论文部分内容阅读
随着我国粉末冶金工业的快速发展，粉末冶金制品形状越来越复杂，精度越来越高，这就对粉末冶金成形设备提出了更高的要求。本文的研究目的是为粉末冶金成形压机设计一套结构合理，具备成形高精度粉末冶金制品能力的模架，并通过有限元分析工具对设计出来的模架的静特性和模态进行研究，校核模架的强度、刚度以及振动特性，验证设计的合理性。
本文首先分析了国内外粉末成形模架的基本现状以及典型模架的技术特点。在此基础上设计了一套与粉末冶金精密成形压机相匹配的环形油缸驱动的粉末成形模架。环形油缸驱动的粉末成形模架由模冲、模冲连接座、模板、模板驱动杆、环形油缸、阴模、导柱等组成。模冲经模冲压圈和模冲连接座与模板相连，由模板带动。模冲可以采用闭环控制，对每个模冲的速度、位移以及压力进行闭环控制，提高运动精度和压制质量。每个环形驱动杆分别与相应的下模板相连接，以驱动相应的下模板。多个环形油缸轴线相重合，按直径由小到大，由里到外依次套装，且油缸壁通过螺栓固定在模架底座上。两层上模板分别由设备的上缸和滑块的内置油缸驱动。装粉时各模冲的运动，能够使粉末重排，合理安排各个压制面的粉末量；压制时协调各模冲运动，可以保证压制时密度分布的均一性；脱模时合理安排模冲的脱模顺序，可以有效防止脱模后压制品在压制力消失后回弹产生裂缝。该模架可成形复杂形状的零件，是精密粉末成形设备的重要组成部分。
环形油缸驱动的粉末压制成形模架已申请国家发明专利一项，专利申请号为200510100470.6。
进行机械设计时，需要对所设计的机械结构进行静特性分析，从而了解机械结构中的各零件能否满足强度和刚度的要求。在本文的研究工作中，改变传统的机械结构分析方法，利用先进的有限元方法校核所设计的粉末成形模架的强度和刚度，以验证设计的准确性和合理性。
机械结构的动态特性也是设计中需要考虑的一个重要方面。为了获得模架结构的振动特性，防止其动力作用下的振动失效，本文利用有限元分析工具对环形油缸驱动的粉末成形模架的模态进行了研究，计算出了粉末成形模架的1-10阶模态，验证了模架的振动特性是否符合生产的要求。