覃敏+梁志剛

摘 要：壓鑄機作為一種重要的工業(yè)機械加工設(shè)備，在提升機械加工的精確度以及工作時效等方面發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用，為了進一步發(fā)揮壓鑄機的技術(shù)優(yōu)勢，確保機械生產(chǎn)加工活動的有序開展。文章以頭板設(shè)計有限元分析作為研究對象，在相關(guān)理論原則的指導下，對壓鑄機頭板設(shè)計的剛度、強度等基本參數(shù)進行梳理優(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)揮壓鑄機的性能優(yōu)勢，推動我國工業(yè)生產(chǎn)活動的健康高速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：壓鑄機 ；頭板設(shè)計 ；有限元分析 ；剛度強度

前言

壓鑄機頭板設(shè)計過程中，在計算機技術(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)壓鑄機頭板設(shè)計環(huán)節(jié)中存在的不足，從而采取必要的彌補手段，進行設(shè)計優(yōu)化[1]。有限元分析在壓鑄機頭板設(shè)計中的應用，對于提升頭板設(shè)計工作效率，減少設(shè)計加工誤差的出現(xiàn)，以及縮短產(chǎn)品試制周期，控制了投入成本，對于我國工業(yè)生產(chǎn)以及機械加工活動的現(xiàn)代化進程有著十分重大的現(xiàn)實意義。

1.壓鑄機頭板結(jié)構(gòu)建模分析

從實際情況來看，在對壓鑄機頭板結(jié)構(gòu)進行幾何建模的過程中，需要對加工零件進行必要的簡化處理，由于零件表面的細小紋理特征對于零件加工工作的影響程度較低，因而在進行建?；顒又?，可以進行忽略。在進行頭板結(jié)構(gòu)建模的過程中，只需要選擇基本元素進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?；顒拥挠行?，又能夠降低建模工作的困難程度，對于頭板設(shè)計工作而言有著十分重大的現(xiàn)實意義。例如2000kN壓鑄機其頭板材質(zhì)一般使用QT500-7材質(zhì)，這種材質(zhì)的屈服強度為320MPa[2]。為了保證頭板屈服強度滿足實際加工操作的需求，采用4種頭板設(shè)計方案，通過對頭板內(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：

正是通過對壓鑄機頭板結(jié)構(gòu)的幾何建模，工作人員才能夠?qū)υO(shè)計方案中存在的不足以及結(jié)構(gòu)缺陷進行科學分析，通過設(shè)計方案的優(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)更加符合機械零部件加工工作的客觀要求。

2. 板設(shè)計在壓鑄機有限元分析

2.1頭板邊界條件設(shè)置

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

2.2頭板設(shè)計剛度、強度校對

在有限元分析完成之后，需要對設(shè)計方案中頭板材質(zhì)表現(xiàn)的剛度以及強度進行校對，使得不同設(shè)計方案所表現(xiàn)的剛度、強度數(shù)據(jù)與有限元分析所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行橫向?qū)Ρ龋云谌嫣嵘龎鸿T機頭板設(shè)計工作的針對性[5]。同時技術(shù)人員必須認識到有限元分析其本質(zhì)上市一中近似算法，因此在進行分析的過程中會出現(xiàn)一些波動，而這種波動較為正常，其不會影響有限元分析工作的準確性，通過對頭板設(shè)計結(jié)構(gòu)強度、剛度的核對，提升了頭板制造工作的有效性，減少其發(fā)生故障故障的機率。

3.結(jié)語

頭板設(shè)計在壓鑄機有限元分析中的實現(xiàn)，對于提升壓鑄機工作能力，減少故障發(fā)生機率有著十分關(guān)鍵性的作用，為了確保頭板設(shè)計工作的有序開展，文章以有限元分析作為切入點，對頭板設(shè)計過程進行必要梳理，對技術(shù)操作進行優(yōu)化進而為后續(xù)頭板設(shè)計制造工作的開展提供了必要的參考。

參考文獻：

[1]馬建業(yè)，黃志垣，李培杰，徐飛躍，張百在.壓鑄機頭板設(shè)計的有限元分析[J].特種鑄造機有色合金，2016，36（9）：904-908.

[2]郭子利.壓鑄機沖頭和熔缸的摩擦有限元分析及實驗研究[J].唐山學院學報，2014（3）：61-62.

[3]陳濤，李連波，陳龍.壓鑄生產(chǎn)線取件機械手的優(yōu)化設(shè)計[J].機械制造，2014，52（11）：19-21.

[4]呂青青，陶金倉，楊立權(quán).壓鑄機壓射頭冷擠壓成形工藝DEFORM-3D優(yōu)化分析[J].現(xiàn)代制造工程，2016（10）：75-78.

[5]阮航.大型壓鑄機合模機構(gòu)模板的有限元分析與拓撲優(yōu)化[J].華東交通大學，2014（12）：89-90.