制件-模具-装备系统机械耦合刚度研究

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1、摘要本文是基于塑性成形理论及其工艺要求，采用有限元法进行制件．模具．装备系统机械耦合静态分析、预紧分析以及模态分析，进而提出了制件．模具．装备系统机械耦合设计、分析和综合优化法。精密塑性成形是塑性加工技术发展的重要方向。精密塑性成形以精密塑性成形工艺系统为前提，包括精密塑性成形工艺、模具及装备，其中，模具和装备对成形件的精度具有关键作用。液压机机身是压机的重要组成部分，其承载能力和变形大小及其动态性能将直接影响产品精度及模具的使用寿命。因此，为了以合理的模具与装备成本，达到制件或零的精度要求，有必要以制件或零件的精度为约束

2、条件，对制件．模具．装备系统进行耦合刚度分析、设计和综合优化，以期实现精密塑性成形工艺系统的硬件精良化。文中以反应堆安全壳生产线上的4套成型模具与THP22．4000型成形液压机为基础对塑性成形工艺系统进行了研究。根据实际生产，分别将套模具与THP22．4000液压机机身进行耦合建模，再利用ANSYSWorkbench软件采用节点耦合的方法对耦合模型的各个装配部件进行自由度耦合，使得耦合模型更符合实际设备，模拟结果更加真实。耦合分析结果表明：随着模具占工作台面积或模具的合模高度增大，耦合模型的应力集中现象减少，并且最大等效

3、应力值降低，压机机身变形就越小，耦合刚度越高，同时设备的加工精度越高。通过对快锻液压机的机架进行模态分析，得到了机架的前六阶固有频率及相应的固有振型等动态特性参数。结果表明：THP22．4000液压机具有合理的动态参数，不会发生共振及噪声污染，符合设计要求；机架不仅有前后，上下及左右方向的弯曲振动，而且有扭转振动，这些振动将影响机架的强度、降低刚度，影响锻件的精度及模具和液压机的使用寿命，因此，在设计过程中应适当增加局部刚度来抑制这些振动的影响。制件．模具．装备系统机械耦合刚度研，实现了对多部件、组合机身的整体、全面的研究

4、。解决了部件问的接触问题。解决了因压机和模具传统设计的独立分离设计，引起的压机和模具的生产成本高，加工时液压机与模具装配误差较大，精度较低的问题。制件．模具．装备系统机械耦合刚度研究为设计和优化模具与液压机的设计提供指导。在保证安全壳成形精度的前提下，压机和模具耦合刚度分析可以合理地配置和优化成形模具与装备的结构，降低生产成本，获得更高的经济效益。关键词：耦合分析装配尺寸合模高度预紧分析模态分析精密加工液压机模具有限元法AbstractBasedonthetheoryandtheprocessrequirementofpr

5、ecisionplasticforming，thethesisdidthestudyonstaticanalysisandpre··tighteninganalysisandmodalanalysisofworkpiece--die-equipmentsystem，then，advancedthecouplingmethodofdesigning，analyzingandcomprehensivelyoptimizingworkpiece-mould-equipmentsystem．Precisionplasticform

6、ingistheimportantorientationoftechnologicaldevelopmentofplasticprocessing．Processsystemisthepreconditionofprecisionplasticforming,whichincludsprecisionplasticformingprocess，mouldsandequipments．And，inwhich，themouldsandequipmentsplayakeyroleintheprecisionofformedpar

7、ts．Theframeisthekeycomponentofhydraulicpress．Thebearingcapacity,thedeformationandthedynamicperformanceofpressframedeterminetheprecisionofproductsandtheservicelifeofmouldsareimpacted．Thus，itisnecessarytotaketheproductprecisionasrestrictionconditiontodesign，analyzea

8、ndcomprehensivelyoptimizethecouplingstiffnessofworkpiece--mould··equipmentsystem，SOastoreachtheprecisionrequirementofproductsatthereasonablecostsofmould