机械蓄能式粉末高速压制工业原型机的研究

发布时间：2020-07-25 18:36

【摘要】：高速压制技术凭借流程短、成本低和致密高的显著特点推动了世界粉末冶金工业的快速发展。国外高速压制设备价格昂贵、结构复杂、维护不便等问题成为国内高速压制技术研究发展和普及的瓶颈,现有国内的机械蓄能式高速压制试验机虽然较好满足科研需要但仍然无法适应工业化自动化生产,为了进一步推动我国高速压制技术的发展,研发具有自主知识产权的配套工业设备十分必要,而相应的工业设备必须满足两个基本条件(1)压制能量高,可以压制大尺寸、大质量的零件;(2)能够实现自动化功能,生产效率高。因此本文在原有试验机的基础上研制工业原型机,增强机械蓄能式设备的实用性,更近一步贴近工业机生产原型。首先分析各种高速压制设备和装置的原理和特点,研究了机械蓄能式粉末高速压制设备成形方法,阐述试验机的工艺流程和工作原理,全面分析设备的优点和缺点。针对现有机械蓄能式高速压制试验机存在的不足,探索提升储能的方法,以3000 J能量为设计指标,提出采用组合碟片弹簧提升储能方法。为了实现弹簧储能的自动控制,提出采用液压控制实现对弹簧储能控制的方案,根据文献阐述了机械蓄能式粉末高速压制能量和压制速度数学模型和弹簧等效质量处理方法,在此基础上,确定了工业原型机的设计方案,阐述了原型机的新压制工艺流程。其次利用虚拟仪器软件LabVIEW和液压仿真软件AMESim的接口,建立机液联合仿真平台。运用ADAMS、AMESim和LabVIEW建立了跨领域仿真环境的联合仿真平台。实现了仿真运行过程的交互控制和仿真结果的实时反馈。运用该平台对原型机的能量控制虚拟样机进行了机液联合仿真分析。验证弹簧选型的正确性以及液压控制方案的可行性,进一步检验原型机整体设计方案的合理性。最后,按照设计方案成功制造了原型机并进行了高速压制成形实验研究。利用原型机对铁粉开展压制实验的研究,设计能量控制验证和行程控制验证两组实验,利用光电传感器计算弹簧储能,与触摸屏运行显示结果相互验证,实验证明原型机有效达到设计指标,采用组合碟片弹簧提高储能及液压控制方案的设计方案是科学合理的,原型机具备较好的行程和能量自动控制能力,具有较好的粉末成形能力。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF37

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本文编号：2770205