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压铸是大批量生产高精度可互换性机械零部件的重要加工方法之一,广泛的应用于汽车、电子、灯具、摩托车制造行业,在国民经济发展中占有用重要的地位。压射机构是实现压铸工艺参数的关键因素,对铸件的表面质量、尺寸精度、力学性能有着直接影响。而具有伺服液压驱动系统的压铸机能够灵活、精确的控制压射速度、压力等工艺参数,是压铸机发展的大势所趋。本文以DCC400M型冷室镁合金压铸机为典型范例,研究了其压射机构电液控制系统的动态性能及速度闭环控制算法。
第一章绪论中,首先对以下几方面的内容进行了综述:压铸工艺;压铸机的发展及其分类;压铸机电液控制系统的发展及分类;压铸机实时控制系统的构成;大流量比例伺服阀的发展现状。从而比较深刻的理解了压铸工艺与其电液控制系统的密切联系以及为什么要在压射机构中采用电液伺服系统及实时控制系统,在此基础上论述了本课题的研究意义、研究内容。
压力是压铸工艺中需要精确控制的重要的参数之一。在压铸机压射系统中,由增压蓄能器、增压阀、增压缸以及相关的压力容腔构成了整个增压系统,这些元件的参数决定了建压过程的时间以及超调量。可通过理论分析或仿真对上述元件参数进行优化,找出最佳匹配关系,从而实现快速而稳定的增压动作。本文第二章对压射机构中的增压油路系统进行分析建模,并通过仿真对DCC400M型压铸机的增压系统所用增压阀的通径进行优化,并比较了增压缸活塞采用45号钢或铝合金材料两种情况下给增压过程带来的影响。
根据现代压铸工艺的要求,为了充分排气,要求压射冲头的速度与冲头位置的关系按特定曲线变化。这就需要对冲头速度进行连续、精确的闭环控制,而要实现对冲头速度的快速、精确控制,闭环控制算法是关键因素。本文第三章从基于伺服控制的压射系统基本工作原理出发,建立其数学模型及仿真模型,通过理论分析得到速度闭环控制算法,同时以仿真和试验的手段来考察控制算法的效果。着重对比考察了负载补偿算法、PID算法和状态反馈算法的效果和具体使用方法。
第四章概括了全文的主要研究成果,并展望了今后需要进一步开展的工作。