陶瓷练泥机机头非光滑凹坑的结构仿生及其减黏降阻

陶瓷练泥机是陶瓷塑性成形的关键设备,对挤出致密度高、可塑性强、组分均匀的泥料具有重要意义。由于泥料在陶瓷练泥机中会与机器内部接触面间产生黏附阻力,导致挤出的泥料出现速度分布不均匀、分层、开裂等缺陷,严重影响泥料表面质量与成形性能。针对以上问题,借鉴蜣螂体表的减黏脱附功能结构,本文分析练泥机机头中泥料的运动状态,研究了陶瓷练泥机机头非光滑凹坑结构的仿生设计方法,利用表面改形方法在练泥机挤出机头内壁面设置凹坑形仿生结构,打乱泥料原本的分层秩序,使水膜状态发生变化,建立机头的蜣螂仿生凹坑结构表面模型,通过COMSOL多物理场数值计算与正交试验设计对其结构进行优化,最后通过试验验证提出方法的有效性。结果表明:影响仿生机头综合性能的几何因素由主到次依序为非光滑体排列方式、相邻非光滑体间距、非光滑体截面半径;在机头内壁表面均匀设置平行排列的半径r为1.5mm、相邻中心距b为4.5mm的凹坑λ_(s)^(2)结构,与光滑表面机头相比,其泥料挤出减阻率λ_(f)达到21.83%,相对角速度方差下降率为3.44%,泥料挤出效率提高11.95%,挤出泥料表面光滑,无明显表面和内部质量缺陷,从而证明了仿生非光滑凹坑结构在保证泥料具备一定挤出效率的同时,可实现减黏降阻。提出的方法对练泥机泥料的高质、高效挤出具有重要理论意义与工程价值。

双面覆膜与纤维含量对MIM/IMD工艺翘曲变形及力学性能的影响

提出纤维增强微孔发泡双面覆膜模内表面装饰复合成型新方法(GF-D-MIM/IMD),通过在基材中加入玻璃纤维增强相(GF)提升产品力学性能;通过在模具型腔两侧覆膜平衡单面覆膜产生的不均匀温度场,从而降低泡孔分布不均及制品翘曲变形。以拉伸样条为研究对象,采用数值仿真方法,通过在单面覆膜(S-MIM/IMD)、双面覆膜(DMIM/IMD)2种工艺方法中分别添加不同含量纤维,分析气泡半径、数量密度分布规律,探究双面覆膜与纤维含量对成型制品翘曲变形及其力学性能影响。结果表明,相较于S-MIM/IMD,GF-D-MIM/IMD工艺过程中的双面覆膜能有效平衡非对称温度场;纤维含量为20%(质量分数,下同)时,气泡平均半径最小,样条中平均气泡数量密度最大;随着纤维含量增加,拉伸模量与剪切模量呈倍数增长、泊松比呈现先减小再增大的规律。

单磨头瓷砖抛光工艺参数对磨削均匀性的影响

针对瓷砖抛光生产中出现的过抛、漏抛等严重影响产品质量的问题,基于Preston方程和磨头外轮廓轨迹方程,建立了抛光工艺参数和运动参数与过抛、漏抛相关变量间的数学模型。仿真分析结果表明:过抛区域主要集中在抛光轨迹重叠区域,少部分分布在轨迹的上下弧形区域;当改变抛光工艺参数时,随着无漏抛区域宽度变大,重叠区域的面积也随之变大。通过调整抛光工艺参数不仅可在无漏抛区域宽度减少17.91%,还能使得重叠面积减少53.06%,极大改善了过抛情况,有效地提升了磨削均匀性,为后续实际生产中抛光轨迹的优化提供理论基础。

