Q35Y-20液压联合冲剪机床身强度分析及结构优化

【摘要】：近年来,随着国民经济的不断发展,制造、加工行业对高效、低成本组合机床的需求越来越大,同时也对机床的性能要求也越来越高。联合冲剪机就是这类组合机床的杰出代表之一。由于国内大部分企业的设计人员的知识水平有限,不能够利用现代设计方法对机床进行设计以致造成我国生产的联合冲剪机床的性能比国外同类产品相差甚远的局面。 为了加快我国联合冲剪机的设计步伐,提高国产联合冲剪机的综合性能,缩小与国外同类产品的差距,并节约生产成本,本文选用长沙恒昌压力机床厂的Q35Y-20液压联合冲剪机作为研究对象。首先,作者借助于现代设计分析方法-有限元方法和ANSYS软件,对床身的整体结构作了静态线性强度分析、塑性非线性分析。强度分析的结果找到了影响机床床身危险工作位置的应力情况和工作架虎口Y向变形量的重要结构因素。然后,在强度分析的基础上并同时考虑生产厂家对机床各种几何尺寸的具体要求,对床身的结构作了优化设计。通过优化前后的强度分析结果和疲劳寿命估计的结果的对比表明优化后的床身结构比优化前的床身结构强度性能明显提高,使用寿命接近无限循环寿命。最后,作者通过应力测试实验对优化前床身危险工作部位的应力作了实际测量。实验结果和计算机分析结果基本一致,证明了有限元计算模型的正确性和优化结果的可靠性。同时,考虑到目前国内工程技术人员的有限元理论水平有限,学习大型通用有限元软件包通常要花费很长的时间与精力这一问题,作者以ANSYS软件的二次开发技术为基础,使用面向对象语言设计软件Delphi与ANSYS软件联合开发了一套专用于Q35Y系列液压联合冲剪机床身有限元强度分析软件,以便于加快此系列液压联合冲剪机床的变型设计。 对Q35Y-20液压联合冲剪机床身的强度分析、结构优化设计以及为Q35Y液压联合冲剪机变型设计开发的强度分析软件,对加快Q35Y系列联合冲剪机变型设计、改造有着重要的意义并对相似结构的其它机床设计起到很好的借鉴作用。