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    2021年數控折彎機總結與展望-企業新聞-江蘇力威剪折機床有限公司-

    企業新聞

    2021年數控折彎機總結與展望
    發布時間:2021-02-10 00:30:03瀏覽次數:

    總結

     
    由于國民經濟的持續增長,國內鈑金機床的市場需求也逐漸繁榮,對于各大鈑金機床企業來說面臨著巨大的機遇。當然,機遇和挑戰同時并存,激烈的市場競爭對企業產品的設計水平提出了越來越高的要求,迫切需要企業不斷創新,開發新的產品,CAE 技術特別是有限元方法的應用,能夠有效提高產品的性能和質量,使得設計人員能夠在制作樣品之前預測產品的機械性能,從而加快產品開發的步伐,縮短產品的上市時間,降低產品的開發費用和生產成本, 提高企業在國際市場上的競爭力。
    本文的主要工作是在完成江蘇富力數控機床研究所 MB8-250×3200 型數控折彎機有限元分析研究項目的基礎上,應用 ANSYS 軟件,對大型焊接構件進行了靜態有限元分析、結構尺寸優化、模態和接觸分析,得出以下結論:
    1. 靜態有限元分析:
    1) 對機架的靜態有限元分析表明:機身的前上方油缸處變形較大,在側板喉口處的局部應力值較大,是影響折彎機使用壽命以及工作精度的主要原因。
    2) 對于滑塊的靜態有限元分析表明:滑塊的剛度和強度足夠,但余量并不是很大。對于三種工作載荷,全長受載的工作條件最好,其次是偏載的工況, 中間載荷是最惡劣的工況,在實際生產中應盡量避免該工況。
    3) 對于工作臺的靜態有限元分析表明:工作臺的強度足夠,僅僅在焊接約束的位置應力值較大,在其余部位的應力值較小。對于三種工作載荷,全長受載的工作條件最好,其次是偏載的工況,中間載荷是最惡劣的工況,在實際生產中應盡量避免該工況。
    2. 優化分析及結構改進:
    1) 對機身進行了形狀尺寸優化,在機身的局部應力集中的喉口區域,通過增大過渡圓角半徑以及增加 C 型加強筋,能使得該區域的應力值和機身的整體最大變形明顯降低。在保證機身強度和剛度的前提下,將側板的寬度減少250mm,使機身的重量減輕了 700kg,降低了生產成本。
    2) 通過對補償油缸的位置優化分析,得知當兩側補償油缸與中間的補償油缸水平間距為 700mm,垂直距離為 100mm 時,工作臺的變形曲線能夠較好的擬合滑塊的變形曲線,進一步提高了折彎精度。

     
     
    3. 模態分析:
    利用 ANSYS 對機身進行模態分析,用 Lanczos 方法求出優化前后機身的前十階固有頻率以及振型,并進行比較,得知優化后機身低階頻率有所增大,提高了機身的動態特性。
    4. 接觸分析:
    通過靜態分析和接觸分析結果的比較,得知接觸分析更能模擬折彎機的工作狀況,得到的數據也更為精確,并且提供了一些靜態分析誤差的依據,可見用接觸分析來進行狀態非線性分析是一種很有效的方法。
     

     展望

     
    數控折彎機的結構分析和優化是一個涉及范圍很廣的研究課題,本文主要圍繞某一具體型號數控折彎機進行了探索,但在一些方面有待于進一步研究。
    1. 本文對折彎機的有限元分析和優化分析的結果,為折彎機的新品開發和老產品的改進提供了詳實的參考數據,且計算的數據得到了企業工程師的認可, 但是由于各種條件的限制,與分析計算對照的現場實驗沒有進行,因此對于本文分析和優化的結果仍需要進行進一步的實驗證實。
    2. 本文在對機身進行優化的時候是以機身體積最小作為目標函數,主要是以結構的靜強度和靜剛度作為約束條件的,從產品設計的實際需求來說,建立以機身的動態應力和剛度為約束條件的系統動態優化應該成為今后研究的一個重要方向。
    3. 本文對機床機身的有限元分析主要是從結構分析的角度考慮的,現代制造業在滿足制造質量的同時應該考慮對環境的影響,所以,機身的減振和降噪問題有待于進一步研究。

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