工程實習(xí)調(diào)研報告.doc

精品文檔實習(xí)（調(diào)研）報告一、課題的來源及意義來源：廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的熱壓成型機，是利用帶有熱源的模具對加有固化劑的原材料(如玻璃纖維氈)進行固化成型的設(shè)備。產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，對模具溫度控制精度及上模升降控制準確性和可靠性提出了更高的要求。原有的熱壓成型機控制系統(tǒng)采用繼電接觸器控制系統(tǒng)和常規(guī)儀表實現(xiàn)模具的升降控制及溫度位式控制，系統(tǒng)可靠性不高，溫度波動較大，恒壓時間不準。為此，采用專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的可編程序控制器 ( PLC )、一體化溫度變送器和調(diào)壓模塊構(gòu)成控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對熱壓機高精度和高可靠性的自動控制。系統(tǒng)操作簡便，便于維護，控制質(zhì)量高，大大的提高了熱壓機的工作效率意義：對熱壓成型機的結(jié)構(gòu)、原理及生產(chǎn)工藝進行了全面的分析，以 OMRON 公司 CPM2A PLC 為系統(tǒng)主機，采用一體化三相調(diào)壓模塊SCR、一體化溫度變送器 SBW 等集成模塊，設(shè)計了具有手動和自動兩種工作方式的熱壓成型機 PLC 控制系統(tǒng)。系統(tǒng)工作可靠，操作簡單，能有效的對熱壓成型機設(shè)備進行控制。二、國內(nèi)外發(fā)展狀況 國外許多學(xué)者對高強度熱成型用鋼 硼鋼做了大量的研究9，10。美國的B.Shapiro11針對2008國際板料成型數(shù)值模擬會議（NUMSHEET） 的Benchmark BM03 標準考題， 使用LS -DYNA 對22MnB5 鋼進行車身B 柱的熱成型數(shù)值仿真分析，提供了熱成型數(shù)值仿真中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)， 包括材料模型的選用、熱力機械性能參數(shù)、一定應(yīng)變速率下的應(yīng)力應(yīng)變曲線等。并且分別選用MAT-106 與MAT-244 材料模型進行研究，最后還提供了詳細的仿真過程及計算結(jié)果與分析。德國的David Lorenz12及瑞典的G.Bergman 與M.oldenburg13采用LS-DYNA 顯式積分計算對高強度鋼板進行熱沖壓成型及淬火冷卻仿真分析提出使用TSHELL（Thermal Shell Element）單元建立有限元模型， 通過不同時間步長的熱力機械耦合分析實現(xiàn)了單元在平面及厚度方向上的熱接觸傳導(dǎo)， 并通過試驗驗證了TSHELL 單元建模的有效性。瑞典的Paul Akerstrom14以試驗為基礎(chǔ)對硼鋼熱成型過程的數(shù)值模擬方法進行了研究。提出了一種建立高強度鋼熱成型仿真模型的方法， 準確地預(yù)測了板料的變形和力學(xué)響應(yīng)性能。其研究成果表明，準確、可靠的材料模型是提高高強度鋼熱成型數(shù)值模擬精度的關(guān)鍵。目前， 我國熱成型工藝研究與應(yīng)用仍處于起步階段。同濟大學(xué)林建平教授1517以阿賽洛公司的一種典型淬火硬化超高強度硼鋼板USibor1500 為研材料工藝設(shè)備2010 年第8 期參數(shù)額定值合模最大力/kN 8 000工作平臺（寬度深度）/mmmm 2 2002 000滑塊最大行程/mm 900滑塊閉合最快速度/mms-1 600滑塊回程最快速度/mms-1 420電爐內(nèi)部加熱尺寸/mmmmmm 4 5001 600200加熱爐最高溫度/ 1 000裝機功率/kW 200究對象，提出了針對該材料的熱沖壓成型工藝流程，并對主要工藝參數(shù)的選擇與優(yōu)化作了理論闡述；通過有限元數(shù)值模擬仿真軟件LS-DYNA 對高強度鋼板的熱成型工藝進行分析， 闡述了板料在成型過程中溫度場及應(yīng)力場的分布與變化特點， 并且研制了采用嵌入式凹模設(shè)計、封閉式冷卻水槽的高強度鋼板熱成型專用模具， 最后成功地加工出了一批淬火硬化超高強度硼鋼板U 型制件。經(jīng)過對制件尺寸精度的檢測及基體組織的金相觀測， 證實了高強度鋼板熱成型工藝的本質(zhì)與特點及其可行性與可靠性。北京航天航空大學(xué)的李楊18以某型號鈦合金唇口零件為例， 利用DYNA-FORM 軟件進行成型仿真。其研究方法是：忽略復(fù)雜零件模具的熱脹影響；在恒溫條件下進行成型， 不考慮熱交換。通過對仿真結(jié)果的分析， 得到的熱沖壓唇口零件達到了工藝要求。武漢理工大學(xué)的徐勁力等19利用LS-DYNA 軟件對鋼板彈簧熱成型工藝進行模擬分析， 分析結(jié)果表明， 模擬計算結(jié)果與鋼板彈簧熱壓成型時的實際狀況基本吻合。三、本課題的研究目的目前隨著工業(yè)的發(fā)展，熱壓成型機的需求量迅速增加，因而熱壓成型機加工設(shè)計生產(chǎn)任務(wù)量很大，為培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計成型機的專業(yè)技能，適應(yīng)將來就業(yè)的需要，特準備此類題目來訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)計能力與傳統(tǒng)的冷成型工藝相比， 熱成型工藝的特點是在板料上存在一個不斷變化的溫度場。