铜阳极板是电解精炼阴极铜的主要原料,铜阳极板圆盘浇铸机是生产铜阳极板的关键工艺设备之一。合格的铜阳极板不仅要求化学成份达标,而且还要求物理规格达标,即表面光滑、平整,无鼓泡、飞边、毛刺、粘渣等不良外观。而影响铜阳极板物理规格好坏的主要因素就是圆盘浇铸机运行的平稳性,以某冶炼厂设计研究制造的M16铜阳极板圆盘浇铸机为研究对象,主要做了以下工作:(1)对M16铜阳极板圆盘浇铸机的工艺过程、工艺系统作深入而细致的研究。按照浇铸机工艺流程,系统的研究了圆盘浇铸机系统的工作原理、工作机构。(2)利用Solid Works软件,建立圆盘浇铸机的盘面装置、驱动传动装置、提取机装置、阳极板锁模装置、顶起装置及其他工作装置的虚拟样机。然后完成圆盘浇铸机总装虚拟样机的建模、装配,并对浇铸机整机进行干涉检查分析,验证了浇铸机的虚拟样机正确与否。(3)根据冶炼厂铜阳极板的物理规格要求,结合铜阳极板浇铸过程,利用流体平衡理论,计算满足阳极板物理规格要求下浇铸机运行的最大线加速度,最大角加速度。然后根据冶炼厂实际生产需求,计算M16铜圆盘浇铸机运行的理论最佳速度模型。为冶炼厂浇铸作业提供了生产效率的最佳数学模型,减少了生产时间的浪费,提高了生产效率。(4)利用Adams软件对圆盘浇铸机进行动力学建模仿真,得到了浇铸机工作时的动力学数据。结合圆盘浇铸机运行过程,分析了外槽轮传动机构的啮合过程。通过分析圆盘浇铸机的工作角位移、角速度、角加速度,找出了圆盘浇铸机运行规律,继而分析圆盘浇铸机运行状态对铜阳极板飞边,毛刺的影响。结合实际生产质量,对比仿真数据,说明现有浇铸机运行过程中存在一定的晃动,影响铜阳极板生产质量。(5)对浇铸机的外槽轮传动机构进行参数分析,以驱动轮半径r和槽轮传动机构安装中心距a为设计变量,以浇铸机角加速度最大值的最小化为目标函数,对原浇铸机进行参数优化设计。求得设计变量r和a的最优值分别为283mm和5132mm。然后对优化后的浇铸机模型进行动力学仿真,对比优化前后的仿真结果。优化后的圆盘浇铸机工作角位移为22.57°更加接近理论位移22.50°。优化后的角速度最大值为3.78°/s,比优化前降低了11.7%,角加速度方面,优化后的浇铸机在最大值和平均值上分别降低了86.8%和94.3%。优化后的圆盘浇铸机不仅更加满足工作位移要求,而且运行的过程更加平稳,很大程度的改善了浇铸机工作时的动力学特性,使得浇铸出的铜阳极板板面更加平整,无明显飞边,毛刺,降低了不合格率。