数控转塔冲床振动分析与减振研究

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数控转塔冲床作为板材加工主要设备之一,由于该设备自动化程度高,生产效率高,可实现多种模具进行切换加工,对板材加工具有较强的适应性,因此为广大的用户所欢迎。伴随数控技术的飞速发展,数控转塔冲床也不断的与之结合,在其控制和结构的性能上不断的得到完善。对于国内也早已有一些企业有能力生产加工转塔冲床,但主要还是以仿制参照为主,现有的转塔冲床加工精度、性能、加工效率等与国外先进设备还有一定的差距。随着转塔冲床转速的提高,产生的振动问题也愈加严重,对转塔冲床的减振隔振研究就相当必要。通过对转塔冲床引起的振动原因进行研究,提出减小冲床振动的方法。本文以DMT-200数控转塔冲床为研究对象,通过理论分析、建立数学模型、有限元仿真、和动态实验等手段对数控转塔冲床的性能进行研究,找出转塔冲床振动的薄弱环节,对薄弱的环节进行结构改进和优化,从而达到减小振动的目的。论文主要研究内容有:(1)对数控转塔冲床的曲柄滑块进行运动理论计算,对其引起冲床振动的惯性力进行分析,例举出冲床平衡曲柄滑块惯性力的方法,根据数控转塔冲床的已有结构特征,对转塔冲床曲柄滑块机构进行平衡惯性力机构改进,并利用ADAMS对改进前后仿真对比。(2)对数控转塔冲床的转盘进行周向和纵向振动分析,得到不同阻尼、质量和偏心距对转盘振动的影响,针对转盘的振动提出三种减振结构改进方法。利用ANSYS对转盘进行谐响应分析,了解转盘在冲击频率下的响应状态,并对转盘三种改进后的结构进行分析比较。(3)利用ANSYS软件,对转塔冲床转盘、曲轴、床身等主要部件及转塔冲床的装配体进行了模态分析,了解各个主要部件及装配体的振动特性,验证冲床的动刚度是否满足动态设计要求。(4)根据振动力学理论,建立转塔冲床二自由度振动模型,对得出的振动微分方程进行求解。运用MATLAB软件对其振动进行仿真,研究转塔冲床的参数,隔振器的参数以及地基的参数分别对冲床振动的影响,根据分析对隔振器的隔振参数进行优化。(5)对转塔冲床进行振动测试,测得在不同工况下横梁的数据和转塔冲床床身的动态特性,得到冲床实际工作薄弱环节,并针对薄弱环节进行减振设计。得到的数据与模态分析的结果进行比较,进一步验证有限元模型的正确性,为转塔冲床的进一步设计和改进提供依据。
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