新型压力机机身有限元分析

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龙门式高速精密压力机机身有限元分析

龙门式高速精密压力机机身有限元分析

第58卷随着我国新能源汽车、电机、连接器、计算机、移动电话、航空LED 、汽车、非标五金等行业的蓬勃发展,使得高速精密冲压技术的快速发展显得越发重要。

传统的普通冲床已经无法达到高速冲压效果,使用精密连续冲压模具的闭式高速精密压力机的需求迅速增长,对高精、高速、自动化的需求进一步提高,研制新一代的高速压力机势在必行。

而研制新型压力机,其高速化、高精度必须同等考虑[1-3]。

机身作为压力机的主要部件,其强度、刚性等性能指标对压力机最终的运行速度、精度和稳定性起着决定性的影响。

而传统的经验式设计方法设计的机身,为了尽量满足强度要求,往往将机身设计的比较笨重,且对可能出现的应力集中、刚性不足等设计缺陷不够了解。

本文针对公司新近研制的4000kN 龙门式高速精密压力机,利用现代有限元模拟分析软件对其机身性能进行模拟分析,了解其受力状态下的应力、应变状态分布和固有模态状况,并对结果进行分析,验证已有设计的合理性和进一步改进的方向,以对进一步的优化设计提供必要的理论参考。

13D 建模及材料属性1.1三维模型的建立在实际状况中,机身结构非常复杂。

为了便于分析计算,本文通过三维Sol i dW or ks 软件进行机身3D收稿日期:2022-10-21;修订日期:2022-12-15作者简介:胡拓(1997—),男,从事高速精密冲压装备制造与研发。

E-m ai l :l i ubx@龙门式高速精密压力机机身有限元分析胡拓,刘百宣,赖冬琴(浙江易田精工机械股份有限公司工程中心,浙江宁波315145)摘要:针对上下整体式铸造龙门式机身,本文运用Sol i dW or ks 三维造型软件进行了3D 造型,根据其材质、结构特点设置了相应参数。

首先对机身整体利用有限元仿真分析软件进行了机身静态受力分析,验证了机身设计的合理性,机身强度满足要求,并对机身的进一步优化设计提供了理论参考;随后对机身的固有模态分析,则验证了压机工作时发生共振的可能性较小,机身设计满足对压机振动特性的要求。

MT200压力机机身结构有限元分析及改进设计开题报告

MT200压力机机身结构有限元分析及改进设计开题报告

毕业设计(论文)开题报告学生姓名:专业:设计(论文)题目: MT200压力机机身结构有限元分析及改进设计指导老师:2014年3 月20 日毕业设计(论文)开题报告1、结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000字左右的文献综述:文献综述1.1 压力机的国内外发展现况随着机电一体化和数控技术的飞速进步,伺服驱动系统在制造业中得到了广泛应用。

但是与,与金属切削机床相比,锻压机械的伺服化、数字化的开发落后了数十年[21]。

上世纪90年代,在日、欧洲等工业发达国家兴起了交流伺服机直接驱动压力机的研究和开发,这种伺服压力机与传统机械压力机相比,具有结构简单丶生产效率高、产品质量好、滑块运动柔性好、降噪节能显著等优点。

这类压力机在日本进入普及期,随着其在汽车零件、电子零件等高精度、难成行加工领域中的应用和其优良的节能性么,已经显示了其他压力机所无可比拟的优越性,成为世界冲压技及装备发展的主要潮流之一[1]。

日本在伺服压力机的研究、生产及商品化等方面处于国际领先水平,掌握了伺服压力机的设计和制造技术。

日本komstsu公司在伺服压力机的研发上目前已经出现了三代不同的产品,第一代是1998年发明的HCP3000,第二代是2001年问世的H2F、H4F,第三代是2002年H1F系列[2]。

2005年日本网野公司开发出世界上最大的大型伺服压力机,目前公司根据各种生产需求,研发出了机械连杆伺服压力机、曲柄多连杆伺服压力机、液压式伺服压力机等多种类型的伺服压力机[3]。

