熱壓機(jī)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及力學(xué)性能分析研究

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,熱壓機(jī)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及力學(xué)性能分析研究,班級(jí)：,東北電力大學(xué),課題簡(jiǎn)介,熱壓機(jī),ANSYS,軟件,框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),應(yīng)力分布,微通道熱壓機(jī)：將聚合物放置在下壓頭上表面加熱使其軟化，即略高于聚合物轉(zhuǎn)化溫度，將帶有模具的上壓頭，向下運(yùn)動(dòng)給聚合物加壓，并保持一定的時(shí)間，然后在加壓的條件下，將模具和芯片一起冷卻至聚合物的轉(zhuǎn)化溫度之下脫模，就在聚合物基片上制作出了微通道。,目 錄,第一章,緒 論,微通道熱壓機(jī)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),微通道熱壓機(jī)關(guān)鍵部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),微通道熱壓機(jī)機(jī)身力學(xué)性能分析,第一部分,第一部分,第一部分,第一部分,第三章,第四章,第二章,第,1,章 緒 論,二、論文的主要研究?jī)?nèi)容,01,02,03,分析,熱壓機(jī)框架結(jié)構(gòu)類型，綜合利弊，,選擇合適的熱壓機(jī)主體結(jié)構(gòu)。,根據(jù)計(jì)算初步設(shè)計(jì)熱壓機(jī)上、下橫板梁；,利用,CATIA,零件圖裝配，得到熱壓機(jī)模型。,利用,ANSYS,軟件,分析熱壓機(jī)的受力情況，,檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)是否安全可靠。,第,2,章 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),熱壓機(jī)主要結(jié)構(gòu)類型,(a)四柱式熱壓機(jī),(,b,)單柱式熱壓機(jī) (c)框架式熱壓機(jī),熱壓機(jī)各主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),主體結(jié)構(gòu),優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn),單柱式,開(kāi)式結(jié)構(gòu)，三面接近,工作區(qū),，裝卸模具和工件方便,機(jī)身變形，造成導(dǎo)向精度不高,四柱式,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，導(dǎo)向精度較高，剛度較高,機(jī)身剛度較框架式熱壓機(jī)小,框架式,容易獲得較高的剛度，導(dǎo)向精度高，抗偏載能力大,成本較四柱式熱壓機(jī)高,最終結(jié)構(gòu)選型,四柱式熱壓機(jī)雖然較框架式熱壓機(jī)的性能有所下降，但是,造價(jià)比框架式熱壓機(jī)低，而且具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度，導(dǎo)向精度較高，熱沖擊偏小，抗偏載能力較強(qiáng)，,最重要的是，實(shí)驗(yàn)室中使用的四柱式熱壓機(jī)是小型的，,較框架式的性能差距可以忽略不計(jì),，能夠滿足大學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用，,性價(jià)比較高,。,微通道專用熱壓機(jī)主結(jié)構(gòu),1,控制電機(jī),2,上橫板,3,絲杠,4,活動(dòng)橫板,5,上熱壓頭,6,立柱,7,下熱壓頭,8,下橫板,9,軸套,開(kāi)、閉式機(jī)身結(jié)構(gòu)的性能比較,項(xiàng)目性能,開(kāi)式機(jī)身,閉式機(jī)身,工作空間,較大,較小,上下料操作,方便,復(fù)雜,生產(chǎn)線使用,適宜,不便,結(jié)構(gòu)剛度,差,好,受力變形,產(chǎn)生角變形,不產(chǎn)生角變形,工作精度,較低,高,適用范圍,通用性設(shè)備,高精度設(shè)備,主要零部件受力及剛強(qiáng)度計(jì)算,（,a,）上橫板的受力圖,最大彎矩在梁的中點(diǎn)處：,其中：P表示熱壓機(jī)的公稱力,D表示平均接觸面直徑,B表示立柱寬邊中心距,主要零部件受力及剛強(qiáng)度計(jì)算,（,b,）上橫板剪力和彎矩圖,靜面矩：,重心至X軸的距離：,截面對(duì)X軸的慣性矩：,主要零部件受力及剛強(qiáng)度計(jì)算,整個(gè)截面對(duì)形心軸的慣性矩：,由此可知：,mm,4,mm,4,在受壓（拉）截面上最大彎曲應(yīng)力：,由上面可知，,=,1,31,M,Pa，,=,1,30,M,Pa。