基于ADAMS和ANSYS的高速冲床导轨仿真分析.pdf

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1、机械设计与制造第4期182MachineryDesign&Manufacture2012年4月文章编号：1001—3997(2012)04—0182-02基于ADAMS和ANSYS的高速冲床导轨仿真分析木解德乾丁武学王栓虎李太福(南京理工大学机械工程学院，南京210094)Dynamicsimulationandanalysisforhigh—speedpunchguidebasedonADAMS&ANSYSXIEDe-qian，DINGWu-xue，WANGShuan—hu，LITai—fu(SchOOlofMechanicalEngineering

2、。NanjingUniversityofScience&Technology，Nanjing210094，China)【摘要】高速精密数控冲床导轨可靠性关系到整机的动态精度和加工质量，通过对高速冲床传动系统曲柄滑块机构进行运动学分析，同时运用SOLIDWORKS软件建立机构的简化模型，并导入ADAMS软件中施加约束、驱动和冲击载荷，然后进行运动学仿真验证计算的准确性；再运用ANSYS软件对导轨进行柔性体转换，之s后对曲柄滑块机构进行柔性体动力学仿真，获取导轨在实际加工过程中的载荷谱、实体应力分布和柔性变形量，为机床可靠性设计分析和寿命预测的准确性提供了

3、必要的基础。关键词：载荷谱；柔性体；动力学仿真【Abstract】Thereliabilityofhigh-speedpunchguidecandirectlyqfectthedynamicaccuracyandprocessingqualityofpunchingmachine．Throughthekinematicsanalysisandkinematicsimulationofslid—er-crankmechanism。bybuildingasimplifiedmodeZ0厂themechanismwithSOLIDWORKSsoftware，

4、andimportingintoADAMS$oftwaretoconstraints，driveandpunchingload，thedynamicsimulationismadeto．verifythecorrectnessofthecalculation．ThenbyapplyingANSYSsoftwareflexiblebodyconvertingfortherigidguideisdone，anddynamicssimulationforslider-crankmechanismiscarriedouttoacquiretheloadspec

5、trum．stressdistributionoftheentity娜wellasandflexibledeformationintheactualprocessing，whichprovidesnecessaryfoundationfortheaccuracyofreliabilityanalysisandlifeprediction．Keywords：Loadspectrum；Fexiblebody；Dynamicsimulation中图分类号：TH16文献标识码：A曰以速度作直线运动。以O为原点，水平方向为轴，滑块运动1引言方向为Y轴，建立直角坐

6、标系D—。有如下关系式：高速精密数控冲床导轨部件是机床传动系统中主要的导向V装置和摩擦部件，具有引导滑块移动、调节装模高度等作用，其工，作可靠性直接关系到机床动态精度和工件加工质量。冲床工作时／’。、f乞导轨所受载荷情况复杂：同时承受球头连杆的回转面力、导轨内I＼D、A壁应力、工作扭矩以及冲压载荷甚至偏心载荷等各种具有时变、、性、周期性与随机性的高频率变应力，长期运作会发生磨损损伤。-一一●导轨的磨损直接弓1起导轨精度、刚度以及接触刚度降低，造成导轨间隙与变形量增大，使模具在水平面和垂直面内产生偏移、倾一I斜，导致机床下死点精度、水平精度等动态精度下降

7、，机床加工质量与生产效率降低_l_。为研究导轨的磨损并在此基础上进行导轨的优化设计，解决机械结构的可靠性分析、寿命预测等问题，首先图1曲柄滑块机构简图要对导轨相对滑动面所受应力进行分析，获取导轨工作过程中的S目：f12-Z1cosa-／2c0，sinodsin~8=／2II1(1)(2)载荷谱与变形量。将运用ADAMS以及ANSYS软件对导轨进行式中：f．=15mm一曲柄04长度；12=300mm—连杆AB长度。柔性体动力学仿真，分析导轨的受力与变形。联立式(1)、(2)有：2曲柄滑块机构导轨理论受力分析sB=z1“2-z1COSOl—z2、／1一zs

8、inodl：研究导轨受力首先分析导轨运动情形，高速冲床主要工作=zl+l2一zlcos一、／z