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數(shù)控壓力機動態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究

作者:天乙數(shù)控機床時間:2022-02-121041次瀏覽

信息摘要:

在二階振型中,機身上橫梁以通過軸承孔的垂直中心線為軸前后扭轉(zhuǎn)變形。此振型使立柱與工作臺連接處的應(yīng)力增大,容易引起疲勞破壞,同時上下回轉(zhuǎn)頭前后錯位。扭轉(zhuǎn)振型使滑塊與導軌間隙不均勻,增大了滑塊磨損,降低其導向精度,影響了設(shè)備的壽命。在四階振型中,機身上橫梁左右振動,同時右側(cè)翼板前后振動。此振型引起上下回

在二階振型中,機身上橫梁以通過軸承孔的垂直中心線為軸前后扭轉(zhuǎn)變形。此振型使立柱與工作臺連接處的應(yīng)力增大,容易引起疲勞破壞,同時上下回轉(zhuǎn)頭前后錯位。扭轉(zhuǎn)振型使滑塊與導軌間隙不均勻,增大了滑塊磨損,降低其導向精度,影響了設(shè)備的壽命。在四階振型中,機身上橫梁左右振動,同時右側(cè)翼板前后振動。此振型引起上下回轉(zhuǎn)頭左右方向錯位,上下模具不能對正,影響與**階振型相似。機身的左右振動同時影響工作臺傳動機構(gòu)的進給精度,進而降低坯料的定位精度。在第八階振型中,機身上橫梁進行上下彎曲振動。此振型使上橫梁和工作臺的距離發(fā)生變化,滑塊的下死點不固定,上橫梁的振動使上下回轉(zhuǎn)頭之間形成夾角,減小了機身的角剛度,影響了成形精度。另外,由于變形力是垂直向上作用在機身上,與機身振動方向相同,故很容易引起共振。在第三階振型中,機身整體基本不動,機身兩側(cè)的四個角,特別是右下角前后板振動。該振型屬于局部振型,對加工沒有多大影響,但是增大了噪聲。局部振型的大量出現(xiàn)說明存在局部剛度較弱的情況。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),機身兩側(cè)為敞開的板結(jié)構(gòu),前后板之間沒有筋板連接,在板的垂直方向剛度很弱,極易引起振動。該振動降低了設(shè)備固有頻率,因此設(shè)計者應(yīng)增強局部的剛度。


  動態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化由模態(tài)分析結(jié)果可知,在許多局部振型,這說明局部剛度較弱。分析原因是機身四周為敞開結(jié)構(gòu),局部前后板成懸臂狀態(tài),容易造成前后板的振動,降低了系統(tǒng)的固有頻率。另外由一階振型可以看出,機身左右立柱變形不均勻,說明存在左立柱剛度強、右立柱剛度弱的問題,這也造成了系統(tǒng)模態(tài)頻率偏低。為了解決以上問題,對機身結(jié)構(gòu)進行了改進,將上橫梁中間板向右延伸至機身邊緣;除去左立柱前后附加板,喉口立板厚度改為40mm;機身左右側(cè)和上邊外緣焊接厚10mm的鋼板,使機身成封閉結(jié)構(gòu)。對改進后的結(jié)構(gòu)用Lanczos方法進行模態(tài)計算,與原結(jié)構(gòu)的固有頻率的計算結(jié)果比較。新結(jié)構(gòu)的前四階振型已變?yōu)樽笥艺w振動,對加工精度影響較小。建立了數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機機身有限元模型,采用結(jié)構(gòu)分析軟件MARC對模型進行了理論模態(tài)計算,獲得了結(jié)構(gòu)的前十階模態(tài)。對各階振型的影響進行了分析比較,發(fā)現(xiàn)**階振型出現(xiàn)右上角的前后振動,說明右上角剛度較差。


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