伺服冲床主传动机构构型及运动学优化设计-论文.pdf

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1、第51卷第11期机械工程学报Vlo1．5lNO．112015年6月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGJun．2015DoI：1O．3901／ⅥE．2015．11．001伺服冲床主传动机构构型及运动学优化设计木周艳华，2谢福贵，刘辛军，(1．清华大学机械工程系制造工程研究所北京100084；2．海军航空工程学院飞行器工程系烟台264001：3．清华大学精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室北京100084)摘要：伺服冲床是一种高速高频高精的新型板材冲压机床，其主传动机构构型、尺寸、性能直接影响冲床的精度、效率

2、、冲压力等主要工作性能参数。通过分析现有机构构型，对伺服冲床主传动机构进行构型设计，并分析两种不同类型的机构特点。总结目标函数法和性能图谱法两种优化方法的特点及适用情况，提出基于目标函数法的冲床主传动机构优化目标函数，并采用两种优化设计方法分别对两类主传动机构进行尺度综合，验证了不同类型机构的特点。该研究对伺服冲床主传动机构构型及优化设计提供了思路及方法。关键词：伺服冲床；主传动机构；机构构型；优化设计中图分类号：TH11TypeSynthesisandOptimizationofMainDrivingMechanismforServ

3、o-punchPressZH0UYanhua，XIEFugui，LIUXinjun，(1．DepartmentofMechanicalEngineering，TsinghuaUniversity,Beijing100084；2．DepartmentofAircraftEngineering，NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity,Yantai264001；3．BeijingKeyLabofPrecision／Ultra—precisionManufacturingEquipmentsan

4、dControl，TsinghuaUniversity,Beijing100084)Abstract：AnEulerbuckledbeamformednegativestifnessmechanismiSproposedandthestaticcharacteristicofwhichiSanalyzed．Servodriveturretpunchpressisanewtypeofpresswithhigh—speed，high—frequencyandhigh-precision．Themaindrivingmechanismisa

5、veryimportantpartwhosetype，dimension，performancecandirectlyafectthemainperformanceofpunchpresssuchaseficiency,precisionandpunchingforce．Basedontheanalysesofmechanismsbeingused，typesynthesisofmaindrivingmechanismisdone．Thecharactersoftwodiferenttypesofmechanismareanalyze

6、d．Twooptimizationmethodsofobjectivefunctionme~odandperformanceatlasesandtheirapplicationareanalyzed．Optimizationobjectsusingobjectivefunctionmethodareproposed．Torecognizethemechanismcharactersbetter,twotypesofmechanismareoptimizedbyusingdiferentmethodsmentionedabove．Thi

7、sresearchprovidesatrainofthoughtandmethodfortypesynthesisandoptimizationofmaindrivingmechanismofservopunchpress．Keywords：servopunchpress；maindrivingmechanism：typesynthesis；dimensionaloptimization链，采用节能环保、行程可调的伺服电动机作为驱0前言动，具有高速、高频、高精、行程可调的特点，得到越来越广泛的应用，其市场发展前景远远超出了冲床是制造业

8、中非常重要的板材冲压工具，广传统的机械式和液压式冲床uJ。泛地应用于航空航天、汽车、电子产品等的加工。作为伺服冲床的核心部件，主传动机构承担伺服冲床是指伺服电动机直接驱动、输出较大的冲着实现高速、高频、大冲压力的作用，其