2007年德国SCHULER公司推出了2500-3600KN系列产品。

2010年舒勒推出了新一代伺服驱动机械压力机。

自上世纪八十年代以来,我国的一些企业先后引进了日本小松制作所得机械压力机、德国埃尔福特公司的机械多连杆压力机、德国舒勒公司的告诉精密压力机等多种压力机产品技术,是我国冲压装备在结构、精度、技术性能方面有很大提高[24]。

闭式压力机组合机身的有限元分析

闭式压力机组合机身的有限元分析

矗r 影 叫 , 机 身 进 行 仿 真 分 析 从 而 实 现 轻 量 化 、 { 勺 对 最
对 于 组 合 机 身 独 特 的 结 构 和 受 力 特 点 ,本 文 采 用 间 隙单 元 或 弹 簧单 元 处 理组 合 机 身 弹性 连 接 , 通 过 一 系列 的技术 处理 , 立 了符合 实际 的力学 模 型 , 建 利 用 有 限 元 分 析 软 件 ANS YS 对 J 7 G 1 5 型 压 F5 一 2 力 机进 行 了有 限元分 析 。
结 构 的前 三 阶 固有 频 率及 振 型 。 关 键 词 : 械 设 计 ; 合 机 身 ; 式 压 力 机 ; 计 ; 限 元 分 析 机 组 闭 设 有 中 图 分 类 号 : G3 55 T 1 . 文 献 标 识 码 : B
1 引 言
对 J 1 3 A3 G一 0型 高 速 压 力 机 进 行 了 静 、 动 态 有 限 元 计 算 , 出 了 以 体 单 元 代 替 板 、 单 元 对 机 身 进 行 离 提 壳
元 法 作 为 对 弹性 力 学 的 补 充 ,弥 补 了 经 典 弹 性 力 学 的不足 , 结构 设 计方 面得 到广泛 的应 用【 。 在 在 现 有 对 闭 式 组 合 机 身 的 分 析 中 ,管 延 锦 对 J 8 1 0型 电 动 螺 旋 压 力 机 进 行 了 空 间 有 限 元 分 5-6 析 , 阐述 了几 种 载 荷 工 况 下 立 柱 与 横 梁 接 触 面 上 接 触 压 力 机 的 分 布 特 点 及 规 律 ,并 探 讨 了偏 心 载 荷 与
预 紧状 态时 , 身 只受预 紧螺 栓 的预 紧力作 用 , 机
此 时 n E+ 20; 作 状 态 时 , 身 不 仅 受 预 紧 力 作 lF = 工 机

MT200压力机机身结构有限元分析及改进设计

MT200压力机机身结构有限元分析及改进设计

选题、审题表任务书任务书任务书实习调查报告--------观江苏扬力集团有感4月9号下午星期三下午在老师的安排下,我们参观了扬州扬力集团。

让我们真正见到了实际的生产加工过程,开拓了视野。

大学四年一直注重理论的学习,如今有机会与实践进行零距离接触,感触很多。

扬力集团位于长三角沿江工业走廊核心区域的扬州经济开发区内,集团注册资本总额1亿元,占地总面积1500亩,固定资产总值7.5亿元,集团以江苏扬力集团有限公司(前身为扬州第二锻压机床厂)为母公司,辖有扬力集团数控公司、扬力集团液压公司、扬力集团重型公司、江苏扬力铸锻公司、扬力集团精机公司等5家子公司。

此次,我们主要参观了数控机床生产车间,通过公司负责人的介绍,我了解了扬力集团数控公司长期致力于数控机床的开发与研究,主要产品有MP系列30T-50T 液压数控转塔冲床、EP20系列全伺服数控转塔冲床;MB 系列电液伺服同步数控折弯机;MS系列数控剪板机;AP1212系列汽车纵梁平板数控冲柔性加工单元以及ML 系列数控激光切割机并且长期致力于冲、剪、折、激光等各类中高档金属板材加工机械的研发、生产和销售,产品广泛应用于航空、汽车、军工、电器、五金、造币等生产领域,并远销欧美、东南亚等几十个国家和地区。

