共享單車依靠其“低碳出行”的生活理念在近年來取得了快速的發(fā)展,意味著自行車生產企業(yè)迎來了更多的機遇和挑戰(zhàn)。隨著市場對自行車鋁合金零件的形狀和質量要求越來越高,傳統(tǒng)鍛造方法已經無法適應其需求,而液態(tài)模鍛技術作為一門新興工藝,依靠其產品質量優(yōu)良、節(jié)約能源、鑄造成本低等優(yōu)點,越來越受到相關行業(yè)的關注。目前我國液態(tài)模鍛裝備控制系統(tǒng)設計研究方面與發(fā)達國家還存在較大的差距,所以對液態(tài)模鍛裝備控制系統(tǒng)的研究具有重要的現實意義。本文在對液態(tài)模鍛工藝與機構原理分析的基礎上,設計了一套自行車鋁合金零件液態(tài)模鍛原型機以及裝備控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)滿足液態(tài)模鍛生產過程中的壓力、溫度控制要求,為液態(tài)模鍛設備領域的科研工作提供借鑒和思路。本文主要研究內容如下:(1)分析傳統(tǒng)鍛造方法制作鋁合金零件的局限性,提出了基于液態(tài)模鍛工藝的裝備控制系統(tǒng)設計方案。根據系統(tǒng)需求和液態(tài)模鍛成形過程,將系統(tǒng)總體分為三個部分:機械結構與液壓機構、擠壓過程壓力控制系統(tǒng)以及模具預熱溫度控制系統(tǒng)。(2)根據鋁合金零件生產要求,結合液態(tài)模鍛工藝,設計了液態(tài)模鍛原型機,在舊式沖床上完成了設備機械結構的改造,并根據各油缸的技術要求,完成了原型機液壓系統(tǒng)的設計。最后,根據液壓系統(tǒng)的組成結構,完成了基于PLC控制器的電氣控制系統(tǒng)設計。(3)分析了油缸的擠壓過程、壓力控制要求以及壓力控制流程,提出了油缸擠壓過程中的兩段式壓力控制方案,并在此基礎上設計了電液比例壓力閉環(huán)控制系統(tǒng),通過PID控制方法實現了擠壓過程中壓力切換的穩(wěn)定控制。試驗表明,系統(tǒng)能夠完成油缸的順序動作與壓力控制要求。(4)根據模具預熱過程和溫度控制要求,提出了以通斷調功法控制周期內加熱時間的溫度控制方案。采用位置式PID控制方法實現了模具溫度的穩(wěn)定控制,并在此基礎上提出了Bang-Bang+積分分離位置式PID復合控制方法,在滿足精度要求的條件下,達到最大化減少總體加熱時間的目的。試驗表明,系統(tǒng)能夠完成模具預熱溫度控制要求。
【學位單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U484
【部分圖文】：

杭州電子科技大學碩士學位論文象，將鋁合金零件的生產過程作為研究環(huán)節(jié)，以工藝參設計一套自行車鋁合金零件專用液態(tài)模鍛裝備控制系統(tǒng)藝參數的控制要求及試驗條件，并能在此基礎上進行相態(tài)模鍛工藝生產過程中操作的盲目性、提高鑄件質量、滿備領域的科研工作提供借鑒和思路。鍛生產工藝簡介鍛工藝流程是將一定量的液態(tài)金屬直接注入模具型腔，進行合模操充型流動，并在壓力的作用下擠壓成形并壓實，最后獲。液態(tài)模鍛作為一種新興工藝，結合了鑄造技術和熱模鍛簡單、生產成本低、成形精度高、力學性能好等優(yōu)點[1工藝流程如圖 1.1 所示，分為金屬融化、金屬液澆注、

設備的研究因其能生產高性能鑄件在近年來獲得了高速的發(fā)展工藝的載體，對推廣液態(tài)模鍛工藝和發(fā)揮其優(yōu)勢起各國投產的液態(tài)模鍛設備大約有一千臺，遠遠不及壓鍛設備主要分布在美國、日本、歐洲等發(fā)達國家，外進口，自主研發(fā)的設備數量很少[23]。最早開始開展液態(tài)模鍛技術研究的國家之一，其技的前沿。在 20 世紀 80 年代，日本的宇部公司就成鑄造機，如圖 1.3 所示。該系列擠壓鑄造設備的生程技術控制模鍛過程，并實現工藝參數的精確控制自動化生產。宇部公司目前研發(fā)出的設備最大合于國內大多數液態(tài)模鍛設備。截至目前，宇部公司已。日本豐田公司目前已經使用 14 臺 VSC 系列液態(tài)年的高檔汽車鋁輪生產量達到 400 萬支，并已經在

杭州電子科技大學碩士學位論文的需求理念正朝著降低油耗、減少污染等方面越來越強烈，減輕汽車自重、降低油耗成了各這也使得汽車產業(yè)對鋁合金的需求量不斷的加量化的節(jié)奏會越來越快，鋁合金液態(tài)模鍛技術件最合適的方式之一。利用液態(tài)模鍛工藝生產汽車轉向節(jié)、車架等，已經廣泛應用于美國、車制造企業(yè)中[41]。國內許多知名品牌的汽車公汽車結構件，隨著鋁合金零部件的需求逐年增的重視。如圖 1.4 所示為采用液態(tài)模鍛工藝生
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