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标题:肘杆式数控转塔冲床运动和动力学分析与设计优化
正文:
方喜峰，陆宇平，吴洪涛，马 闯，潘志华，潘殿生（1．南京航空航天大学，江苏南京210016 *2.江苏科技大学，江苏镇江212003;3．青岛卓东机械科技有限公司，山东青岛266400） 摘要：在通用计算机符号演算软件Mathcmat-ic5.2的环境下，对新型肘杆式数控转塔冲床运动学展开分析，并根据滑决行程设计传动系统各杆件的长度。同时对该数控冲床机身进行动力学分析，用Lanczos方法求出优化前后机身的前10阶固有频率以及振型。运用COSMOS有限元软件对该冲床的机身进行有限元分析与计算，研究其机身的变形和应力分布情况。根据分析结果，对机身结构进行了优化设计。 关键词：运动和动力学分析；优化设计；肘杆式数控转塔冲床引言 数控转塔冲床使用范围的扩展对机器的性能和加工工艺提出了新的要求，不断满足这些新的工艺要求一直是设备制造商和模具制造商前进的动力。肘杆式数控转塔冲床的传动机构实质上是由不同形式的双曲柄滑块机构组成，其曲柄半径小、功率消耗低、工作行程大及回程速度高，在高频率下能够得到低而均匀的工艺速度，同时还可以降低振动，减少噪声到75 dB (A)，比机械压机和油压机减少10～20 ciB(A)。本研究结合软件应用，并选取合适参数对机身结构进行形状尺寸优化1 主传动系统运动学分析 传统机械传动冲床通常采用曲柄滑块机构，虽然具有急回和力放大运动特性，但由于受到机械结构的限制，难以获得理想的工作行程曲线，其滑块速度不易改变、行程次数低、功率消耗大。液压传动冲床能够很好地控制滑块的冲程和冲压频率，能够根据冲压板材和冲裁件很好地控制冲压力的大小，并在整个行程中瞬时提供最大的工作压力，工作过程平稳，能耗较低，噪声较小；然而，液压传动冲床也有空程和回程速度慢、生产效率低、所需电机功率大、易泄漏及维修复杂等缺陷。 肘杆式机构是一种简单的多连杆机构，在挤压机中应用比较广泛，它仅在曲柄连杆机构上增加了几个构件，然而却增加了机构工作特性的可变因素。调整或改变任何一杆的长度或曲柄和摆杆铰销之间的距离，将会改变这个机构的动力和运动特性。因此，在应用肘杆机构使之适合冲压工艺要求方面有很大的选择范围。肘杆式数控机床同时兼具机械式冲结构简单、维护方便和液压式冲床冲速快、噪音低及成型加工好等特点。肘
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