分段沉积/雕铣快速成形工艺中材料沉积装置研制及其技术集成

分段沉积/雕铣快速成形工艺中材料沉积装置研制及其技术集成

论文摘要

分段沉积/雕铣快速成形工艺是一种堆积成形与去除成形相结合的复合成形方法,同时具有堆积成形的柔性和传统加工的高精度,但目前国内还没有其他机构进行该工艺相关技术的研究。本文针对该工艺的特点,围绕研制开发实现工艺过程的一体化加工成形装置的关键问题和实际应用开展相关的研究。 本文分析了分段沉积/雕铣快速成形工艺中支撑材料和零件材料的特性,结合具体的工艺要求,提出了两种材料自动挤出和注射装置设计的总体方案,并进行了具体的设计和制造。支撑材料自动挤出装置由三部分组成——螺杆挤出系统、温度控制系统和步进电机及其驱动系统,核心部分是螺杆的设计;零件材料自动注射装置也由三部分组成——物料混合系统、物料输送系统和注射过程控制系统,核心部分是物料混合系统的设计计算和选用。 本文针对设计中遇到的难题(支撑材料的温度控制,零件材料的多组分混合、定比例射出,两种材料沉积量和沉积轨迹的精确控制等),采用PWM功率控制、“电机—加料筒—螺杆”同轴结构、静态混合器、定容积比注射筒、专用气缸等方法予以很好的解决。对于装置中的其它功能部分也做了详细的分析对比,最终制造出适用于分段沉积/雕铣成形工艺的一体化装置,并对其核心功能模块进行了理论分析和实验验证。 另外,本文对于分段沉积/雕铣快速成形工艺实际应用中相关的三维CAD模型实体分段处理、加工轨迹计算和NC代码生成、刀具选择、材料匹配关系及其工艺参数优化等方面做了详细的分析与技术集成。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 绪论
  • 1.1 快速成形技术
  • 1.1.1 快速成形技术及其基本特征
  • 1.1.2 快速成形技术的典型工艺方法
  • 1.1.3 快速成形技术的研究现状
  • 1.1.4 快速成形技术面临的难题
  • 1.2 分段沉积/雕铣快速成形工艺
  • 1.2.1 分段堆积成形
  • 1.2.2 国外的相关研究
  • 1.2.3 分段沉积/雕铣快速成形工艺原理和基本过程
  • 1.2.4 分段沉积/雕铣成形工艺特点
  • 1.3 国内外相关设备的研制情况
  • 1.3.1 SDM实验设备
  • 1.3.2 SDM实验设备存在的问题
  • 1.4 课题来源、目的与主要工作
  • 1.4.1 课题来源
  • 1.4.2 研究目标
  • 1.4.3 主要工作
  • 第二章 分段沉积/雕铣快速成形支撑材料挤出装置研制
  • 2.1 总体方案制定
  • 2.1.1 支撑材料特性分析
  • 2.1.2 工艺要求
  • 2.1.3 总体方案制定
  • 2.2 螺杆挤出系统
  • 2.2.1 挤压部件
  • 2.2.2 加料筒
  • 2.2.3 传动机构
  • 2.2.4 总体结构
  • 2.3 加热冷却系统
  • 2.3.1 加热冷却单元
  • 2.3.2 温度控制单元
  • 2.4 步进电机及其驱动系统
  • 2.4.1 步进电机
  • 2.4.2 驱动器
  • 2.4.3 计算机程序控制
  • 2.5 支撑材料挤出装置性能分析与测试
  • 2.5.1 熔体输送能力计算
  • 2.5.2 熔体输送能力测试
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 分段沉积/雕铣快速成形零件材料注射装置研制
  • 3.1 总体方案制定
  • 3.1.1 零件材料特性分析
  • 3.1.2 工艺要求
  • 3.1.3 总体方案制定
  • 3.2 物料混合系统
  • 3.2.1 静态混合器
  • 3.2.2 环氧树脂/铝粉搅拌压力罐
  • 3.3 物料输送系统
  • 3.3.1 系统总体方案
  • 3.3.2 系统工作步骤
  • 3.3.3 专用气缸
  • 3.3.4 定容积比注射筒
  • 3.3.5 固化剂和清洗剂压力罐
  • 3.3.6 阀类元件和管路
  • 3.3.7 初步压力测试
  • 3.4 注射过程控制系统
  • 3.4.1 控制电路
  • 3.4.2 计算机程序控制
  • 3.5 零件材料注射装置性能分析与测试
  • 3.5.1 环氧树脂/铝粉搅拌压力罐混合性能分析
  • 3.5.2 环氧树脂/铝粉混合效果测试
  • 3.5.3 静态混合器混合性能分析
  • 3.5.4 静态混合器混合效果测试
