高速精密冲床肘接式执行机构设计及分析

发布时间：2019-10-22 14:36

【摘要】：随着冲裁次数或冲裁效率的提高以及对冲裁零件质量要求的提升,小型精密零件的需求越来越大,因此当下研制高速精密冲床是大势所趋。本文围绕高速冲床肘接式执行机构的结构优化和动态性能等方面,进行了肘接式执行机构的运动学分析,动力学分析,并且根据多体动力学,进行了肘接式执行机构的建模与仿真。本文主要研究内容如下:(1)通过把高速精密冲床肘接式执行机构拆分成几个独立的分支结构,建立各杆件和滑块的位移方程,速度方程和加速度方程,进行运动学分析,通过一组算例,借助Matlab和肘接式执行机构的数学模型,更加深入的分析该执行机构的运动特性。为了达到曲柄杆件最短的目标,采用工程遗传算法与共轭梯度法相结合的混合算法,对执行机构的杆长尺寸进行优化,得到优化后的杆长并验证优化的正确与否。(2)首先对机械系统动力学做了详细的介绍,引出机械系统动力学的四种主要分析方法,并着重介绍了与动态静力分析相关的动态静力学方程,特别是如何建立方程和求解方程;通过对肘接式执行机构摇杆进行动力分析且根据达朗贝尔原理建立其静力学方程,再利用数学软件Matlab对动态静力方程进行编程求解,最终得到摇杆所受载荷的变化曲线;简要阐述了多体动力学分析软件Recurdyn的主要内容和仿真流程,之后把肘接式执行机构作为传动系统的高速精密冲床三维模型导入Recurdyn,根据装配要求为其添加约束和工作载荷驱动载荷再进行仿真,通过结果后处理得到肘接式执行机构中关键杆上力的变化曲线,通过与Matlab中得到的力的曲线相对比,来验证我们设计是否合理。(3)根据固定界面模态综合法,将连杆和支撑柱作为柔性体,运用多体动力学软件Recurdyn构建高速精密冲床执行机构刚柔耦合动力学模型。根据柔性多体动力学理论和间隙碰撞原理,通过对比高速精密冲床空载和冲裁这两种情况下,得到无间隙高速精密冲床刚柔耦合模型与含间隙高速精密冲床刚柔耦合模型的下滑块位移、速度、加速度、机身振动等动力学特性,并与理想高速精密冲床模型的动力学特性作比较,研究高速精密冲床柔性化和间隙对高速精密冲床动力学性能的影响。
【图文】：

精密下料时，机械式冲床是比较好的选择[13]。气动式冲床其具点：（1）传动力度大且无污染；（2）动力需要的介质是空气，对于气动传动于高速间歇运动；（3）滑块在下死点的保持能力强、可靠性高、安全方便；工作速度稳定性稍差，工作压力低；（5）结构尺寸不能过大，影响冲床的输

冲床,肘接,冲孔,执行性

图 1.2 曲柄式冲床图 1.3 肘杆式冲（2）肘杆式冲床肘杆冲床如图 1.3 所示，该机构主要用于较厚钢板的冲孔、落料、成一般用于较大工艺力的冲压工作，如在一次冲压行程中完成重型卡车型、冲孔等。该冲床的特点是结构紧凑、刚性强，其冲压和工艺力比杆冲床要大，满负荷的工作区域较长，工作效率也要高。1.4 论文的主要研究内容第一章介绍了课题的研究背景和意义，简述了国内外高速精密冲床和研究现状，并对传统曲柄式冲床与肘接式冲床做了优劣对比，从而研究做铺垫。第二章通过与传统曲柄连杆执行机构的对比，得出该新型肘接式更好的急回特性，也提高了冲压滑块的下死点位置精度，，更为重要的构的冲床工作时更加平稳，加工精度更高进而确定该机构为冲床执行性，接下来对其左半部分结构建立位移、速度、加速度方程，进行运
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG385.1

【参考文献】