有效降低折弯机喉口处应力的机身优化设计.doc

有效降低折弯机喉口处应力的机身优化设计 文章编号:1672—0121(2O10)01—0055—04 有效降低折弯机喉口处应力的机身优化设计 潘殿生.潘志华,阮康平,孟峻峰 (江苏扬力数控机床有限公司,江苏扬州225127) 摘要:喉口是折弯机机身结构中的薄弱环节,该处应力集中比较严重.本文结合MB8—250x3200数控折 弯机新机型研发项目,采用有限元法对机身进行了优化.优化后的机身不但有效地降低了喉F/处的应力,而 且节约了材料,提高了经济效益. 关键词:机械设计;机身;折弯机;优化设计 中图分类号:TG315.5+4文献标识码:B 1引言 机身是数控折弯机的一个基本部件,所有零部 件都安装在机身上面,工作时要承受全部工作变形 力.因此,机身的合理设计对减轻折弯机重量,提高 折弯机强度和刚度,都具有直接的影响【lJ.我们通过 有限元软件ANSYS对机身静力学分析后发现,数控 折弯机机身的平均应力水平并不高,除了局部存在 应力集中以外,最大等效应力在40MPa左右.应力 值远低于材料的许用应力,从满足强度的角度出发, 有很大的优化空间闭.由于数控折弯机采用的是开式 机身结构,在折弯过程中,喉口处会产生很大的拉, 压应力,导致机身的刚度较差.特别是由于有角变形 收稿日期:2009—09—26 作者简介:潘殿生(1965一),男,高工,从事数控板材加工设备的研究 开发 存在,严重影响工件精度和模具寿命.因此,有效降 低喉口处的应力集中值,提高该处的强度,成为优化 过程中一个关键的环节l3l. 本文结合MB8—250x3200数控折弯机新机型研 发项目,对如何降低喉口处的应力值做了一定的研 究.在优化过程中,根据有限元计算结果,结合理论 分析,研究了喉口处应力值大小对喉口加强筋的尺 寸,施加位置和施加方法之间的定性关系,为折弯机 的结构设计及优化提供了理论指导与依据. 2理论4-1-算 图1所示为折弯机机身强度计算简图. 将开式机身视为开口刚架,则Ⅱ～II截面上受 到弯矩M和拉力P的作用.则有: M=Pg(A+yc)(1) 式中:公称压力; 5结束语 离合器制动器的性能对压力机的使用非常关 键,在保证离合器制动器本身质量和可靠性的情况 下,其气动控制系统的设计和调试也很重要.本文所 述来自实际生产经验,不足之处敬请同行指正. 【参考文献】 [1】张兰军,王玉山.浅谈大型机械压力机主要功能部件.锻压装备与 制造技术,2008,43(4):18—20. AKindofSplitClutchBrakeandPneumaticControlSystemofPress ZHANGLanjan (HefeiMetalformingGroup,Hefei230601,AnhuiChina) Abstract:Thestructuralprinciplesofsplitclutchbrakeoflargemechanicalpresseshavebeenmainly inthetextaswellasthethoughtofdesignandtheprinciplesofitspneummiccontrolsystem.Thecausesof duringtheworkingofclutchandbrakehavebeenanalyzedandthecorrespondingsolutionshavebeenpu Inaddition,specificadjustmentandtestingprocesshavealsobeenexplained. Keywords:Clutchbrake;Pneumaticcontrolsystem;Press 图1机身强度计算简图 A——滑块中心线到机身喉口内缘的距离,即 喉口深度; —— 喉口内缘到截面形心的距离. 强度计算公式为: 争+孚(2) 一 (3) 式中:厂一最大拉应力; 一 最大压应力; —— 危险断面Ⅱ一Ⅱ的高度; 卜危险断面Ⅱ一Ⅱ的截面积; .产一危险断面Ⅱ一Ⅱ的惯性矩. 以上理论计算是按细长梁计算的,对折弯机实 际结构做了一定的简化和假设,而且折弯机实际工 况也比它复杂,只能用做定性分析. 3有限元分析 3.1原机型分析 原机床机身的左,右侧板厚度为80mm,图2为 喉口处应力云图,图3为图1所示的Ⅱ一11截面上 的应力曲线图. 从图2可以看出,喉口处内缘圆弧处存在应力 ,应力最大值246MPa,已经超出了材料的许用 ,需要降低此处的应力.而从图3可知,有限元 所得曲线形状与理论分析的一致,随着与喉口 之间的距离增大,应力值迅速下降,然后又有稍 反弹.图3中曲线斜率为负的部分表示拉应力, 部分表示压应力.除了喉口处内缘圆弧附近的 值超出了材料的许用应力外,机身其余部分的 图2原机床喉口应