畢業(yè)答辯-熱壓機(jī)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計及力學(xué)性能分析研究

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

班級：機(jī)械141答辯人：導(dǎo)師：東北電力大學(xué)

課題簡介

熱壓機(jī)ANSYS軟件框架結(jié)構(gòu)設(shè)計應(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)動給聚合物加壓，并保持一定的時間，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)計微通道熱壓機(jī)關(guān)鍵部分結(jié)構(gòu)設(shè)計微通道熱壓機(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、論文的主要研究內(nèi)容010203

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)計算初步設(shè)計熱壓機(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，檢驗所設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)是否安全可靠。第2章框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

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，實驗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，能夠滿足大學(xué)實驗室使用，性價比較高。

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——活動橫板5——上熱壓頭6——立柱7——下熱壓頭8——下橫板9——軸套開、閉式機(jī)身結(jié)構(gòu)的性能比較項目性能開式機(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X軸的慣性矩：

主要零部件受力及剛強(qiáng)度計算整個截面對形心軸的慣性矩：由此可知：mm4mm4在受壓（拉）截面上最大彎曲應(yīng)力：由上面可知，=131MPa，=130MPa。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

熱壓機(jī)活動部件設(shè)計活動橫梁與壓力執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，沿立柱做上下往復(fù)運(yùn)動，能保證平行度要求。導(dǎo)向裝置設(shè)計要求是靈活無卡頓，是保證熱壓質(zhì)量的關(guān)鍵部件。動力源的選取壓力執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇機(jī)身零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

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）采用兩橫梁都用臺肩支撐和限位的形式。改進(jìn)措施：可通過測量兩軸的長度誤差，再配制補(bǔ)償墊片實現(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軟件分析時的網(wǎng)格劃分，為了簡化機(jī)身，在CATIA軟件中，隱藏去對分析影響不大電機(jī)和一些無關(guān)變量，如孔，在熱壓機(jī)機(jī)身進(jìn)行網(wǎng)格劃分的過程中，應(yīng)該考慮到前面計算部分的結(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)受到力作用時的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力云圖，最大應(yīng)力發(fā)生在可移動橫板和立柱以及下橫板和立柱之間，受到的應(yīng)力為155MPa，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124MPa。熱壓機(jī)機(jī)身主體結(jié)構(gòu)受到力作用時的節(jié)點(diǎn)應(yīng)變云圖，最大應(yīng)變發(fā)生在可移動橫板和立柱以及下橫板和立柱之間，受到的最大應(yīng)變?yōu)?.778×10-6mm，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)?.623×10-6mm。

立柱、上橫板和熱壓頭重點(diǎn)分析