金属材料挤压机结构与系统优化设计研究

【摘要】随着国民经济与科学技术的快速发展，金属材料挤压机已在机械、航空航天、船舶、军工等众多工业部门得到广泛的应用。本文以企业中需求的“XJ-2500T四柱卧式热挤压加工挤压机”为研究对象，在满足使用要求的前提下，更新与改造挤压机的结构与控制系统，减轻挤压机重量，用插装阀取代传统液压阀，使用人机界面提高挤压生产时的机械化、自动化和智能化程度。主要内容如下：（1）利用数值模拟系统对挤压机的挤压成形过程进行分析，以铝型材6063为例，利用DEFORM-3D软件研究穿孔和挤压工艺参数对挤压成形的影响，分析穿孔过程中穿孔速度对坯料温度、穿孔力的影响，最大穿孔力时穿孔深度与针筒比，以及挤压过程中坯料长度、挤压速度和摩擦系数对挤压力的影响，为今后金属挤压机穿孔分析、挤压成形以及结构和系统的优化研究提供依据。（2）运用力学相关知识对前横梁进行受力分析与载荷计算，在有限元分析软件ANSYS中对其进行静力学分析，输出应力、最大位移结果云图。在ANSYS中运用APDL语言建立参数化模型，以结构优化设计理论为基础对其进行优化分析，并对优化后的前横梁进行强度和刚度约束的验证，得出前横梁轻量化设计。（3）根据挤压机的工作原理，对各个运动机构进行控制研究，设计各运动机构的液压回路。分析挤压机各子系统及其之间的连接关系并通过串、并联方式搭建整体液压控制系统。最后对液压系统中的动力元件、阀类元件及辅助元件进行分析与设计。（4）以三菱FX2N的PLC为控制中心，利用GXDeveloper8.86软件，根据挤压机工作流程实现挤压机控制顺序的设计。设计相应控制系统功能模块及硬件系统，并对PLC相关部件进行选型。
【作者】刘晨思；
【导师】顾军；
【作者基本信息】苏州大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】金属材料挤压机；挤压成形；有限元分析；液压系统；PLC；

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