在溫度場的影響下，板料的基體組織和力學(xué)性能發(fā)生變化，導(dǎo)致板料的應(yīng)力場也發(fā)生變化， 同時板料的應(yīng)力場變化又反作用于溫度場， 所以熱成型工藝就是板料內(nèi)部溫度場與應(yīng)力場共存且相互耦合的變化過程。這就要求熱成型用鋼板的成分要適應(yīng)熱成型過程中的熱循環(huán)。熱成型工藝過程為：首先將常溫下強度為500600 MPa 的硼合金鋼板加熱到880950 ， 使之均勻奧氏體化， 然后送入內(nèi)部帶有冷卻系統(tǒng)的模具內(nèi)沖壓成型，最后快速冷卻，將奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使沖壓件得到硬化， 大幅度提高強度。這個過程被稱為“沖壓硬化”技術(shù)3。實際生產(chǎn)中，熱沖壓工藝又分為直接工藝和間接工藝。直接工藝即下料后直接將鋼板加熱然后沖壓成型， 主要用于形狀簡單且變形程度較小的工件； 對于形狀復(fù)雜或拉深深度較大的工件則需要采用間接工藝，即先將下好料的鋼板進行預(yù)成型， 然后再加熱實施熱沖壓。四、本課題的研究內(nèi)容1、。160KN熱壓成型機主電路原理圖。2、PLC或儀表的控制電路圖。3、控制面板圖，編制PLC程序，以上圖紙量合計3張A0。4、設(shè)計說明書一份。12000漢字。5、外文翻譯3000漢字。6、調(diào)研實習(xí)報告一份，3000漢字以上。7，循環(huán)過程為輔助缸進-主缸快升-主缸慢升加壓-保壓-補壓-主缸快退-輔助缸退8，循環(huán)可手動和自動。9，二層加熱板，每層一個測溫點，最高溫度150度。10，設(shè)定顯示循環(huán)次數(shù)，動作時間，溫度等參量。五、進度安排本課題的進度安排如下：1、熟悉工藝，調(diào)研實習(xí)-一周2、做調(diào)研報告，外文翻譯-一周3、設(shè)計計算-四周4、設(shè)計繪圖-四周5、撰寫論文-三周6、論文答辯-一周六、研究方法及手段控制系統(tǒng)程序設(shè)計采用基于個人計算機的 CX-programmer 編程軟件，適用于 OMRON PLC 的用戶程序編制。通過 PC / PPI 電纜與 PLC 編程口相連，支持梯型圖或指令編程。它還可以使用統(tǒng)一的 WINDOWS 開發(fā)工具操作，其強大的監(jiān)控和調(diào)試功能使得程序開發(fā)簡單。以 PLC 為控 制 核 心 的 控 制 系 統(tǒng) 框圖。由七部分組成: 分別為主控制器 PLC; 驅(qū)動熱壓成型機上模升降的液壓系統(tǒng); 上模內(nèi)加熱系統(tǒng); 下模內(nèi)加熱系統(tǒng); 上下模溫度顯示裝置; 上下模 PID 溫度控制的給定設(shè)定裝置;各個部分工作狀態(tài)的信號顯示。根據(jù)生產(chǎn)工藝，要求熱壓成型機的上、下模加熱系統(tǒng)均采用PID 溫度控制; 液壓泵在上下模溫度達到設(shè)定值時自動啟動; 控制系統(tǒng)設(shè)置“手動調(diào)整”和“自動工作“兩種操作方式，用開關(guān)SA1 進行選擇。要有上下模溫度顯示; 各個部分工作時要有信號燈顯示; 具有必要的連鎖保護環(huán)節(jié)。采用 PLC 實現(xiàn)熱壓成型機的自動控制，簡化了控制系統(tǒng)硬件接線，增強了控制系統(tǒng)的控制功能。提高了系統(tǒng)的可靠性，延長了系統(tǒng)維護周期和使用壽命。其手動、自動兩種工作方式的設(shè)計，為調(diào)試和維修提供方便，也為生產(chǎn)提供可靠保障。其上下模溫度控制，采用了多個集成模塊 ，并運用PID控制指令達到了較高的控制精度。實驗表明系統(tǒng)可以很好的滿足熱壓成型 機工藝要求，能夠提高工作效率和其產(chǎn)品質(zhì)量，獲得較好的經(jīng)濟效率。七、現(xiàn)有基礎(chǔ)和具備的條件首先，通過三年的大學(xué)學(xué)習(xí)，本人已經(jīng)積累了一定的相關(guān)方面的經(jīng)驗，對本課題所涉及的相關(guān)科學(xué)有了一定的了解，具有了相關(guān)的理論基礎(chǔ)；學(xué)校圖書館收藏了許多有關(guān)專業(yè)方面的知識書籍和期刊等；還提供了網(wǎng)絡(luò)化的機房，可以在中國期刊網(wǎng)、維普網(wǎng)、超星數(shù)字圖書館等插銷有關(guān)資料及電子圖書等；第二，多次參加實習(xí)，包括金工實習(xí)，生產(chǎn)實習(xí)等，已經(jīng)有了一定的實踐基礎(chǔ)。第三，本人在大連朝勝有限公司實習(xí)。大連朝勝有限公司現(xiàn)有的基礎(chǔ)： 公司有液壓站以及各種液壓系統(tǒng)可供參考。八、主要參考文獻 廖常初主編，可編程序控制器編程方法與工程應(yīng)用 M 重慶: 重慶大學(xué)出版社，2001孫增圻等，智能控制理論與技術(shù) M 北京: 清華大學(xué)出版社，2001 趙文峰編，控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真 M 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社 OMRON 公司 CPM2A 可編程序控制器編程手冊 M 2003 12邵