在完善现代企业制度的进程中,杨力集团凸显出生产规模化、发展专业化、管理规范化、营销网络化、研发系列化、产权自主化、服务优质化、员工知识化的特点,并通过管理求新、技术创新、设备更新,以及集品种、品质、品位于一体的“三品战略” ,赢得了科技优势、质量优势和市场优势。

近3年来,集团销售总额连续三年占据国内同行业榜首,先后获“江苏省百强重点高新技企业”“国家重点高新技术企业”“国家级邗江数控金属板材加工机械产业基地骨干企业”和“中国机械500强”等称号,“扬力”商标也被评为中国驰名商标。

随着半闭式压力机在家电制造业的热销与普及,一些使用高精度进口设备的用户纷纷向扬力提出开发效率更快、精度更高的冲压设备要求。

JG21250A型压力机机身的有限元分析及优化设计

JG21250A型压力机机身的有限元分析及优化设计

万方数据龆笏2009年第12期总第36卷设计与研究・27-轻压力机重量、提高压力机刚度以及减少制造工时,都具有直接的影响。

机身分为开式机身和闭式机身两大类,机身结构分为铸造结构和焊接结构两种。

JG21—250A压力机机身为开式钢板焊接结构,前后基本对称,其结构简图如图1所示,从结构上来看,机身主要由左右两块侧板组成,侧板通过带有曲轴孔的支撑板以及工作台等连接起来。

JG21—250A的主要技术规格如下:公称力:2500kN滑块行程:250real滑块行程次数:25~40次/分钟图1开式压力机机身结构示意图和三维结构图2机身有限元分析2.1力学模型的简化压力机机身结构比较复杂,为了便于划分网格和更好地进行有限元分析,必须合理建立机身模型。

对于明显不会影响床身强度、刚度的部位,如某些螺孔、销孔、圆角及筋板凸台等予以简化。

但要注意工作台面下支撑筋板、机身靠近地基处的加强筋板及前后曲轴轴承孔处的凸台结构不能简化。

机身材料为Q235,弹性模量E为2.2×1011Pa.泊松比为0.3,密度为7850kg/m3。

2.2确立边界条件开式压力机实际工作时,工作台面的垫板传递来自曲柄滑块机构的载荷(公称力),因此,在工作台面上施加法向公称力;床身向上的反力作用于曲轴轴承孔处,在此处施加轴承力;对机身施加重力载荷,导轨和滑块间看作不受力;不考虑地基影响,假设机身与地基接触底面所有节点位移全约束。

2.3划分网格采用Solid45单元在机身喉口圆角等容易产生应力集中的地方采用手动调节单元大小为20him;划分网格的精度等级为6。

智能划分后,节点总数为9592,单元总数为30698。

图2机身有限元模型3分析结果及改进设计3.1改进前有限元结果及其分析改进前机身的应力分布如图3所示。

应力集中主要在机身左右两侧板喉口的过渡圆角处,另外轴承孔上、下端和工作台下面靠近前方等处也出现局部高应力区,其中喉口过渡圆角与工作面连接处最大应力达到124MPa,因为Q235的许用应力为157MPa,所以机身的强度应有一定富余,应力分布出现局部不平衡。

一种新型压力机行程调节机构锁紧装置设计及有限元校核分析

一种新型压力机行程调节机构锁紧装置设计及有限元校核分析

meh d wi h sg ft e sr cur ft o r s o di h c , r e s n b e i ie he sr t r l t o t t e de in o h tu t e o he c re p n ng c e k mo e r a o a l s gv n t tucu a h
第3 6卷第 3期
21 0 0年 6月
农 业 装 备 技 术
Ag iul a rc t lEqui ur pme t& Te h o o y n c n lg
Vo_ 6 N . 13 o3
Jn 00 u .2 1

