【摘要】：高速壓制技術(shù)憑借流程短、成本低和致密高的顯著特點推動了世界粉末冶金工業(yè)的快速發(fā)展。國外高速壓制設(shè)備價格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護不便等問題成為國內(nèi)高速壓制技術(shù)研究發(fā)展和普及的瓶頸,現(xiàn)有國內(nèi)的機械蓄能式高速壓制試驗機雖然較好滿足科研需要但仍然無法適應(yīng)工業(yè)化自動化生產(chǎn),為了進一步推動我國高速壓制技術(shù)的發(fā)展,研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的配套工業(yè)設(shè)備十分必要,而相應(yīng)的工業(yè)設(shè)備必須滿足兩個基本條件(1)壓制能量高,可以壓制大尺寸、大質(zhì)量的零件;(2)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化功能,生產(chǎn)效率高。因此本文在原有試驗機的基礎(chǔ)上研制工業(yè)原型機,增強機械蓄能式設(shè)備的實用性,更近一步貼近工業(yè)機生產(chǎn)原型。首先分析各種高速壓制設(shè)備和裝置的原理和特點,研究了機械蓄能式粉末高速壓制設(shè)備成形方法,闡述試驗機的工藝流程和工作原理,全面分析設(shè)備的優(yōu)點和缺點。針對現(xiàn)有機械蓄能式高速壓制試驗機存在的不足,探索提升儲能的方法,以3000 J能量為設(shè)計指標,提出采用組合碟片彈簧提升儲能方法。為了實現(xiàn)彈簧儲能的自動控制,提出采用液壓控制實現(xiàn)對彈簧儲能控制的方案,根據(jù)文獻闡述了機械蓄能式粉末高速壓制能量和壓制速度數(shù)學(xué)模型和彈簧等效質(zhì)量處理方法,在此基礎(chǔ)上,確定了工業(yè)原型機的設(shè)計方案,闡述了原型機的新壓制工藝流程。其次利用虛擬儀器軟件LabVIEW和液壓仿真軟件AMESim的接口,建立機液聯(lián)合仿真平臺。運用ADAMS、AMESim和LabVIEW建立了跨領(lǐng)域仿真環(huán)境的聯(lián)合仿真平臺。實現(xiàn)了仿真運行過程的交互控制和仿真結(jié)果的實時反饋。運用該平臺對原型機的能量控制虛擬樣機進行了機液聯(lián)合仿真分析。驗證彈簧選型的正確性以及液壓控制方案的可行性,進一步檢驗原型機整體設(shè)計方案的合理性。最后,按照設(shè)計方案成功制造了原型機并進行了高速壓制成形實驗研究。利用原型機對鐵粉開展壓制實驗的研究,設(shè)計能量控制驗證和行程控制驗證兩組實驗,利用光電傳感器計算彈簧儲能,與觸摸屏運行顯示結(jié)果相互驗證,實驗證明原型機有效達到設(shè)計指標,采用組合碟片彈簧提高儲能及液壓控制方案的設(shè)計方案是科學(xué)合理的,原型機具備較好的行程和能量自動控制能力,具有較好的粉末成形能力。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF37

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本文編號：2770205