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 分段沉积/雕铣成形一体化装置技术集成与实际应用
  • 4.1 三维实体分段技术
  • 4.1.1 分段处理
  • 4.1.2 加工轨迹计算与NC代码生成
  • 4.2 工艺参数确定
  • 4.2.1 刀具选择
  • 4.2.2 材料匹配关系分析
  • 4.3 分段沉积/雕铣快速成形工艺加工实例
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 全文总结
  • 5.2 今后工作的展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间发表的论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].焊接快速成形技术的研究现状与发展趋势[J]. 轻工科技 2018(03)
    • [2].基于机器人的焊接快速成形技术[J]. 焊接 2014(10)
    • [3].焊接快速成形技术的发展现状及思考[J]. 西安石油大学学报(自然科学版) 2018(02)
    • [4].一种用于快速成形设备的分离型定量送粉装置[J]. 机械工程与自动化 2018(05)
    • [5].面曝光快速成形过固化深度试验研究[J]. 机电一体化 2016(09)
    • [6].一种用于快速成形设备的“跳跃”式铺粉装置[J]. 机械研究与应用 2012(02)
    • [7].焊接快速成形金属零件的残余应力与变形[J]. 焊接技术 2011(01)
    • [8].快速成形技术[J]. 航空制造技术 2011(09)
    • [9].快速成形技术及其应用[J]. 航空制造技术 2011(09)
    • [10].第五届全国快速成形与制造学术会议在西安召开[J]. 电加工与模具 2011(03)
    • [11].快速成形技术在骨科中的临床应用[J]. 中国卫生产业 2011(01)
    • [12].正交试验法对熔融挤压快速成形工艺参数的优化[J]. 机电工程技术 2010(03)
    • [13].第五届全国快速成形与快速制造学术会议征文通知[J]. 电加工与模具 2010(05)
    • [14].快速成形技术的应用与发展[J]. 机械研究与应用 2009(02)
    • [15].焊接快速成形技术的研究现状与发展趋势[J]. 中国表面工程 2009(03)
    • [16].快速成形技术原理及应用实例[J]. 湖南工业职业技术学院学报 2009(03)
    • [17].基于三维焊接熔覆的快速成形技术及其系统的发展[J]. 焊接技术 2009(07)
    • [18].快速成形技术及其发展趋势[J]. 制造业自动化 2009(10)
    • [19].快速成形技术在机械类专业设计教学中的应用[J]. 中国现代教育装备 2009(09)
    • [20].快速成形技术及其在产品快速开发中的应用[J]. 机械制造与自动化 2008(02)
    • [21].生物医用多孔钛及钛合金激光快速成形研究进展[J]. 材料导报 2016(07)
    • [22].激光快速成形在金属材料中的应用研究[J]. 航空制造技术 2016(12)
    • [23].面曝光快速成形系统制作工艺参数的优化研究[J]. 机械科学与技术 2015(02)
    • [24].快速成形技术在航空发动机传动机匣上的应用[J]. 航空制造技术 2015(12)
    • [25].基于逆向工程的连杆快速成形设计[J]. 小型内燃机与摩托车 2011(02)
    • [26].面曝光快速成形技术的变形[J]. 纺织高校基础科学学报 2011(04)
    • [27].激光快速成形送粉器的控制系统设计[J]. 机电产品开发与创新 2010(02)
    • [28].用于面曝光快速成形系统的光照度测量系统研究[J]. 光电技术应用 2010(03)
    • [29].面曝光快速成形关键技术及研究现状[J]. 机械设计与研究 2009(02)
    • [30].应用快速成形技术制作上颌埋伏牙个体化牵引装置[J]. 中国实用口腔科杂志 2008(08)

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

    分段沉积/雕铣快速成形工艺中材料沉积装置研制及其技术集成
    下载Doc文档

    猜你喜欢