种 压 机 程 节 锁 装 设 及 限 校 析 新型 力 行 调 机构 紧 置 计 有 元 核分
He Y nh n , u n i m n, h n Wej 2X eg,h n u L Z e g i g a z og一 H a g J n i C e ni , u P n I o gJ n,i h n q n a a Z a
( .rcs n Ma hn o l R s ac n t ue o a gu Ya g L o ;. olg f Meh nc l 1P e ii c ie T o e e rh Isi t fJ n s n iGrp2C l e o c a ia o t e E gn eig n ie rn ,Ya g h u Unv ri ) n z o ie s y t
0 弓 言 J
压力 机行 程有 固定 式 和可调 式 两种 。行 程 固定 式 压力 机行 程是 不 可调 的 ,压力 机 的加 工工 艺受 到 限制 , 满足 不 了一些 用户 的要 求 , 因此设计 有 行程 可 调式 压力机 ,在本 次设 计 中 的行 程 可调节 装 置是 一 种 有 别 于 目前使 用 的行程 可 调 装 置 的 新 型结 构 , 此 结 构 中涉及 到 一个 重要 的部 件 ,就是 行程 调 节机 构

基于有限元分析的大型多工位压力机的刚度研究

基于有限元分析的大型多工位压力机的刚度研究

基于有限元分析的大型多工位压力机的刚度研究大型多工位压力机是一种常用于金属加工行业的重要设备,具有高效、高精度的特点。

在设计和制造过程中,确保压力机的刚度是至关重要的,因为刚度直接影响了设备的稳定性和加工质量。

本文将基于有限元分析方法研究大型多工位压力机的刚度,并通过分析结果提出优化建议。

首先,我们需要了解大型多工位压力机的组成结构。

一般而言,大型多工位压力机由机架、滑块、进给系统、油压系统和控制系统等组成。

其中,机架是整个压力机的支撑结构,滑块是压力的传递部件,进给系统用于控制工件在压力机上的位置,油压系统则提供压力源,控制系统负责整个压力机的自动化控制。

在进行有限元分析前,首先要建立合适的有限元模型。

对于大型多工位压力机而言,由于结构复杂,需要将其分解为多个子模型进行分析。

在建立有限元模型时,需注意对各个子模型进行适当的简化,以提高计算效率。

有限元分析的核心是建立良好的网格模型。

在大型多工位压力机的刚度研究中,我们特别关注机架和滑块的刚度。

对于机架而言,通常将其划分为薄板和薄壳两部分进行建模。

薄板的刚度受到材料性质和几何形状的影响,薄壳则受到弯曲和扭转的影响。

对于滑块而言,通常将其简化为刚体进行建模。

在有限元分析中,边界条件的设置是十分重要的。

对于大型多工位压力机而言,常见的边界条件有固支和约束。

固支是指将某些节点固定住,模拟实际中的刚性支撑;约束是指设置一定的位移或扭转约束,模拟实际中的约束条件。

根据实际情况,我们可以合理设置边界条件,以获得准确的分析结果。

有了合适的有限元模型和边界条件后,我们就可以进行刚度的分析。

大型多工位压力机的刚度可以通过计算其位移和应力来评估。

位移是指在受到外部力作用下,机架和滑块发生的变形程度。

应力是指机架和滑块内部单元材料的受力情况。

通过对位移和应力的计算,我们可以得到大型多工位压力机的整体刚度和局部刚度分布情况。

有限元分析的结果可通过后处理工具进行可视化展示。

压力机门式机身有限元分析与校核方法

压力机门式机身有限元分析与校核方法

压力机门式机身有限元分析与校核方法I. 绪论A. 研究背景和意义B. 压力机门式机身有限元分析的研究现状C. 本文研究内容和方法II. 压力机门式机身的设计A. 设计参数和要求B. 机身结构方案的选择和分析C. 机身的材料和加工工艺选择III. 有限元建模和分析A. 建立门式机身的有限元模型B. 建立荷载边界条件C. 优化有限元模型IV. 有限元校核方法A. 校核方法的原理和流程B. 确认应力集中点和应变分布C. 确认材料强度和安全系数V. 结论A. 研究结论总结B. 对研究工作的展望和建议注:以上提纲仅供参考,实际整理应以具体的文章要求为准。

