大型塑料制品旋塑成型装备及工艺关键问题研究
发布时间：2021-01-05 21:43
旋塑成型技术的出现使得高精度的大型塑料制品整体一次加工制造成为可能。旋塑成型又称滚塑成型,其成型原理主要包含四步工序：加料、加热、冷却和脱模。本文以新能源汽车全塑车身的精密制造为切入点,从烘箱式旋塑成型的传热模型、设备结构优化、模具创新加工制造技术、成型工艺智能控制等方面对旋塑成型装备及工艺的关键问题进行了研究。本文相关创新研究工作的应用实施对于完善旋塑成型理论体系,扩展旋塑成型技术的应用领域都具有重要的科学意义和现实意义。（1）本文首先根据大型烘箱式旋塑设备成型过程中的温度传递特征,创新性提出了旋塑成型多阶段、多方式的传热模型,建立了成型过程中四个重要阶段的热量（q）和温度（T）之间的参量关系,并探讨、获得了旋塑成型过程传热特性的影响因素。该项针对烘箱式旋塑成型的多阶段传热模型研究工作,填补了旋塑成型过程中热量传递与温升时间的理论计算空白。（2）以多阶段传热模型为基础,本文采用有限元分析方法,对旋塑设备的烘箱温度场、机械臂和模具架的受力特性进行了优化设计,提出了出风口加装导流叶片控制单元、烘箱-烘道集成一体化结构、机械臂结构强度优化设计方案、大型制品逆向工程虚拟设计等方案。并对现有设...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３旋塑一次成型整体全塑车身??
无论是采用锻侣或是铸侣工艺，两种工艺方法都需要完成：①模块ＣＮＣ加??工，②错工装配，⑤模腔打磨抛光，④焊接模架４大工序。对于尺寸精度要求??较高的旋塑模具，一般采用铸锅模，如图１－６所示。但旋塑铸造铅模加王流程极??为复杂：需要４大工序、１２个制作过程、２７道小工序、１０道检验过程，共计耗??时需６００－２０００个工时。??图１－６旋塑成型游艇铸铅模具??Ｆｉｇ．１－６?Ｙａｃｈｔ?ｃａｓｔ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｄｉｅ?ｏｆ?ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ?ｍｏｌｄｉｎｇ??传统的旋塑模具加工制造方法既不能满足高精度制品成型的需要，而且其加??工制造工艺复杂、成本高，因此，通过旋塑模具技术人员的不断摸索创新，近年??来出现了较多的ＣＮＣ钢板模具（图１－７）和薄铅板模具（图１－８）。关于泛类ＣＮＣ??薄壁金属类模具的成型方法，主要借鉴国内外己经和正在开展的金属板材数控点??压渐进成形技术ｔＷ。开展该领域研究的国家主要有日本、韩国、加拿大和意大??利ｆＷ，自１９９４年日本的松原茂夫初步提出了数控点压渐进成形法至今，也就??２０年的时间，该项技术便在全世界迅速发展ｔＷ。如韩国的研巧团队基于剪应力??在渐进成形板材变形中起的决定作用，研巧采用两次成形、螺旋进给方式进行加??工［＾。美国、日本及中国多家研究机构都使用有限元的方法对渐进成形中所存??在的独特的平面应变现象进行了数值计算ｔｗ
稳定保持这两项的时间是评价旋塑成型装备精度、模具结构设计是否合理、工艺??过程中成型效率的关键指标。一般描述上述旋塑成型工艺过程中参数的关系需借??助烘箱－模具温度曲线，如图２－１所示。??４００?；??３５０?？??￣、Ｈ??＾?３００?／?＼??經巧０?＊?＼广?．＊—＊■＂演質巧巧??度２００?；?Ｉ?－－－煤遙内巧??０????０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０?２２?２４?２６?２８?３０??的轉ｔ／ｍｉｎ??图２－１烘箱－模具理论温度曲线??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｏｖｅｎ－ｍｏｌｄ??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]助剂对滚塑专用茂金属聚乙烯树脂MPE6性能的影响[J]. 裴小静,张超,刘少成,徐素兰,张广明. 合成树脂及塑料. 2014(06)
[2]高温封闭环境下无线测温装置的工作性能的实验研究[J]. 张磊,秦柳,丁玉梅,虞华春,朱国才,杨卫民. 塑料工业. 2014(09)
[3]滚塑模具热传导数值分析与性能优化研究[J]. 高元元,周建忠,黄舒,朱涛. 机械设计与制造. 2014(09)
[4]滚塑工艺传热模型的研究进展[J]. 刘学军,贾丽亚. 中国塑料. 2014(06)
[5]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意. 汽车安全与节能学报. 2014(01)
[6]汽车塑化技术的发展现状和趋势(上)[J]. 杨有财,谈述战,刘毅,王德禧. 汽车与配件. 2013(36)
[7]大型塑料制品滚塑成型先进制造技术[J]. 秦柳,谢鹏程,焦志伟,丁玉梅,朱国才,杨卫民. 塑料. 2013(04)
[8]大型汽车水箱滚塑成型的变形分析[J]. 蒋晨,丁玉梅,谢鹏程,秦柳,朱国才,杨卫民. 塑料. 2013(03)
[9]滚塑成型技术及应用进展[J]. 国外塑料. 2013(05)
[10]滚塑成型技术的研究现状及其展望[J]. 张凯,夏天. 机械制造与自动化. 2013(01)
博士论文
[1]金属板料数控渐进成形技术成形极限与回弹控制研究[D]. 张旭.重庆大学 2010
[2]金属板材单点渐进成形数值模拟及机理研究[D]. 马琳伟.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]金属板料渐进成形的可成形性及数值模拟研究[D]. 陶龙.青岛理工大学 2012
[2]金属板材渐进成形关键理论研究[D]. 朱宁远.江西理工大学 2012
[3]复杂曲面数字化渐进成形轨迹生成与仿真[D]. 刘志军.沈阳航空航天大学 2011
[4]板料数字化渐进成形技术研究[D]. 韦红余.南京航空航天大学 2005
本文编号：2959349
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：156 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３旋塑一次成型整体全塑车身??
