高速精密压力机关键构件精度设计研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gymc2009
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高速精密压力机广泛应用于电子器件、轨道交通以及航空航天等领域,滑块下死点精度是决定其产品质量以及模具寿命的重要参数,同时也受到多种因素影响。针对高速精密压力机关键构件运动精度进行分析与优化设计具有重要意义。本文以高速精密压力机双滑块六杆机构为研究对象,研究转动副磨损以及杆件弹性变形对滑块下死点精度的影响,综合考虑两者分析结果以及杆件制造误差,进行连杆长度公差精度综合与可靠度评价,并对下死点精度测试实验进行设计,旨在提出一种合理有效的杆长公差精度综合方法。首先,转动副磨损将扩大其间隙值,是下死点精度的重要影响因素。假设轴颈与衬套连续接触,通过运动学和动态静力学分析确定各转动副磨损位置及轴颈衬套间的相对运动。基于Archard粘着磨损理论构建转动副磨损深度模型,建立材料属性、相对运动、接触应力以及润滑状况与磨损深度的关系,确定滑块位于下死点处时各转动副单周期磨损深度,并研究了曲轴转速对磨损深度的影响。其次,杆件弹性变形作为影响下死点精度的另一重要影响因素,对其进行研究有重要意义。基于弹性动力学理论建立多杆机构弹性变形分析数学模型,提出考虑弹性变形的冲压机构运动精度求解方法。以梁单元作为等效单元,综合考虑了横向位移、纵向位移、转角位移以及曲率的影响,建立机构运动微分方程,利用实振型叠加法进行解耦求解,确定不同转速下构件弹性变形及其导致的下死点位置漂移量。最后利用ADAMS软件进行刚柔耦合仿真,验证了计算结果的正确性。然后,基于环路增量法建立高速精密压力机主运动机构误差传递模型,综合考虑了弹性动力学研究成果以及构件制造误差影响。根据误差显著度以及杆件工艺成本,确定精度综合调整的优先顺序。对转动副中心点间距,即连杆长度公差进行精度综合设计,并根据蒙特卡洛可靠度仿真实验对设计进行评价。此外,以设计方案为对象,结合本文对磨损深度分析成果,研究磨损对下死点精度保持性的影响,推导出在本文考虑因素下应进行精度补偿措施的周期以及转动副最大磨损深度的允许值。最后,对高速精密压力机下死点精度测试实验台进行设计,其中包括硬件、软件以及实验方案三方面内容。该实验旨在通过对比不同转速下滑块下死点精度变化,表明弹性变形等因素对下死点精度的影响。
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