第一章绪论传统的机械加工业中压力机是一种非常重要的机械设备。

随着现代制造业的发展,压力机的作用和重要性也越来越突出。

其中,门式机身是压力机的主要组成部分之一,其设计和制造质量直接影响到压力机的性能和寿命。

门式机身的设计常常是一项复杂的工作,需要考虑多种因素,如荷载、材料、加工工艺等。

而传统的设计方法往往只能通过实验或经验方法进行,具有耗时、成本高的缺点。

因此,使用有限元分析方法来进行机身结构设计和优化显得更为科学、高效。

本文旨在探究压力机门式机身的有限元分析与校核方法,对门式机身进行优化设计,提高其抗载承载能力,为进一步提高压力机的性能和质量提供理论和技术支持。

第二章压力机门式机身的设计压力机门式机身的设计复杂度较高,需要考虑多个设计参数和要求。

首先,需要明确机身的承受荷载类型、荷载大小和荷载方向。

然后,根据荷载要求来选择合适的机身结构方案,常见的设计是采用I型或X型机身结构。

最后,在确定机身结构方案后,需要考虑机身的材料和加工工艺,以确保机身的质量和性能。

在机身设计中,一般采用材料力学和应力分析方法来进行机身设计的计算和分析。

这些方法在设计中主要考虑机身结构在受到荷载时的变形、内部应力情况、固定点位移和机身锚定等问题。

然而,这些方法适用性较为有限,通过有限元方法进行机身设计和分析能更好的解决这些问题。

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1 8.
式中: I ∞I 一——立柱的最大挠度值 ; [ 6 ] ——许用挠度值 ;
z ——立柱产生弯曲变形的有效长度。 由图4可知 , 立柱的最大挠 度值约为1 . 7 9 6 m m,
即I n , I 一 =1 . 7 9 6 m m; 立 柱有效弯 曲长度 Z =2 3 7 0 ,
集 中在 立 柱 的上端 , 其 下端 与机 座连 接 , 而且 4个 立
柱变形相等 , 所以, 在分析计算时把其中任意一个立 柱假设 为悬臂梁来研究 。在图 4中可以看出各个截
面 的挠 度值 以及 立柱 的薄弱 部 位集 中在 立 柱与 滑块 上 端面 接触 的部 位 , 其刚度 条件根据公式 ( 1 ) 和 公 式( 2 ) 判断 。
1 压 力 机 的结 构 及 载 荷 分 析
顶式压力机有限元模型如图 3 所示 。
第l 2期
蔺文 刚等 : 新 型压力 机 机身有 限元分 析
6 1
3 . 3 压 力机 立柱 刚度分 析 由于该 压 力机 在偏 斜 载 荷作 用下 受 的水平 分 力
型, 对该 压 力机所 受 约束 和载荷 进行 了进 一步 处理 , 并 进行 了有 限元 分 析 , 对 其 立柱 的弯 曲刚 度 进 行 了
( 1 . 甘肃交通职业技 术学院 , 甘肃 兰州 7 3 0 0 7 0 ; 2 . 国网甘肃省电力公 司刘家峡水电站 , 甘 肃 临夏 7 3 1 1 0 0 ;
3 . 甘肃省交通规划勘察设计 院 , 甘肃 兰州 7 3 0 0 3 0 ) 摘 要: 以阴极铜 自动包 装生产线 中的下顶式压 力机作为研究对象 , 利用 A N S Y S软件建立机身有 限元模 型并对其进
管路及电气系统装置联系起来构成完整的一体。主 机部分 由机身和主缸两部分组成。在铜包装生产线
中由于生产需要采用 的下顶式压力机 , 其液压缸与 下工作台相联结 , 工作 中液压缸活塞杆推动滑块 自 下而上运动 , 由滑块和上横梁压紧工件 , 受力面处于
该压力机压紧的每垛铜板 ( 1 8片) 由于一侧有 加工 吊耳 , 所以 , 两边高度不一致 , 形成了偏斜载荷 ,