一种变角度摆动数控陶瓷滚压成型机的设计与试验

陶瓷滚压成型通过陶瓷滚压成型机对泥料实施旋滚与压制复合运动,是日用陶瓷成型的重要环节,对成瓷质量具有重要影响。针对传统陶瓷滚压成型机存在的滚头角度固定、成型坯体颗粒排列不均的问题,通过对滚压成型工作原理及其过程中泥料可能出现的质量问题分析,提出一种变角度数控陶瓷滚压成型机的设计方法,将传统陶瓷滚压成型机滚头轴固定角度滚压改进为滚头先垂直下压,然后以滚头末端为中心点、产生滚头轴随形变角度摆动压制的滚压过程,用以克服传统滚压成型机滚压后坯体密度不均等问题,使其排泥流畅、坯体各处受力均匀,减少烧成变形。以典型盖碗瓷坯为研究对象,开展变角度摆动与固定角度的滚压成型试验,通过烧成后的质量对比分析验证提出方法有效性。结果表明,相对于传统固定角度滚压,变角度摆动滚压成型机滚压成坯的A型盖碗烧成后的高度、口径烧结收缩率分别增加1.12%、0.73%,B型盖碗烧成后的高度、口径烧结收缩率分别增加0.11%、0.06%,说明变角度滚压机滚压后泥料底面和侧面受压力均匀,泥料致密性和均匀性更好;A型、B型坯体成品率分别提高44%、40%,成型产品质量提高,成品率大大增加。因此,提出方法对于提升陶瓷滚压成型工艺质量、减少产品变形,以及自动化和柔性化方面具有重要理论意义与工程价值。

家用吸尘器盖板的侧轨道抽芯注塑模设计

分析了家用吸尘器盖板注塑件的工艺特点,针对注塑件两斜侧面具有4个安装定位孔的实际情况,拟定模具成型方案,设计了侧轨道抽芯注塑模,并介绍了吸尘器盖板注塑模结构及模具的工作过程。采用此模具实现了从注射到抽芯落料的自动化生产,生产的注塑件符合质量要求,提高了生产效率。该机构对同类注塑件模具设计具有一定的参考价值。

交流电场作用下铝硅共晶合金凝固组织和力学性能的变化

电场下的凝固是控制金属凝固组织和制造具有特殊性能新型材料的一种新途径。研究交流电场对Al-Si共晶合金凝固组织的影响,以及对其力学性能的影响。通过试验分析Al-Si共晶合金Si的形貌、Si相间距、Si片的线长度、抗拉强度和硬度。试验结果表明:在Al-Si共晶合金凝固过程中施加交流电场,Al-Si共晶合金的凝固组织得到细化;共晶Si质点增加,共晶Si由原来的针片状演化成细小的针状,合金力学性能得到了改善;在通入适当数值的电流后Al-Si共晶合金能够获得最佳的抗拉强度和硬度。

基于CAE软件的液晶电视前面框翘曲变形诊断分析

针对液晶电视前面框在生产实际中出现的翘曲变形问题,采用CAE分析软件进行计算机数值模拟,分析冷却温度、分子取向、收缩率等对翘曲变形的影响,提出了针对性的模具优化方案。利用优化方案改进的模具进行注塑生产,得到了合格塑件,说明CAE技术在注塑模具优化设计中的可靠性与实用性。

全电动注塑机智能自动清洗系统控制方法的设计与实现

针对注塑生产过程中手动清洗料筒对注塑精度和塑化装置的影响,为了保护重要塑化元件,在原有注射装置不改变的前提下,提出对料筒中螺杆进行智能自动清洗功能的控制方案,构建智能自动清洗控制系统,阐述了自动清洗系统控制部分的组成、运动原理及工作过程。建立进入自动清洗程序模块的判定条件,对需要进行自动清洗料筒的工况进行智能判断,根据清洗对象建立清洗工艺数据库,基于Linux环境与华中数控HNC-8数控开发平台开发控制程序。以预设的清洗工艺参数对150 g聚丙烯原料进行自动清洗测试,并与手动清洗进行对比试验,结果表明,自动清洗效率比手动清洗平均提高33.7%,一次清除残料率比手动清洗高1.84%,因此智能自动清洗效率更高,清洗效果更佳,避免了手动清洗方式下操作人员依靠经验手工清洗的不确定性。在自动清洗的过程中,系统按照程序或用户设定的安全工艺参数进行自动清洗,保护了螺杆的注塑精度和机器的使用性能,提高了产品质量和精度。

