覃敏+梁志剛

摘 要：壓鑄機(jī)作為一種重要的工業(yè)機(jī)械加工設(shè)備，在提升機(jī)械加工的精確度以及工作時(shí)效等方面發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，為了進(jìn)一步發(fā)揮壓鑄機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，確保機(jī)械生產(chǎn)加工活動(dòng)的有序開展。文章以頭板設(shè)計(jì)有限元分析作為研究對(duì)象，在相關(guān)理論原則的指導(dǎo)下，對(duì)壓鑄機(jī)頭板設(shè)計(jì)的剛度、強(qiáng)度等基本參數(shù)進(jìn)行梳理優(yōu)化，為后續(xù)工作的開展提供了必要的參考，以期充分發(fā)揮壓鑄機(jī)的性能優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)我國工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的健康高速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：壓鑄機(jī) ；頭板設(shè)計(jì) ；有限元分析 ；剛度強(qiáng)度

前言

壓鑄機(jī)頭板設(shè)計(jì)過程中，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真模擬技術(shù)的框架下，采取有限元分析的方式，使得技術(shù)人員能夠在規(guī)劃階段，發(fā)現(xiàn)壓鑄機(jī)頭板設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中存在的不足，從而采取必要的彌補(bǔ)手段，進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化[1]。有限元分析在壓鑄機(jī)頭板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，對(duì)于提升頭板設(shè)計(jì)工作效率，減少設(shè)計(jì)加工誤差的出現(xiàn)，以及縮短產(chǎn)品試制周期，控制了投入成本，對(duì)于我國工業(yè)生產(chǎn)以及機(jī)械加工活動(dòng)的現(xiàn)代化進(jìn)程有著十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1.壓鑄機(jī)頭板結(jié)構(gòu)建模分析

從實(shí)際情況來看，在對(duì)壓鑄機(jī)頭板結(jié)構(gòu)進(jìn)行幾何建模的過程中，需要對(duì)加工零件進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化處理，由于零件表面的細(xì)小紋理特征對(duì)于零件加工工作的影響程度較低，因而在進(jìn)行建模活動(dòng)之中，可以進(jìn)行忽略。在進(jìn)行頭板結(jié)構(gòu)建模的過程中，只需要選擇基本元素進(jìn)行有限元幾何模型的構(gòu)建，通過這種操作既可以提升有限元建?；顒?dòng)的有效性，又能夠降低建模工作的困難程度，對(duì)于頭板設(shè)計(jì)工作而言有著十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。例如2000kN壓鑄機(jī)其頭板材質(zhì)一般使用QT500-7材質(zhì)，這種材質(zhì)的屈服強(qiáng)度為320MPa[2]。為了保證頭板屈服強(qiáng)度滿足實(shí)際加工操作的需求，采用4種頭板設(shè)計(jì)方案，通過對(duì)頭板內(nèi)部哥林柱空位置以及數(shù)量的修訂，得到兩種優(yōu)化方案，如下圖所示：

正是通過對(duì)壓鑄機(jī)頭板結(jié)構(gòu)的幾何建模，工作人員才能夠?qū)υO(shè)計(jì)方案中存在的不足以及結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行科學(xué)分析，通過設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化以及調(diào)整，使得頭板結(jié)構(gòu)內(nèi)部各主要技術(shù)參數(shù)更加符合機(jī)械零部件加工工作的客觀要求。

2. 板設(shè)計(jì)在壓鑄機(jī)有限元分析

2.1頭板邊界條件設(shè)置

在進(jìn)行頭板尺寸確定的過程中，可以使用ANSYS軟件對(duì)頭板三維模型進(jìn)行有限元網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)置，例如設(shè)置節(jié)點(diǎn)的數(shù)量可以控制在9600000，而單元數(shù)則應(yīng)為66500002，通過對(duì)模型主要節(jié)點(diǎn)以及單元的設(shè)置，使得邊界設(shè)置工作具有一定的針對(duì)性[3]。同時(shí)根據(jù)頭板疲勞實(shí)際情況來分析，頭板凸臺(tái)為頭板的薄弱區(qū)域，使用壽命較短，因此在進(jìn)行頭板邊界設(shè)置的過程中，需要對(duì)凸臺(tái)進(jìn)行分析，對(duì)哥林柱孔的分布位置以及直徑進(jìn)行合理化判斷，借助于ANSYS軟件對(duì)有限元分析數(shù)據(jù)以圖表的形式進(jìn)行輸出，對(duì)凸臺(tái)的變形量、彈性應(yīng)變以及等效應(yīng)力進(jìn)行全面分析，從而為設(shè)計(jì)工作的開展提供了必要的數(shù)據(jù)支持[4]。

2.2頭板設(shè)計(jì)剛度、強(qiáng)度校對(duì)

在有限元分析完成之后，需要對(duì)設(shè)計(jì)方案中頭板材質(zhì)表現(xiàn)的剛度以及強(qiáng)度進(jìn)行校對(duì)，使得不同設(shè)計(jì)方案所表現(xiàn)的剛度、強(qiáng)度數(shù)據(jù)與有限元分析所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，以期全面提升壓鑄機(jī)頭板設(shè)計(jì)工作的針對(duì)性[5]。同時(shí)技術(shù)人員必須認(rèn)識(shí)到有限元分析其本質(zhì)上市一中近似算法，因此在進(jìn)行分析的過程中會(huì)出現(xiàn)一些波動(dòng)，而這種波動(dòng)較為正常，其不會(huì)影響有限元分析工作的準(zhǔn)確性，通過對(duì)頭板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的核對(duì)，提升了頭板制造工作的有效性，減少其發(fā)生故障故障的機(jī)率。

3.結(jié)語

頭板設(shè)計(jì)在壓鑄機(jī)有限元分析中的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于提升壓鑄機(jī)工作能力，減少故障發(fā)生機(jī)率有著十分關(guān)鍵性的作用，為了確保頭板設(shè)計(jì)工作的有序開展，文章以有限元分析作為切入點(diǎn)，對(duì)頭板設(shè)計(jì)過程進(jìn)行必要梳理，對(duì)技術(shù)操作進(jìn)行優(yōu)化進(jìn)而為后續(xù)頭板設(shè)計(jì)制造工作的開展提供了必要的參考。

參考文獻(xiàn)：

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