无论是采用锻侣或是铸侣工艺，两种工艺方法都需要完成：①模块ＣＮＣ加??工，②错工装配，⑤模腔打磨抛光，④焊接模架４大工序。对于尺寸精度要求??较高的旋塑模具，一般采用铸锅模，如图１－６所示。但旋塑铸造铅模加王流程极??为复杂：需要４大工序、１２个制作过程、２７道小工序、１０道检验过程，共计耗??时需６００－２０００个工时。??图１－６旋塑成型游艇铸铅模具??Ｆｉｇ．１－６?Ｙａｃｈｔ?ｃａｓｔ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ｄｉｅ?ｏｆ?ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ?ｍｏｌｄｉｎｇ??传统的旋塑模具加工制造方法既不能满足高精度制品成型的需要，而且其加??工制造工艺复杂、成本高，因此，通过旋塑模具技术人员的不断摸索创新，近年??来出现了较多的ＣＮＣ钢板模具（图１－７）和薄铅板模具（图１－８）。关于泛类ＣＮＣ??薄壁金属类模具的成型方法，主要借鉴国内外己经和正在开展的金属板材数控点??压渐进成形技术ｔＷ。开展该领域研究的国家主要有日本、韩国、加拿大和意大??利ｆＷ，自１９９４年日本的松原茂夫初步提出了数控点压渐进成形法至今，也就??２０年的时间，该项技术便在全世界迅速发展ｔＷ。如韩国的研巧团队基于剪应力??在渐进成形板材变形中起的决定作用，研巧采用两次成形、螺旋进给方式进行加??工［＾。美国、日本及中国多家研究机构都使用有限元的方法对渐进成形中所存??在的独特的平面应变现象进行了数值计算ｔｗ
稳定保持这两项的时间是评价旋塑成型装备精度、模具结构设计是否合理、工艺??过程中成型效率的关键指标。一般描述上述旋塑成型工艺过程中参数的关系需借??助烘箱－模具温度曲线，如图２－１所示。??４００?；??３５０?？??￣、Ｈ??＾?３００?／?＼??經巧０?＊?＼广?．＊—＊■＂演質巧巧??度２００?；?Ｉ?－－－煤遙内巧??０????０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０?２２?２４?２６?２８?３０??的轉ｔ／ｍｉｎ??图２－１烘箱－模具理论温度曲线??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｏｖｅｎ－ｍｏｌｄ??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]助剂对滚塑专用茂金属聚乙烯树脂MPE6性能的影响[J]. 裴小静,张超,刘少成,徐素兰,张广明. 合成树脂及塑料. 2014(06)
[2]高温封闭环境下无线测温装置的工作性能的实验研究[J]. 张磊,秦柳,丁玉梅,虞华春,朱国才,杨卫民. 塑料工业. 2014(09)
[3]滚塑模具热传导数值分析与性能优化研究[J]. 高元元,周建忠,黄舒,朱涛. 机械设计与制造. 2014(09)
[4]滚塑工艺传热模型的研究进展[J]. 刘学军,贾丽亚. 中国塑料. 2014(06)
[5]汽车轻量化技术的研究与进展[J]. 范子杰,桂良进,苏瑞意. 汽车安全与节能学报. 2014(01)
[6]汽车塑化技术的发展现状和趋势(上)[J]. 杨有财,谈述战,刘毅,王德禧. 汽车与配件. 2013(36)
[7]大型塑料制品滚塑成型先进制造技术[J]. 秦柳,谢鹏程,焦志伟,丁玉梅,朱国才,杨卫民. 塑料. 2013(04)
[8]大型汽车水箱滚塑成型的变形分析[J]. 蒋晨,丁玉梅,谢鹏程,秦柳,朱国才,杨卫民. 塑料. 2013(03)
[9]滚塑成型技术及应用进展[J]. 国外塑料. 2013(05)
[10]滚塑成型技术的研究现状及其展望[J]. 张凯,夏天. 机械制造与自动化. 2013(01)
博士论文
[1]金属板料数控渐进成形技术成形极限与回弹控制研究[D]. 张旭.重庆大学 2010
[2]金属板材单点渐进成形数值模拟及机理研究[D]. 马琳伟.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]金属板料渐进成形的可成形性及数值模拟研究[D]. 陶龙.青岛理工大学 2012
[2]金属板材渐进成形关键理论研究[D]. 朱宁远.江西理工大学 2012
[3]复杂曲面数字化渐进成形轨迹生成与仿真[D]. 刘志军.沈阳航空航天大学 2011
[4]板料数字化渐进成形技术研究[D]. 韦红余.南京航空航天大学 2005
本文编号：2959349
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