基于CAE技术的复杂形面特征塑件的翘曲变形诊断与优化

针对具有复杂形面特征的塑件在成型过程中容易出现翘曲变形的缺陷,以某实际注塑产品翘曲变形量超差为案例,采用计算机辅助工程(CAE)分析平台,对其进行成型过程的数值计算与模拟。以模拟结果为依据,进行合理分析,提出符合实际生产过程的模具结构优化方案。实践表明,利用优化方案进行成型生产,产品翘曲变形超差发生处的x、z方向上最大翘曲变形量由优化前的0.1726、0.1622 mm分别降低为0.0488、0.1156 mm,达到了翘曲变形量应控制在±0.15 mm的要求,得到了符合品质要求的塑件,从而进一步说明CAE技术在工艺优化与模具设计等方面的可靠性与实用性。

立体声调频收音机后壳注射模的设计

分析立体声调频收音机后壳的塑件工艺特点,针对塑件结构特点拟定成型方案,设计斜滑块侧抽芯、潜伏式浇口注塑模具,介绍收音机后壳注射成型模结构及模具的工作过程。采用此模具结构实现了从注射到抽芯落料的自动化生产,经生产实践验证,模具结构合理,生产的塑件符合质量要求,能够取得很好的经济效益。

基于人工神经网络的施釉机器人釉料厚度沉积率建模与预测

为进行陶瓷产品的施釉机器人离线编程作业的轨迹自动规划,实现釉料厚度的精确性,提高釉面质量,提出基于人工神经网络拟合釉料厚度沉积率模型的方法。以釉料厚度试验数据为基础,采用贝叶斯归一化算法和LM优化算法进行拟合,通过试验结果对比分析表明,两种拟合模型与试验数据基本吻合,验证了模型的正确性和有效性。在此基础上进行模型的筛选,选择执行效率高、精度高、抗噪能力强的贝叶斯归一化算法拟合模型。提出的方法符合工程实际,有助于提高施釉机器人釉料厚度的控制精度,为陶瓷施釉自动轨迹规划的软件编程和仿真实现提供了模型依据与方法指导。

基于虚拟现实的范成法齿轮设计与精确建模

应用范成法提出一种基于虚拟现实的精确设计与建立齿轮模型的方法,通过VS2005使用C#自动生成齿条刀具加工圆柱齿轮的仿真轨迹,从而获得齿轮齿廓。根据齿廓平面图形,对根切、齿顶变尖与齿顶修缘等齿轮设计的必要过程进行检查。将齿轮建模包络网格点坐标导出至UG后,生成包络网格剪切体,最终建立精确的真实三维齿轮模型,为齿轮的设计、制造、动态分析及开发应用提供具有可操作性的高效方案。

电磁炉上盖注塑模具设计

分析了电磁炉上盖塑件的结构工艺特点。为了优化模具结构,减少塑件缺陷,采用Moldflow软件对其进行了最佳浇口位置、填充、翘曲变形等模拟分析。以模拟结果为依据,设计了轮辐式侧浇口注塑模,介绍了模具结构及工作过程。采用此模具结构实现了从注射到塑件落料的半自动化生产模,具结构合理生,产效率较高。

