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[学位]

纵放双曲柄单曲轴全平衡式高速压力机及其关键技术的研究

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Author:

牟欣 (牟欣.)

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学位论文库

Abstract:

高速压力机是一种以连续工作、高速冲压为目的的自动化冲床。近年来,随着我国航空、汽车、电子及通讯行业的迅猛发展,市场对冲压零件的需求量与日俱增。在这一趋势下,高速压力机以其生产效率高、自动化程度高、加工精度高的特点,得到了越来越广泛的应用。由于高速压力机相比普通压力机而言,其工作速度要高出很多,伴随着高速运动所产生的惯性力也必然很大。如果所产生的惯性力不能得到很好的平衡,其作用在机身上往往会带来极强的振动与噪声污染,甚至会降低工件的加工质量并缩短模具的使用寿命。因此,如何有效平衡高速压力机运动部件所产生的惯性力,从而提高其工作稳定性,已经成为高速压力机设计过程中所亟待解决的问题之一。本文以1250kN高速压力机的开发为背景,以对称布置及杠杆平衡为主要思路,结合再生式创新设计的方法,提出了一种双曲柄、双平衡块、单曲轴纵放的新型高速压力机工作机构的传动方案。并利用CAD软件Pro/E,按照1250kN高速压力机的相关尺寸,建立了该机构的三维模型,获得了分析所需的相关参数。同时,在为该机构建立了运动学与动力学分析时所需的数学模型后,代入了1250kN高速压力机的相关参数,利用数学分析软件Matlab进行了计算,获得了各构件随曲柄转动所产生的位移、速度及加速度值,以及机构各铰链点处所受力的大小。并将所得到的理论计算结果与机械系统动力学仿真软件ADAMS所得到的虚拟样机的仿真结果进行了对比,验证了数学模型的正确性。在此基础上,又结合遗传算法与拓扑优化的方法对该高速压力机滑块的运动特性、质量分布以及该惯性力平衡机构的惯性力平衡效果进行了相关的优化设计。经过优化以后,该机构滑块在公称压力行程范围内的速度波动减少了20%,压力角减小了32%,滑块质量减轻了17.6%,不平衡惯性力的幅值下降了82.6%,取得了良好的优化效果。在为该高速压力机所用电机进行了选型,并完成了飞轮设计以及组合式闭式机身的设计之后,又利用大型有限元分析软件ANSYS对该高速压力机机身进行了静力分析与模态分析。同时,基于所得到的分析结果,对该机身结构的改进提供了参考意见。

Keyword:

高速压力机惯性力机构学计算机仿真优化

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  • [ 1 ] 西安交通大学机械工程学院

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Basic Info :

Degree: 工程硕士

Mentor: 赵升吨

Year: 2011

Language: Chinese

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30 Days PV: 3

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