10000KN精沖壓力機(jī)虛擬設(shè)計研究.pdf

1、精沖是精密沖裁的簡稱，是一種經(jīng)濟(jì)有效的金屬剪切工藝，精沖工藝可以獲得光潔度高、無撕裂的沖裁面。相比普通沖裁，精沖工藝有如下特征：不需要剪切、磨削等二次機(jī)械加工就可以獲得優(yōu)質(zhì)沖裁面，精沖零件的尺寸精度高，可以和其他工藝(如壓印、彎曲、鍛造等)復(fù)合，形成復(fù)合精沖。由于精沖工藝材料利用率高、能量消耗少、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品強度和剛度好等優(yōu)點，精沖工藝廣泛的應(yīng)用于工業(yè)制造。
　　 大型精沖壓力機(jī)是汽車、航空航天、兵器和高科技領(lǐng)域必備的基礎(chǔ)制

2、造裝備，是為保證經(jīng)濟(jì)和國防安全而必須自主掌握的重大裝備之一。國內(nèi)在10000KN以上大噸位精沖設(shè)備的研發(fā)方面處于空白狀態(tài)，無法制造大型精沖件，因此無法滿足國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域?qū)Υ笮途珱_件(如汽車發(fā)動機(jī)法蘭、大飛機(jī)剎車片等)制造能力的要求。
　　 本文設(shè)計的精沖壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)為：沖裁力10000KN，壓邊力5000KN，反壓力2500KN。在確定精沖工藝參數(shù)和關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)參數(shù)基礎(chǔ)上，采用自上而下設(shè)計思想，應(yīng)用三維造型軟件CATIA創(chuàng)

3、建了精沖壓力機(jī)八大主要部件系統(tǒng)CAD模型：機(jī)架部件、主油缸部件、壓邊缸部件、反頂缸部件、快速提升缸部件、滑塊、導(dǎo)軌、限位機(jī)構(gòu)，并依據(jù)各部件空間裝配關(guān)系完成整機(jī)CAD模型的虛擬設(shè)計。
　　 10000KN精沖壓力機(jī)是一種大型鍛壓設(shè)備，工作過程中將受到巨大的工作壓力和高速的沖壓頻率。壓力機(jī)的變形和振動直接影響著模具的變形和零件的精度，因此，機(jī)架結(jié)構(gòu)是保證整個設(shè)備可靠工作的關(guān)鍵。本文首先依據(jù)精沖壓力機(jī)的設(shè)計要求進(jìn)行機(jī)架概念性設(shè)計，對結(jié)

4、構(gòu)有限元分析，找到機(jī)架剛度和固有頻率的優(yōu)化區(qū)間；然后，運用多目標(biāo)優(yōu)化方法得到同時滿足機(jī)架剛度和固有頻率要求的機(jī)架拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果；最后，根據(jù)機(jī)架制造的工藝性，對機(jī)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的建模，并進(jìn)行機(jī)架尺寸優(yōu)化。
　　 拓?fù)鋬?yōu)化后，機(jī)架一階固有頻率提升為41.8Hz；通過形狀優(yōu)化，在滿載時，機(jī)架位移優(yōu)化為0.325mm，減小18％，機(jī)架的位移與長度之比在垂直方向達(dá)到了1/7300；同時，得到了機(jī)架結(jié)構(gòu)對機(jī)架剛度和質(zhì)量的靈敏度，對后續(xù)的結(jié)構(gòu)更