基于人工神经网络的釉料厚度沉积率模型拟合软件模块的开发与实现

釉料厚度沉积率模型是机器人自动施釉的重要依据。为了进行陶瓷产品的机器人离线编程作业的轨迹自动规划,实现施釉过程中工件釉料厚度的精确性和均匀性,以釉料厚度沉积率模型为研究对象,采用MFC开发了釉料厚度沉积率模型软件功能模块。提出基于神经网络算法拟合沉积模型方案;利用COM形式的VC与MATALB的混合编程实现模型拟合、模型分析功能;设计动态链接库,使模型拟合结果产生word报表。通过试验进行试验验证,结果表明,其最大误差在5um范围之内,从而验证了模型的正确性和有效性。软件界面友好,符合工程实际,提出的方法有助于提高施釉机器人釉料厚度的控制精度,为后续的陶瓷自动施釉离线编程轨迹规划的软件编程和仿真实现提供了具体可操作的模型依据与方法指导。

基于Moldflow软件注射成型方案探讨

以某注塑产品为实例,针对实际生产出现的制品缺陷,利用Moldflow模拟分析软件MPI,对不同浇口位置进行了流动模拟分析。提出流动成型改进方案,并最终选定符合实际的优化成型方案。实践证明,利用优化方案改进模具进行注塑生产,得到了合格的制件。

氮气气体辅助注射控制台的技术改造

介绍气体辅助注射控制台的组成及工作原理。针对其在实际应用中出现的阀体受到污染而频繁拆装产生的系统精度误差等问题,通过对生产工艺的分析,结合实际,提出注气阶段和回气阶段气体回路分离的技术改造方案和建议,使气路经过改造后从根本上提高和改善了阀体的控制精度,从而提高了生产效率和产能。

地方高校工程训练的实践教学体系构建与特色定位

针对工程训练趋同的现象,以本科工科教育分类理论为依据,在分析行业背景地方本科院校人才培养定位的基础上,以景德镇陶瓷大学为例,探讨了具有行业背景地方高校工程训练的实践教学体系的构建与特色定位。针对实践教学体系的顶层设计,阐述了如何融合陶瓷行业特色,强化工程训练中心建设,包括创新实习、实践教学内容;开展以陶瓷装备实训为内容要求的第二课堂小组活动;引导学生参加教师科研与创新、创业项目;选拔优秀学生参加学科竞赛等多种措施。打造具有陶瓷行业特色的工程训练实践教学平台,从而显著提高学校为行业与地方经济发展服务的有效度。

基于B/S结构陶瓷窑炉远程监测系统软件设计

为了远程实时监测陶瓷窑炉运行状况,采用两层结构设计陶瓷窑炉远程监测系统;重点阐述了陶瓷窑炉远程监测系统软件关键技术的实现,以c#语言开发远程实时数据监测Activex控件,以Asp.net、javascript技术开发web服务器,利用Office Web组件实现了远程监测实时数据的呈现;以陶瓷窑炉预热带、烧成带和冷却带温度参数为试验研究对象进行了验证,试验结果表明:监测系统能够准确的呈现窑炉温度值,无数据丢失;系统软件能够满足陶瓷窑炉远程监测的要求,具有一定的应用前景。

基于板料冲压的有限元数值模拟

以圆筒形件成形过程为例,采用有限元分析软件MSC.Marc建立了数学仿真模型,对板料变形过程中的应力、应变分布、摩擦的分布以及摩擦系数与板厚的关系进行了分析。结果表明,模拟结果与实际情况相符合,说明用MSC.Marc软件可以正确的模拟板料成形过程,显著地提高计算速度及计算精度,对于CAE技术的工程应用有重要价值。

陶瓷窑炉远程故障诊断系统软件设计

为了实现陶瓷窑炉远程故障诊断要求,降低故障诊断系统成本,提出基于两层结构的陶瓷窑炉远程故障诊断系统方案。在此基础上,重点阐述陶瓷窑炉远程故障诊断系统软件关键模块的开发:以C#为开发语言,采用多线程技术、ActiveX控件技术和javascript技术对远程故障诊断模块和远程监测模块进行开发;采用SQL数据查询语言在数据库中实现了反向模糊推理机模块。仿真实验结果表明:所设计的系统能为陶瓷窑炉及时快速诊断出故障原因提供较好的诊断参考。