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《兰州理工大学》 2004年
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液气式高速棒料剪切机的虚拟开发研究

李茂清  
【摘要】:在甘肃省科技攻关计划资助下,开展高速剪切设备的虚拟开发研究。以高速剪切设 备创新设计为研究对象,进行新型高速剪切设备的研制。 根据剪切技术的概念和技术特点,定义出精密剪切方式工程性约束--径向夹紧剪 切、轴向加压剪切、青脆温度热剪切和高速剪切等,认为高速剪切方法应用范围广,发 展前景广阔。由于高速剪切要求剪切速度在5m/s以上,其动力系统的设计是难点问题。 通过分析现有的机械传动式、机械气动式、流体传动式等高速棒料剪切机,找出了各类 高速棒料剪切机存在的问题,借鉴冲击机械的动力系统实现方案,结合冲击机械的发展 趋势,提出一种新的高速棒料剪切机的设计方案--液气式高速棒料剪切机。 针对棒料高速剪切的特点和要求,重点进行了液气式高速棒料剪切机的结构设计, 该机采用进油打击,气压回程实现高速剪切的工作循环。加速蓄能器和加压蓄能器分别 提供加速和加压过程中上腔所需压力油,对各种尺寸的棒料,能够更加精确地控制剪切 速度和剪切力。将工作缸下腔分为缓冲气腔和复位气腔,可实现活塞的缓冲和复位,通 过调节复位气腔的气体压力可控制活塞的复位速度,缓冲气腔还可实现过载保护。设计 了合理的减容方式和减容组件,避免空穴现象的发生。为提高阀的响应速度,由蓄能器 提供工作动力。 在结构设计的基础上,利用Pro/E和MATLAB相结合的虚拟产品设计工具,完成 了基于3D特征造型的主要部件的结构设计,并建立了3D几何模型。根据液气式高速 棒料剪切机的工作性质,建立了描述动力系统加速、加压、缓冲、套筒复位和活塞复位 等各个运动阶段的数学模型,运用MATLAB工具对其进行数学仿真。 研究结果表明,提出的液气式高速棒料剪切机原理正确,高速棒料剪切机加工范围 大、剪切效率高、操作方便、所用剪切模具简单,具有进一步研究和开发的价值。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG333.2

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【引证文献】
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【参考文献】
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9 杨曼云;轴承滚子冷锻加工过程数值成形技术的研究与应用[D];昆明理工大学;2005年
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