伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床單沖程的機(jī)理研究.pdf

1、隨著我國(guó)工業(yè)迅猛發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的需求量不斷增加，而且需求的種類(lèi)也向多樣化發(fā)展。傳統(tǒng)的數(shù)控沖床因其固有的結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)，使沖壓曲線(xiàn)缺乏柔性，不能滿(mǎn)足現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品精密化、柔性化、高速化、多樣化需求。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床與傳統(tǒng)機(jī)械式或液壓式主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床相比，具有低能耗、低噪音、高效率的特點(diǎn)，更重要的是其沖壓曲線(xiàn)可以任意變化，柔性程度高，能滿(mǎn)足不同工藝加工要求。 針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控沖床缺乏柔性的弱點(diǎn)，本課題對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速

2、數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床單沖程的機(jī)理進(jìn)行深入研究，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 本文首先在介紹伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的基礎(chǔ)上，著重對(duì)其主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(曲柄肘桿機(jī)構(gòu))的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行深入分析：包括沖壓過(guò)程中沖頭的位移與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系、沖頭的速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系、沖頭的加速度與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系；在理想情況下曲柄肘桿機(jī)構(gòu)各桿的傳動(dòng)力；在曲柄轉(zhuǎn)矩一定的情況下，沖壓力與沖壓行程的關(guān)系；在沖壓過(guò)程中承受公稱(chēng)力時(shí)，各關(guān)節(jié)點(diǎn)的最大受力分析；最大瞬時(shí)

3、功率等?；谏鲜龇治隹芍鈼U機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使得沖頭在沖壓過(guò)程中的位移曲線(xiàn)光滑，并且沖頭在接近下死點(diǎn)時(shí)，速度降低，沖壓力增大，具有增力特性，在降低伺服電機(jī)的負(fù)載扭矩的同時(shí)，既可以避免因沖壓速度過(guò)高而引起板材在沖壓處附近斷裂，又降低沖壓過(guò)程中產(chǎn)生的噪音，并且曲柄旋轉(zhuǎn)一周，滑塊上下運(yùn)動(dòng)兩次，這樣能夠達(dá)到更高的沖壓頻率。 然后，通過(guò)計(jì)算伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床單沖程所消耗能量，選擇功率合適的伺服電機(jī)，設(shè)計(jì)伺服電

4、機(jī)驅(qū)動(dòng)的飛輪并計(jì)算其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，在此基礎(chǔ)上校驗(yàn)飛輪所能承受的極限力矩及其輸出的動(dòng)能。該沖床沖壓2mm鋼板時(shí)，其沖壓頻率最高可達(dá)2000次/分鐘。 最后，借助于MATLAB計(jì)算軟件中的Simulink動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真工具，對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行了空載恒速仿真和負(fù)載恒速仿真。通過(guò)仿真結(jié)果可知，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)滿(mǎn)足要求。 國(guó)內(nèi)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床與國(guó)外相比，還處于起步階段，該沖床的研究與開(kāi)發(fā)，對(duì)提高我國(guó)鍛壓機(jī)床設(shè)備的檔次，提升我國(guó)制