荡电流脉冲的趋肤效应[J]. 潘龙,陶定峰,何闻,顾邦平. 浙江大学学报(工学版). 2016(04)
[9]高速切削加工技术在数控机床中的研究[J]. 贺智敏. 通讯世界. 2016(02)
[10]EMA感应模压淬回火工艺改进[J]. Wilfried Goy,曾惠芝,王世成. 汽车工艺师. 2015(08)
硕士论文
[1]Ti6A14V的高速切削加工的有限元分析及摩擦模型的研究[D]. 史方.昆明理工大学 2017
[2]工具系统接口联接刚度的研究[D]. 王洋.江苏大学 2017
[3]直流输电线路故障精确模拟技术研究[D]. 张冰.华北电力大学 2017
[4]高速夹头的结构优化及其应用技术研究[D]. 陶德飞.江苏大学 2016
[5]基于STM32的医用控温毯控制系统的设计[D]. 张贵杰.大连理工大学 2015
[6]电磁感应加热控制电路的设计与实现[D]. 邓艳波.电子科技大学 2015
[7]基于同频同相输出解耦控制的感应加热电源组研究与设计[D]. 梁靖.电子科技大学 2013
[8]小功率逆变式感应加热电源[D]. 路萍.吉林大学 2012
[9]串联型IGBT感应加热电源的控制技术研究[D]. 齐海润.华北电力大学 2011
[10]用于水加热装置的高频感应加热电源设计[D]. 孙琪.西安理工大学 2010
本文编号：3088705
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