所以, 该 压力 机在 压 紧 铜 板 的过 程 中立 柱 发 生 了偏 斜 的现象 。以此来 分 析该 下 顶式 压力 机 立柱 的受 力 情况 , 并根 据实 验数 据建 立该 压力 机 的有 限元模
自由端的上横梁。控制机构包括 动力机构、 充液装
置、 限程 装 置 、 管路 、 电器 控制 等几 部 分组成 。 主要技 术参数 为 : 液体 工 作 压 力 P=2 0 MP a , 立 柱 直径 D =1 4 4 a r m, 立 柱距离 : 左右 1 6 5 0 m m, 前 后
1 1 5 0mm 。
型¨ 】 , 用有限元分析软件 A N S Y S 对其 弯曲刚度进行 分析计算 【 2产线使 用
安全 提供 理论 依 据 。
1 . 2 载 荷特 性
图 2为 阴极铜 自动包 装 生产 线 中下顶 式压 力机 所 压 紧的 每 垛 铜 板 示 意 图 , 铜板 的大小 1 0 0 0 m m×
1 0 0 0 m m, 每垛铜板一般 由 l 8片组成 , 由于铜板一侧 有 吊耳 而使 两 边高 度不 一致 , 所以, 出现偏 斜 载 荷 引。
图 2 每垛铜板
2 压力 机机 身的建模
图 1 下顶 式 压 力机
2 . 1 有 限元模 型的 建立
在A N S Y S前 处理模 块 , 采用 自顶 向下 的建模 方 式进 行建 模 , 该 压力 机机身 在划 分单 元 时 , 采用 自由 划分 网格 的方式 , S m a r t S i z e 选为6 , 划分 网格 后 的下
行有限元分析 , 根据变 形云图找 出立柱 的薄弱部位 , 计算其 弯曲刚度 , 为 同类产品 的设计提供一定 的理论 参考。
关键词 : 压力机 ; 有限元 ; 立柱 ; 刚度 中圈分类 号 : T G 3 0 5
金 川公 司 阴极铜 自动包 装 生产 线 由于生 产需 要 采 用下 顶式 压力 机 , 主 机 部 分 由机 身 和 主缸 两 部 分
分析计算 , 得出了在偏斜载荷作用下 的变形图, 找出 了立柱 的薄弱部位及变形量, 并通 过计算得 出其摆
动符合 刚度条件的结论。
参考 文 献 :
[ 1 ] 金 红. 高 速压 力机 闭式 组 合机 身 有 限元 分析 与 优化
I ∞l — s[ ]

( 1 )
( 2 )
[ D] . 南宁: 广西大学 , 2 0 0 4 .
[ 2 ] 展卫 国 , 倪建成 , 徐鲁 东. 机 械压力机 滑块允 许偏载 荷
的确定 [ J ] . 工艺 与检 测 , 2 0 0 5 , 1 6 ( 5 ) : 8 5— 8 6 . [ 3 ] 陈鑫 , 于雪 , 林 松. 轿车车 身静态 刚度计算 及静态 竖直 弯 曲刚度优化分 析 [ J ] . 汽车 技术 , 2 0 0 4 , 1 3 ( 1 ) : 1 5—
第3 O卷
第1 2期
甘 肃科 技
Ga n s u S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
o r 2 . 3 O
Ⅳ0 . 1 2
2 0 1 4年 6月
J u n . 2 0 1 4
新 型 压 力 机 机 身 有 限 元 分 析
蔺文刚‘ , 焦世威 , 何广 发
1 . 1 下 顶式压 力机 的结构
本机 器 由主机 和 控 制机 构 两 大 部分 组 成 , 通 过
组成 , 其工作过程为液压缸与下工作台相联结 , 工作 中主液 压缸 活 塞杆 推 动 滑块 自下 而上 运 动 , 由 滑块
和上横梁压紧工件 , 受力面处于 自由端 的上横梁, 结
构 简 图如 图 l 所示 。
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