250mm伺服驱动辊锻机结构设计优化及工艺应用数值模拟

发布时间：2017-12-26 04:04

  本文关键词：250mm伺服驱动辊锻机结构设计优化及工艺应用数值模拟　出处：《机械科学研究总院》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 伺服驱动 辊锻机 静力学 动力学 参数优化 工艺应用

【摘要】：辊锻加工以其具有易实现自动化、生产效率高、材料利用率高、成形载荷偏小、工件质量好等优点被广泛使用。辊锻工艺在研究人员努力下得到快速发展,但辊锻机发展则相对缓慢。目前国外已经有相对成熟的伺服驱动辊锻机,但将伺服技术应用在辊锻机主机驱动上的研究和应用在国内尚未见报道。本文主要研究内容有:(1)设计250mm伺服驱动辊锻机的样机,包括伺服驱动方案的选择、技术参数的设计以及结构的布置;(2)基于虚拟样机技术,对250mm伺服驱动辊锻机进行静力学分析。通过模拟辊锻机四道次变形,得出机架和锻辊的变形规律,并校核其刚度强度,找出薄弱位置,为后续优化做准备;(3)基于虚拟样机技术,对250mm伺服驱动辊锻机进行模态和瞬态的动力学分析,得出机身的固有频率和相应振型;(4)以辊锻机机架质量最小为优化目标,基于正交实验对250mm伺服驱动辊锻机机架进行优化。分析不同参数组合下机架的受力变形,对机架进行结构改进;(5)基于锻辊转速可伺服调节的特性,设计6061铝的辊锻工艺,探究锻辊转速对辊锻力、辊锻力矩、辊锻功率等指标和对工件的延伸系数和展宽的影响规律。研究结果如下:(1)设计的250mm伺服驱动辊锻机,可在不同的转速下进行辊锻,其转速调节范围在0~150r/min;(2)250mm伺服驱动辊锻机的机架刚度为848k N/mm,大于许用刚度350k N/mm,机架最大有效应力为161.74MPa,小于许用应力167.86MPa;(3)250mm伺服驱动辊锻机的固有频率为81.59Hz,大于电机工作频率在41.7Hz,达到设计要求;(4)以辊锻机机架质量最小为目标,优化得出六个参数取值:板材厚度12mm、立柱宽度68mm、上横梁高度116mm、下横梁高度132mm、机架厚度222mm、转角半径值38mm,其中提高上横梁高度是提高机架刚度强度最经济的手段;(5)通过对6061铝的辊锻模拟,可以得出辊锻力、辊锻力矩、辊锻功率都会随着锻辊转速的增大而增大,锻辊转速从10r/min增加到100r/min时,辊锻力增加了25%左右;辊锻力矩增加29%左右;辊锻功率增加11倍左右。
【学位授予单位】：机械科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG315

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 朱梅云;傅建;崔礼春;;基于伺服技术的板材冲压成形性研究[J];锻压技术;2014年10期

2 孟琨;刘晓立;于治福;范进桢;张松;;基于ANSYS Workbench的内门架优化设计[J];河北工程大学学报(自然科学版);2014年01期

3 贾智;周杰;姬金金;;New type of groove used to improve friction in roll forging[J];Journal of Central South University;2014年02期

4 鲁文其;胡育文;金海;胡旭东;;永磁同步电机重载驱动的曲柄伺服压力机动力系统参数[J];电工技术学报;2014年01期

5 陈杰鹏;蒋鹏;孙国强;;1250mm辊锻机工作部分刚度有限元分析[J];锻压技术;2013年03期

6 CAI ZhongYi;LI MingZhe;;Principle and theoretical analysis of continuous roll forming for three-dimensional surface parts[J];Science China(Technological Sciences);2013年02期

7 金风明;窦志平;韩新民;;伺服压力机在我国的发展现状[J];机电产品开发与创新;2012年01期

8 姚道壮;杨建国;吕志军;;基于ANSYS Workbench的货架立柱截面优化设计[J];东华大学学报(自然科学版);2011年04期

9 阮卫平;胡建国;孙友松;;伺服机械压力机传动方案分析[J];锻压技术;2010年04期

10 蒋鹏;;我国锻造技术装备60年的进步与发展(下)[J];金属加工(热加工);2010年13期

，

本文编号：1335724