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450T机械式精密冲压机的优化设计与研究

作　者: 陈文
导　师: 傅蔡安
学　校: 江南大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 精密冲压混合输入运动学分析 ADAMS 参数优化 Deform仿真
分类号: TG385.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

精密冲压是一种无切屑的加工方法,它是在一般冲压加工技术基础上发展而成的精密加工方法,简称精冲。在单个冲压加工循环中,精冲件比普通冲压件的精度高、横断面平整、翘曲变形小、互换性好,并且可以用较低的成本改善产品的质量,正是因为精密冲压技术具有很多优点,使它的应用范围越来越广泛。国内冲压行业不断的发展,促使着精密冲床需求量不断上涨,近几年来,混合输入冲压机的研发已成为众多机构研究学者们的焦点,混合驱动机构不但具有传统机构高效率和全伺服驱动机构柔性高的优点,又很好的回避了两者的缺点,可以很好的解决高效、高速、高负载与高柔性之间的矛盾,为现代机械创新设计提供了新的思路。本文立足于无锡晶心精密机械有限公司在生产中遇到的实际问题,以精密冲压机的性能优化为目标,对机床结构进行创新设计,借以提高加工零件质量,减少模具损坏,为企业新型机床的研发奠定基础。文章首先由机构创新法得到适合于混合驱动冲压机的机构类型,即二自由度混合驱动Ⅲ级机构,并对该冲压机构进行运动学分析,在已知输出运动规律的条件下,求得辅助驱动的位置、速度、加速度规律,为此类冲压机构的运动控制提供了理论基础;本文还利用分析软件ADAMS建立了所要研究的新型冲压机构的参数化模型,将冲压机构输出运动规律作为研究的目标函数,将机构各尺寸参数作为影响目标函数的影响因素,分别进行研究借以寻求出其中的显著因素,集中优化显著因素,以达到更优的机构输出运动规律;接着文章运用机械加工仿真分析软件Deform对优化前后的冲压机构加工效果进行了仿真分析,验证了经过机构参数优化后,冲压零件内部受力及模具受力情况均得到了改善;最后,文章根据企业生产要求,对精密冲压机床的主要零部件进行了相关计算,并设计了精密冲压机床的整体结构。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-16
  1.1 课题背景  8-10
    1.1.1 精冲加工技术概述  8-9
    1.1.2 精冲技术的应用  9-10
  1.2 课题意义  10
  1.3 混合驱动压力机的研究方法与现状  10-14
    1.3.1 混合驱动机构的基本原理  11-12
    1.3.2 混合驱动压力机的研究方法  12
    1.3.3 混合驱动压力机的研究现状  12-14
  1.4 本课题研究内容  14-16
第二章现有精冲机的分析研究  16-28
  2.1 现有精冲机的简介  16-19
    2.1.1 精冲机的结构  16-17
    2.1.2 精冲机的特点  17-18
    2.1.3 现有精冲机主要技术参数  18
    2.1.4 现有精冲机存在的问题  18-19
  2.2 传动机构改进方案的提出  19-21
    2.2.1 新机床的设计参数  19
    2.2.2 不同传动方案的提出  19-21
  2.3 基于ADAMS 的方案运动仿真分析  21-26
    2.3.1 ADAMS 软件介绍  21-22
    2.3.2 虚拟样机模型的建立  22-23
    2.3.3 方案的可行性分析  23-26
  2.4 传动结构初设计  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章传动机构运动学分析  28-36
  3.1 运动学分析的目的  28
  3.2 运动学分析的方法  28
  3.3 位置分析  28-32
  3.4 速度分析  32-33
  3.5 加速度分析  33-35
  3.6 本章小结  35-36
第四章传动机构参数化设计及优化研究  36-58
  4.1 基于ADAMS 的模型参数化设计  36-37
    4.1.1 模型参数化的目的  36
    4.1.2 参数化设计的类型  36
    4.1.3 参数化的方式  36-37
  4.2 本机构虚拟样机模型的参数化  37-43
    4.2.1 设计变量的定义  37-38
    4.2.2 模型关键点的参数化设置  38-41
    4.2.3 建立构件与设计变量间的关联  41-43
  4.3 对设计变量的设计研究  43-54
    4.3.1 设计研究的方法  44-45
    4.3.2 定义设计研究的目标  45
    4.3.3 进行设计仿真分析  45-54
  4.4 对模型的试验设计  54-57
  4.5 本章小结  57-58
第五章基于Deform 软件的仿真验证分析  58-70
  5.1 Deform 软件的介绍  58-59
  5.2 普通冲压加工的仿真分析  59-63
    5.2.1 圆盘零件冲压几何模型的建立  59-60
    5.2.2 普通冲压FEA 模型的生成  60-61
    5.2.3 普通冲压模拟结果及讨论  61-63
  5.3 优化前精冲加工的仿真分析  63-66
    5.3.1 精密冲压几何模型的建立  63
    5.3.2 精密冲压FEA 模型的生成  63-64
    5.3.3 精密冲压模拟结果及讨论  64-66
  5.4 优化后精冲加工的仿真分析  66-69
    5.4.1 优化后模型的仿真结果  66-68
    5.4.2 优化前后的仿真结果综合分析  68-69
  5.5 本章小结  69-70
第六章冲压机主要零部件的设计计算  70-82
  6.1 确定机床的技术参数  70-72
    6.1.1 冲压能量图  70-71
    6.1.2 传动方案的确定  71-72
  6.2 电动机的计算选择  72-73
  6.3 飞轮的尺寸计算  73-74
  6.4 V 带的计算  74-75
  6.5 齿轮的计算  75-78
  6.6 轴的校核  78-80
  6.7 轴承的计算  80-81
  6.8 本章小结  81-82
第七章总结与展望  82-84
  7.1 论文总结  82-83
  7.2 论文的不足及与前景展望  83-84
    7.2.1 论文的不足  83
    7.2.2 研究展望  83-84
致谢  84-86
参考文献  86-90
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  90

450T机械式精密冲压机的优化设计与研究

内容摘要

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