基于ANSYS的数控冲床床身优化设计.pdf

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1、·杌械研究与应用·2013年第1期(第26卷，总第123期)应用与试验基于ANSYS的数控冲床床身优化设计刘峻(江海职业技术学院，江苏扬州225101)摘要：在对数控转塔冲床模型提出简化处理基础上，运用SolidWorks软件对数控冲床进行实体建模，导入ANSYS中建立数控冲床床身的有限元模型，对数控冲床的有限元模型进行了床身的应力、位移分析，为结构优化提供了基础。建立优化模型，利用ANSYS软件对数控转塔冲床床身进行拓扑优化，将优化后的结果进行有限元验证，计算结果表明优化效果明显。关键词：数控冲床；ANSY

2、S；优化设计中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：1007—4414(2013)01-0053-03CNCpunchpressbedoptimizationdesignbasedonANSYSLiUJun(fianghaipolytechniccollege，YangzhouJiangsu225101，China)Abstract：Inthepaper，themodelispresentedbasedonthesimplifiedprocess，usingSolidWorkssoftwareforCN

3、Cpunchingmachinesolidmodeling．Thefiniteelementmodelforthenumericalcontrolpunchisestablished．Thestress，displacementa-nalysisofthefiniteelementmodelprovidethebasisforstructuraloptimization．ByestablishingoptimizationmodelandusingANSYSsoftware，thetoplogyoptimiz

4、ationforCNCturretpunchpressbedisdone，theoptimizedresultsaretestedbyANSYS，thecalculationresultsshowthattheoptimizationeffectisobvious．Keywords：CNCpunchpress；ANSYS；optimizationdesign1引言2数控转塔冲床有限元模型的建立数控转塔冲床作为冲裁设备之一，由于它具有高2．1床身模型的简化效率、高自动化、生产成本低、自动换模、柔性化等特数控转塔

5、冲床采用闭式整体焊接结构，数控转塔点，适应于多品种，中小批量生产，因而深受广大用户冲床床身是由Q235一A钢板焊接而成的一个空间板的欢迎，在国内外得到越来越广泛的应用。现在的数系结构，其中前板及后板上部均开有轴承孔，前后板控转塔冲床配置了自动编程软件，工作效率和对复杂之间焊有若干连接筋板。设备工作时打击力向上通零件的加工能力得到了飞跃式的提升。数控转塔冲过轴承孔传给床身，向下通过回转头传给工作台。床在设计、制造上有更高要求，其不仅要有良好的静床身是数控转塔冲床的重要支承部件，其结构特态性能，而且设备的动态性能

6、也成为其整体性能的重性对冲床的加工精度、抗振性、冲裁效率和使用寿命要构成。等方面影响很大。因此，床身结构的动态性能是决定传统的设计方法的设计方案只是根据经验所提整机性能的重要因素之一_2J。简化后的数控转塔冲出，没有经过实验校核和有限元分析。可能会导致质床身模型如图l所示。量过大、关键部位强度、刚度不够、动态特性差等问2．2单元的选取题。传统的静态设计和经验设计已不能完全满足高在ANSYS软件里，三速数控转塔冲床的工程要求。如果结构设计不合理，维实体单元有六面体单元将发生明显的噪音和振动，严重影响数控转塔冲床

7、的和四面体单元两种。由于工作效率、加工精度和模具的寿命J。六面体单元在划分时要求床身是数控转塔冲床的一个基本支撑部件，工作结构规则，而对于床身这类图1数控转塔冲床时承受全部工作变形力。因此，床身的合理设计对减较复杂的结构，对其进行六床身结构轻数控转塔冲床重量，提高转塔冲床刚度，以及减少面体单元的自动划分十分制造工时，都有直接的影响。采用有限元方法对数控困难。采用四面体单元分析三维结构，单元划分比较转塔冲床进行模拟分析，以便进一步对数控转塔冲床灵活，可以逼近较复杂的几何形状。因此采用单元床身进行优化设计。str

8、ucturalsolid10node92，该单元为四面体l0节点三收稿日期：2012—12—27作者简介：刘峻(1970一)，男，江苏扬州人，工程师，研究方向：机械设计、数控技术。·53·