论文部分内容阅读
数控冲床由于生产效率高、操作方便、维护容易、价格适中,而被广泛地应用于金属成形加工。本论文致力于开发一种由交流伺服电机驱动的,具有较大柔性的肘杆式回转头数控压力机。全电伺服肘杆式回转头数控压力机是一种由伺服电机直接驱动的新型冲压机床。这种冲压机床与传统机械式或液压式主传动结构的数控转塔冲床相比,具有高速、静音、节能、环保的特点,又具有可控性好、柔性度高的优点,其冲压滑块能够用户需要提供任意的压力变化曲线。因而,该机床不需要改变机床的机械结构,仅需通过数控程序便可改变伺服电机运动规律,就能较为方便地调节机床滑块的位移和速度,以满足不同产品和材料的加工工艺要求。本文在分析国内外现有机械式和液压式压力机特点的基础上,比较了不同类型压力机的优缺点。通过分析比较可清楚地看出,现有压力机均存在柔性化程度低、功耗大、对环境污染等不足。因而,所研制的全电伺服肘杆式回转头数控压力机则克服了上述的缺陷,具有自身独特的优势。本文侧重于全电伺服肘杆式回转头数控压力机主传动系统的设计和研究,研制出一种新型的压力机主传动系统。这种主传动系统具有结构紧凑、冲压频率高、功耗小、工作过程稳定的特点。此外,在主传动系统的打击杆上还安装了一个快速气动伸缩装置,通过该装置有效地扩展了机床滑块的调节行程,提高机床的工作频率,并使机床冲压频率最高可达600次/分。借助于ADAMS动力学分析软件,对所设计的主传动系统进行了多体动力学分析,进行了系统结构的运动仿真和优化。通过结构优化,确定了系统最优的结构参数,求取了最小的伺服电机功率。最后,通过ANSYS有限元分析软件对机床主传动系统各运动部件进行了应力和应变结构分析,获得了各运动部件在工作状态下的应力和应变云图,为系统的详细设计提供了可靠的理论依据。此外,本文还对压力机床身进行了模态分析,获得了机床床身最小的5阶振型,有力地保证了机床工作运行时的可靠性。