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挤压铸造是一种具有高压凝固和塑性变形同时存在、金属利用率高等特点的金属加工工艺。经过多年的发展,我国在挤压铸造工艺研究方面取得了较大进步,但是由于技术、资金等多方面的原因,国内的挤压铸造机的性能远远落后于国外水平。
本文分析了现阶段挤压铸造工艺的不足,根据多向挤压铸造工艺要求,在参考已有设备的设计经验基础上,针对通用液压机的结构特点,确定630吨多向挤压铸造机整体结构设计方案,包括机架连接方式及侧缸支撑座与下横梁的连接方式,并模拟整体机架的振动情况。
首先,对主液压缸进行尺寸设计,并进行强度校核,分析校核结果,利用ANSYS中的优化模块进行尺寸优化,通过分析结构确定最佳设计方案,以降低制造成本;其次,根据新工艺要求对下横梁进行设计,模拟三种不同工况下的受力状态,找到应力和形变分布的危险部位,通过改变焊接钢板的布局,分散垂直挤压力对顶出缸安装处附近钢板的影响;最后,在ANSYS中采用Lanczos法分析其固有频率,并计算工作频率,通过对比确定该设备工作时不会引起共振,并根据各阶频率和振型分析动态特性。
论文通过合理简化边界条件,建立有限元模型,得到大量的有限元分析结果,从而验证主液压缸、下横梁设计的合理性和可行性并对其结构进行改进,并将分析结果应用到实际生产中。根据改进后的方案,已生产出适用于新工艺要求的630吨多向挤压铸造机,扩大了挤压铸造工艺的使用范围,也为以后对其它型号的多向挤压铸造机的整体结构设计、改进和制造提供可靠的依据。