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1250吨大行程冷锻压力机设计及虚拟样机技术

刘红梅  
【摘要】: 冷锻工艺是一种精密塑性成形技术,能够提供高质量、低成本的零件。我国冷锻精密成形装备技术比较落后,多连杆式大行程多工位全自动机械式冷锻压力机,更是一个空白。因此对其展开研究,具有重要的理论和实际意义。 本文设计了主传动系统,最终确定使用广义肘杆机构负偏置结构作为大行程冷锻成形压力机执行机构。分析了该机构的运动学特性与力学特性;以结构紧凑、耗材少和动力学特性好等为目标,确定了齿轮传动部分的传动形式及最佳传动比,设计齿轮结构,建立了三维模型;根据大型锻压设备特点,结合工程经验,设计出机身结构,完成三维模型,并建立装配体模型,对其进行干涉检查,完成几何仿真。 建立了广义肘杆机构的参数化模型,进行设计研究,分析设计变量对机构的位移和速度的影响度。根据冷锻压力机的技术特点及相关参数,对其虚拟样机进行建模和性能仿真,即系统运动性能及动力特性的仿真。建立虚拟样机,形成初始的虚拟产品,仿真整个滑块行程为300 mm,公称力行程25 mm,滑块具有明显的急回特性,验证了模型的正确性。 建立装配体的有限元模型,分析装配体的强度和刚度,重点分析主要传力件及机身的强度、刚度,并根据静态分析结果提出整体结构的修改方案。其中机身最大应力为58.124MPa,机身总位移为0.306 mm。对冷锻压力机装配体进行动力学模态分析,得到它们的固有频率及振型,在此基础上进一步改进装配体结构,提高压力机的动态性能。


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