液壓機沖裁主動減振技術研究.pdf

1、沖裁是最重要的沖壓工藝之一，它不僅可作為其它復雜沖壓加工的準備工序，還可以直接獲得具有一定精度要求的制件。由于在板料的沖裁加工過程中，變形集中在很小的區(qū)域內(nèi)，且以斷裂方式告終，使得其研究存在很多困難。 板料的沖裁過程隨著板料的斷裂分離而結束，在液壓機上沖裁時，沖裁過程中積蓄在液壓油和液壓機機身的彈性變形能在斷裂時瞬時釋放，引起強烈的振動，產(chǎn)生較大的噪音，損壞模具。同時強烈的液壓沖擊，還可能危及液壓機的液壓系統(tǒng)。長期以來，普通液壓

2、機上不能進行沖裁工作。 目前，對沖壓生產(chǎn)中的振動治理主要采用被動減振的方法，如在液壓機工作臺上安裝緩沖油缸和減振彈簧，這雖然可以減少部分振動和噪音，但存在結構復雜、體積大、能耗高的缺點。本文擬采用主動減振方法對液壓機進行改造，通過改變液壓機的進出口油的流量，控制滑塊速度，使沖裁過程積蓄在液壓油及液壓機機身的彈性變形能量在工件斷裂前基本釋放出來，最大限度地減輕液壓機沖裁引起的振動，從根本上解決沖裁振動問題。 本文分析了沖裁

3、工藝的塑性變形及斷裂的過程，應用Deform-2D商業(yè)有限元分析軟件，對不同材料不同厚度的板料沖裁過程進行模擬計算，獲得沖裁過程各階段應力、應變狀態(tài)，沖裁工藝參數(shù)對板料裂紋產(chǎn)生及斷裂位置的影響，以及整個過程沖裁力的變化，可作為減輕沖裁振動、降低沖裁噪聲的基礎。研究結果表明，沖裁時，低碳鋼和彈簧鋼的斷裂方式不同，彈簧鋼是裂紋產(chǎn)生并擴展引起的脆性斷裂，低碳鋼是韌性斷裂；隨著板料厚度的增加，材料產(chǎn)生裂紋時的凸模行程相對增加，材料斷裂分離所需的

4、凸模行程同樣增加；在一定范圍內(nèi)，隨著沖模間隙的增加，斷裂時的凸模行程隨著間隙的增大而有所增加。 分析了液壓機的液壓系統(tǒng)，按照主動減振原理，提出了進口節(jié)流、出口節(jié)流、旁路節(jié)流等各種方案。按照YA34-400液壓機結構，就不同的減振方案，分別建立了沖裁過程數(shù)學模型，并依此建立了基于MATLAB/Simulink軟件的仿真模型，并根據(jù)樣機實驗參數(shù)進行了數(shù)值仿真。 設計了液壓機沖裁減振試驗系統(tǒng)，進行了幾種方案的沖裁實驗，記錄了滑

5、塊的動態(tài)位移，由沖斷時沖頭的振動幅值判別振動的大小。由仿真結果及樣機實驗結果表明： 1、滑塊的絕對振動由機架振動和滑塊相對油缸的振動合成，后者是主要的，后者的振幅大小約是前者的3.5倍。解決油液壓縮引起的振動是液壓機沖裁減振的主要矛盾。 2.適當減小工作時壓縮液壓油的體積，即提高模具高度，可以減小振動。 3.加大機架的等效剛度只能減小機架的振動，對滑塊的振動沒有明顯效果。 4.2通過進油口節(jié)流，控制滑塊的

6、速度，裂紋產(chǎn)生后利用已經(jīng)蓄積的彈性變形能完成沖裁，通過消耗部分彈性變形能來減振的方案，效果不理想。 5.通過出油口節(jié)流，控制出油量，減緩高壓液壓油釋放過程以減振的方法可行，但有下腔壓力過大的危險，必須加裝蓄能器。 6.計算所得結果中最適合的蓄能器容積5.5L，工作壓力8Mpa，減速閥需選型為工作壓力31.5Mpa，流量80L/min，此時機架變形u的振幅減小為原振幅的56.17％，滑塊相對于機架的位移x振幅減小為原振幅的