,上橫板的使用材料為45鋼，,上橫板的強(qiáng)度可以完全滿足要求。,主要零部件受力及剛強(qiáng)度計(jì)算,（,a,）下橫板的受力圖 （,b,）下橫板的剪力圖和彎矩圖,第,3,章 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),熱壓機(jī)活動(dòng)部件設(shè)計(jì),活動(dòng)橫梁與壓力執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，沿立柱做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，能保證平行度要求。,導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)要求是靈活無(wú)卡頓，是保證熱壓質(zhì)量的關(guān)鍵部件。,動(dòng)力源的選取,壓力執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇,機(jī)身零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),考慮到四根立柱與上、下橫板能可靠地鎖緊、安裝方便和便于調(diào)整機(jī)器的精度。,解決方法：,（,1,）,采用兩橫梁都用臺(tái)肩支撐和限位的形式。,改進(jìn)措施：,可通過(guò)測(cè)量?jī)奢S的長(zhǎng)度誤差，再配制補(bǔ)償墊片實(shí)現(xiàn)。,（,2,）,采用鎖緊螺母。,改進(jìn)措施：,加裝十字凸起墊片，保證與其上下面接觸的零件均受正壓力作用，具有消除夾角的自定位功能。,第,4,章 機(jī)身力學(xué)性能分析,ANSY,力學(xué)性能分析主要環(huán)節(jié),模型調(diào)入,定義單位類型,ANSY,力學(xué)性能分析主要環(huán)節(jié),定義材料屬性,ANSY,力學(xué)性能分析主要環(huán)節(jié),劃分網(wǎng)格 面編號(hào),ANSY,力學(xué)性能分析主要環(huán)節(jié),施加邊界條件（約束）,ANSY,力學(xué)性能分析主要環(huán)節(jié),節(jié)點(diǎn)位移云圖 節(jié)點(diǎn)應(yīng)力云圖,ANSY,力學(xué)性能分析主要環(huán)節(jié),結(jié)論如下：,由于帶有全部零件的微通道熱壓機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不利于ANSYS軟件分析時(shí)的網(wǎng)格劃分，為了簡(jiǎn)化機(jī)身，在CATIA軟件中，隱藏去對(duì)分析影響不大電機(jī)和一些無(wú)關(guān)變量，如孔，,在熱壓機(jī)機(jī)身進(jìn)行網(wǎng)格劃分的過(guò)程中，應(yīng)該考慮到前面計(jì)算部分的結(jié)果，即在變形敏感的區(qū)域網(wǎng)格劃分要細(xì)，對(duì)一些受力不敏感的區(qū)域，則完全可以采用自由網(wǎng)格劃分，共劃分單元 247127，節(jié)點(diǎn)數(shù)為 951280。,熱壓機(jī)機(jī)身主體結(jié)構(gòu)受到力作用時(shí)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力云圖，,最大應(yīng)力發(fā)生在可移動(dòng)橫板和立柱以及下橫板和立柱之間，受到的應(yīng)力為155,M,Pa，其次是控制電機(jī)和上橫板的連接處，受到的最大應(yīng)力為124,M,Pa。,熱壓機(jī)機(jī)身主體結(jié)構(gòu)受到力作用時(shí)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)變?cè)茍D，,最大應(yīng)變發(fā)生在可移動(dòng)橫板和立柱以及下橫板和立柱之間，受到的最大應(yīng)變?yōu)?.77810,-6,mm，其次是控制電機(jī)和上橫板的連接處，受到的最大應(yīng)變?yōu)?.62310,-6,mm。,立柱、上橫板和熱壓頭重點(diǎn)分析,受力變形分別為,0.892,10,-3,mm,、,0.026621mm,、,0.03895mm,熱壓機(jī)展示,熱壓機(jī)實(shí)品和模型,請(qǐng)各位老師批評(píng)指正,班級(jí)：機(jī)械,141,答辯人：李紅真 指導(dǎo)教師：王俊堯副教授,東北電力大學(xué),