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开式压力机机身万博max官网手机版_NO.1与优化

发布于:2022-01-16 19:07
万博max官网手机版_NO.1

     压力机是为模具中的材料实现压力加工面提供动力和运动的设备,机身是压力机的一个基本部件,几乎所有的零件都安装在机身上,且机身承受冲压时的全部变形力和所有部件的重力。机身的结构形式分为开式和闭式两大类。闭式压力机机身刚度好,冲压精度高,但操作空间较小,操作不太方便。开式压力机的机身形状类似于英文字母C,其机身工作区域三面敞开,操作空间大,但刚度较差,压力机在工作负荷下会产生角变形,面角变形将严重影响工件的精度、模具寿命和加速滑块导向部分的磨损。本文将利用PRO/E中的有限元分析模块分析开式压力机机身的受力情况,合理设计机身结构,以节省材料。
     根据用户需求和生产工艺,机身采用板块式框架焊接结构。考虑到机身结构的焊接工艺和冲床零部件安装空间,初步设计的机身基本结构,其宽为500 mm,高2300 mm,侧面钢板厚50 mm,横向钢板厚40 mm,两侧板之间用X60 mm圆柱连接。Pro/MECHANICA是Pro/ENGINEER中的有限元模块,它的最大特点是可以完全实现几何建模和万博max官网手机版_NO.1的无缝集成,用户利用Pro/ENGINEER强大的建模能力完成零件的几何建模后,无需退出设计环境就能进行万博max官网手机版_NO.1,设计极为方便和迅捷。
     网格划分是建立有限元模型的关键,应在计算精度许可的前提下尽量简化模型,省略细节,以减少单元数量,提高运算速度。在Pro/ENGINEER中对压力机机身建立的有限元模型其采用四面体、五面体、六面体混合方式划分单元,圆角部分细分选项。经过系统自带的网格优化运算,机身被划分为1 445个四面体,0个五面体,0个六面体,从后面的整体推演来看,此划分比较合理。机身底面安装在地基上受三个方向的完全约束,即在X,Y,Z方向的平移和旋转自由度被限制。
     经运算后可得机身结构应力云图)和机身结构位移云图。最大应力56.2 N/mm2发生在上下圆角处。最大位移0.86 mm,发生在机身右上角处,这对冲压的精度和安全有较大影响,结构设计时应控制总变形。
     对机身进行优化设计,首先要研究机身结构各部位对应力应变的影响。从应力云图来看,机身U形圆角区为应力集中发生区。因此,可考虑在两个圆角部位焊接加强板(,面在其它部位减少用料。通过敏感度分析得到。当加强板厚度从30 mm变化到80 mm时,机身总变形从0.758 mm缩小至0.68 mm。侧板占机身总重量的比例较大,所以减少侧板厚度可节省较多的材料,但其长度和宽度尺寸因关系到部件安装和工作空间故不宜更改。因此,为简化优化过程、减少运算时间,只选取侧板厚度、加强板厚度作为设计变量。经运算后可得优化后机身结构应力云图)和优化后机身结构位移云图。优化后刚度有所增加,重量减少了10 %,降低了生产成本,提高了产品竞争力。
     运用有限元方法能准确地计算出开式压力机机身各个部位的应力和应变。在保证机身强度、刚度的前提下,提供最优化的结构形式与尺寸,使所设计的机身具有更好的性价比。


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