论文摘要
在喷射成形制备锭坯中,采用双喷嘴可以高效地制备大尺寸锭坯及提高产量,同时可更好地控制金属液和热量在沉积坯表面的沉积分布。因此双喷嘴喷射成形锭坯制备方式是喷射成形产业化的发展方向。研究了双喷嘴喷射成形设备结构,分析了双喷嘴下锭坯沉积层增长规律,建立了锭坯形态几何数学模型,沉积坯模型能反映实时的锭坯形态增长。模型中喷嘴不对称地分布在基底中心轴旁,使得该模型不仅能仿真喷射轴和基底旋转轴重合的高斯形坯件,还能仿真喷射轴和基底旋转轴不重合的锭坯增长。该模型不仅能预测锭坯的形状,而且能分析雾化锥的金属液分布以及锭坯的“屏蔽”效应。利用上述仿真模型,研究了金属液流率、基底下降速度、基底旋转速度、双喷嘴间夹角、喷嘴扫描角度和喷嘴偏心距等关键工艺参数对锭坯形态的影响,并通过喷射试验对结果进行对比。研究了自动控制技术在喷射成形工艺过程中的应用。提出了喷射成形监控系统结构,实现了整个喷射过程的实时控制。通过实时检测坯件尺寸并进行反馈控制,可制备符合设定直径尺寸且表面平整的锭坯。通过大量单双喷嘴喷射成形试验研究和分析,实际喷射结果表明:锭坯形态模型仿真能准确地反映实际喷射过程及锭坯形态。本文的研究成果已成功应用于SFZD500型锭坯喷射成形设备中,并已稳定地生产出直径400mm,高度1.5m的锭坯产品。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 引言1.2 喷射成形技术原理和特点1.2.1 喷射成形技术原理1.2.2 喷射成形技术特点1.3 喷射成形技术的发展1.3.1 喷射成形技术由试验研究阶段向工业化应用阶段的转变1.3.2 国外喷射成形技术的研究状况1.3.3 国内喷射成形技术的研究状况1.3.4 喷射成形技术装置发展状况1.3.5 双喷嘴多层喷射成形技术的研究进展及锭坯形态控制1.4 本课题研究的目的和意义1.5 论文研究内容及章节安排第二章 喷射成形装置结构2.1 喷射成形装置整体结构2.2 喷射成形装置的喷嘴结构2.3 双喷嘴布局及基本工艺参数2.4 喷射成形装置的基底结构2.5 本章小结第三章 锭坯形态模型3.1 金属液射流分布3.2 锭坯的生长模型3.3 锭坯的表面变化3.4 黏附系数的计算3.5 “屏蔽”效应的计算3.6 锭坯的形态仿真3.7 本章小结第四章 喷射成形中的控制系统及锭坯实时形态控制4.1 控制系统组成和功能4.1.1 监控系统硬件配置4.1.2 监控系统软件平台4.1.2.1 监控组态软件 WinCC4.1.2.2 PLC 编程软件Step74.1.2.3 触摸屏编程软件 Protool4.1.3 系统网络控制结构4.1.3.1 系统网络控制结构4.1.3.2 网络控制结构工作原理4.1.3.3 网络控制结构特点4.1.4 控制系统流程框图4.1.5 数据的采集和传送4.1.5.1 过程数据的采集和输出4.1.5.2 数据的传送4.1.5.3 监控应用程序4.1.6 人机交互方法4.2 锭坯形态控制4.3 人工监控4.4 控制技术的应用前景4.5 本章小结第五章 单喷嘴喷射成形试验验证第六章 双喷嘴喷射成形关键参数的研究分析6.1 双喷嘴喷射试验所遇到的问题6.2 金属液流率的影响6.3 基底旋转速度的影响6.4 喷嘴偏心距的影响6.5 基底下降速度的影响6.6 喷嘴摆角的影响6.7 双喷嘴间夹角的影响6.8 本章小结第七章 双喷嘴喷射成形试验验证第八章 总结与展望参考文献致谢在学期间的研究成果及发表的学术论文
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标签：双喷嘴论文; 喷射成形论文; 锭坯论文; 形态控制论文; 仿真论文;
