分段沉积/雕铣快速成形工艺中材料沉积装置研制及其技术集成

发布时间：2021-04-25 22:13

　　分段沉积/雕铣快速成形工艺是一种堆积成形与去除成形相结合的复合成形方法,同时具有堆积成形的柔性和传统加工的高精度,但目前国内还没有其他机构进行该工艺相关技术的研究。本文针对该工艺的特点,围绕研制开发实现工艺过程的一体化加工成形装置的关键问题和实际应用开展相关的研究。 本文分析了分段沉积/雕铣快速成形工艺中支撑材料和零件材料的特性,结合具体的工艺要求,提出了两种材料自动挤出和注射装置设计的总体方案,并进行了具体的设计和制造。支撑材料自动挤出装置由三部分组成——螺杆挤出系统、温度控制系统和步进电机及其驱动系统,核心部分是螺杆的设计;零件材料自动注射装置也由三部分组成——物料混合系统、物料输送系统和注射过程控制系统,核心部分是物料混合系统的设计计算和选用。 本文针对设计中遇到的难题（支撑材料的温度控制,零件材料的多组分混合、定比例射出,两种材料沉积量和沉积轨迹的精确控制等）,采用PWM功率控制、“电机—加料筒—螺杆”同轴结构、静态混合器、定容积比注射筒、专用气缸等方法予以很好的解决。对于装置中的其它功能部分也做了详细的分析对比,最终制造出适用于分段沉积/雕铣成形工艺的一体化装置,... 

【文章来源】：华侨大学福建省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
    1.1 快速成形技术
        1.1.1 快速成形技术及其基本特征
        1.1.2 快速成形技术的典型工艺方法
        1.1.3 快速成形技术的研究现状
        1.1.4 快速成形技术面临的难题
    1.2 分段沉积／雕铣快速成形工艺
        1.2.1 分段堆积成形
        1.2.2 国外的相关研究
        1.2.3 分段沉积／雕铣快速成形工艺原理和基本过程
        1.2.4 分段沉积／雕铣成形工艺特点
    1.3 国内外相关设备的研制情况
        1.3.1 SDM实验设备
        1.3.2 SDM实验设备存在的问题
    1.4 课题来源、目的与主要工作
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 研究目标
        1.4.3 主要工作
第二章 分段沉积／雕铣快速成形支撑材料挤出装置研制
    2.1 总体方案制定
        2.1.1 支撑材料特性分析
        2.1.2 工艺要求
        2.1.3 总体方案制定
    2.2 螺杆挤出系统
        2.2.1 挤压部件
        2.2.2 加料筒
        2.2.3 传动机构
        2.2.4 总体结构
    2.3 加热冷却系统
        2.3.1 加热冷却单元
        2.3.2 温度控制单元
    2.4 步进电机及其驱动系统
        2.4.1 步进电机
        2.4.2 驱动器
        2.4.3 计算机程序控制
    2.5 支撑材料挤出装置性能分析与测试
        2.5.1 熔体输送能力计算
        2.5.2 熔体输送能力测试
    2.6 本章小结
第三章 分段沉积／雕铣快速成形零件材料注射装置研制
    3.1 总体方案制定
        3.1.1 零件材料特性分析
        3.1.2 工艺要求
        3.1.3 总体方案制定
    3.2 物料混合系统
        3.2.1 静态混合器
        3.2.2 环氧树脂／铝粉搅拌压力罐
    3.3 物料输送系统
        3.3.1 系统总体方案
        3.3.2 系统工作步骤
        3.3.3 专用气缸
        3.3.4 定容积比注射筒
        3.3.5 固化剂和清洗剂压力罐
        3.3.6 阀类元件和管路
        3.3.7 初步压力测试
    3.4 注射过程控制系统
        3.4.1 控制电路
        3.4.2 计算机程序控制
    3.5 零件材料注射装置性能分析与测试
        3.5.1 环氧树脂／铝粉搅拌压力罐混合性能分析
        3.5.2 环氧树脂／铝粉混合效果测试
        3.5.3 静态混合器混合性能分析
        3.5.4 静态混合器混合效果测试
    3.6 本章小结
第四章 分段沉积／雕铣成形一体化装置技术集成与实际应用
    4.1 三维实体分段技术
        4.1.1 分段处理
        4.1.2 加工轨迹计算与NC代码生成
    4.2 工艺参数确定
        4.2.1 刀具选择
        4.2.2 材料匹配关系分析
    4.3 分段沉积／雕铣快速成形工艺加工实例
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 今后工作的展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]快速成形技术及其发展[J]. 黄放.  铸造设备研究. 2004(02)
[2]计算轮廓偏置的截距方程法[J]. 黄常标,江开勇.  组合机床与自动化加工技术. 2004(03)
[3]熔融沉积成形喷头挤出参数优化控制[J]. 肖棋,顾永华,江开勇.  中国机械工程. 2004(01)
[4]形状沉积制造及其应用[J]. 冯培锋,陈扼西,王仲仁.  制造技术与机床. 2003(07)
[5]快速成形技术发展的新趋势[J]. 颜永年.  计算机辅助设计与制造. 2002(03)
[6]基于STL文件格式的实体分割算法研究与实现[J]. 黎步松,周钢,王从军,黄树槐.  华中科技大学学报(自然科学版). 2002(03)
[7]快速原型技术及其在我国的发展[J]. 陈扼西.  集美大学学报(自然科学版). 2001(04)
[8]基于STL格式的实体分割[J]. 杨文涛,韩明,肖跃加,黄树槐.  中国机械工程. 2001(06)
[9]静态混合器简介及选用[J]. 郑四仙.  化工生产与技术. 2000(02)
[10]如何提高熔模铸造模料的使用寿命[J]. 马锦樱.  特种铸造及有色合金. 1999(06)



本文编号：3160184