閉式高速精密壓力機(jī)動(dòng)力學(xué)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、高速壓力機(jī)作為“少無切削類”高效工作母機(jī),能夠生產(chǎn)出更接近最終形狀的金屬零件,更符合潔凈生產(chǎn)和綠色生產(chǎn)的要求,是國家的重要工業(yè)裝備之一。本文以閉式高速精密壓力機(jī)為研究對象,在江蘇省科技攻關(guān)項(xiàng)目“高精度伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)控壓力機(jī)的研制”和江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目“伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)控精密壓力機(jī)”的支持下,結(jié)合江蘇省徐州鍛壓機(jī)床廠集團(tuán)有限公司委托課題“JF75G高速壓力機(jī)動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)”,圍繞閉式高速精密壓力機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析、含間隙機(jī)構(gòu)誤差及其傳

2、遞規(guī)律、系統(tǒng)集中參數(shù)動(dòng)力學(xué)建模與響應(yīng)分析、振動(dòng)隔離等關(guān)鍵技術(shù)展開理論和試驗(yàn)研究。論文的主要工作和創(chuàng)新性成果如下:
　　 1.建立了滿足閉式高速精密壓力機(jī)要求的機(jī)身結(jié)構(gòu)有限元模型,進(jìn)行了機(jī)身結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析和模態(tài)分析。結(jié)果表明:立柱剛度是影響閉式高速精密壓力機(jī)模態(tài)剛度的關(guān)鍵因素；工作載荷下機(jī)身各接觸面間能夠保持良好的接觸狀態(tài):高速壓力機(jī)前三階約束模態(tài)與其工作頻率帶有較大差別,系統(tǒng)不會(huì)工作在共振區(qū)。上述結(jié)論為閉式高速精密壓力機(jī)的機(jī)身

3、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)確定提供了理論依據(jù)。
　　 2.融合非線性等效彈簧阻尼模型和Coulomb摩擦模型,提出并建立了描述含間隙閉式高速精密壓力機(jī)機(jī)構(gòu)的多體動(dòng)力學(xué)模型,得出了間隙對閉式高速精密壓力機(jī)動(dòng)態(tài)精度的影響規(guī)律,為高速壓力機(jī)關(guān)鍵零部件的制造和裝配提供參考。
　　 3.完整地建立了符合閉式高速精密壓力機(jī)特點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力組合機(jī)身整體剛度與各構(gòu)件剛度的關(guān)系模型；并基于高速精密壓力機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理和多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究方法,提

4、出了描述直接彈性支承的高速精密壓力機(jī)質(zhì)量-彈簧-阻尼三自由度集中參數(shù)通用動(dòng)力學(xué)模型,為定量分析高速壓力機(jī)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)提供理論基礎(chǔ)。
　　 4.提出了滿足閉式高速精密壓力機(jī)工況特點(diǎn)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)值仿真方法-沖量仿真法。并將基于該方法獲得的直接彈性支承高速壓力機(jī)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較,驗(yàn)證了集中參數(shù)通用動(dòng)力學(xué)模型的正確性。從而實(shí)現(xiàn)了直接彈性支承高速壓力機(jī)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)定量分析,為實(shí)現(xiàn)高速壓力機(jī)的動(dòng)力學(xué)性能預(yù)測、評估