【摘 要】
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铜电解工艺所用的铜阳极板需要对其挂耳底部进行铣削处理,提高与导电排接触的可靠性。阳极板挂耳底部的铣削是阳极准备机组最重要的工序之一,挂耳的铣削技术涉及到多项高速切削难点。进口的铜阳极整形机组的价格为国产机组的三倍,我国虽早已实现机组的国产化,但与进口的机组相比仍存在较大差距,在此背景下,对国产机组的优化改造可为国内设备制造商带来巨大的经济效益。本课题以铜阳极整形机组的铣耳机为研究对象,研究内容主要
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铜电解工艺所用的铜阳极板需要对其挂耳底部进行铣削处理,提高与导电排接触的可靠性。阳极板挂耳底部的铣削是阳极准备机组最重要的工序之一,挂耳的铣削技术涉及到多项高速切削难点。进口的铜阳极整形机组的价格为国产机组的三倍,我国虽早已实现机组的国产化,但与进口的机组相比仍存在较大差距,在此背景下,对国产机组的优化改造可为国内设备制造商带来巨大的经济效益。本课题以铜阳极整形机组的铣耳机为研究对象,研究内容主要包括以下方面:（1）结合铜阳极整形机组的制造经验,对机组的工艺过程和工艺系统深入研究,分析机组中铣耳机的工作原理及铣削加工特性,总结机组主要存在的问题并分析其原因,对铣耳机的铣削加工系统进行优化。（2）在铣耳机处增设位移传感器,对挂耳底面与铣刀的高度差进行监控并将距离信息传入控制系统进行信号处理,提高了铣削系统的加工定位精度;将进给装置改为伺服电机配合滚珠丝杆,确保进给动作更加平稳、精准,提高了进给系统的控制精度;结合理论分析在较高转速的加工条件下阳极板挂耳铣削的特点,选用合适的刀具材料,计算改造后的铣耳机的铣削加工参数的取值范围,分析铣刀的单个刀片的切削情况并在DEFORM-3D中对其铣削过程中的进行仿真,分析刀片的切削加工的特点。（3）为分析铜阳极板挂耳的高速铣削加工过程中刀具和切屑与切削参数间的影响关系,采用响应面法设计仿真模拟实验对照组,获得以刀具在加工过程中受到的最大应力和切屑的最大温度与切削参数间的响应面分析模型;建立了多目标优化模型,采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法得到适用于实际生产的最优铣削加工参数;改造现有的阳极机组设备,对优化后的参数进行铣削加工试验验证,计算切削力大小;通过观察刀具表面和切屑的形态判断加工环境的温度变化情况,优化的参数可靠,为设备的调试工作提供了理论参考,节省了生产成本。（4）针对铣耳机处夹具的夹紧机构中部分零件易出现断裂破损的问题,利用有限元软件验证夹紧点的选取可行性;对夹紧动作进行动力学仿真,建立了易损零部件的转动副处的动力学方程,得到了易故障的零部件在工作时的受力情况;分析其损坏的原因,对零部件进行强度优化,优化后零件的最大应力降低了22.87%,最大屈服强度提高了14.44%,很大程度上改善了力学性能,延长使用寿命。
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