QA35Y-30液压联合冲剪机的研究与开发

论文摘要

液压联合冲剪机是高效、低成本组合机床,制造业、加工业等对它的需求越来越大,同时也对它的性能要求也越来越高。为了增强企业产品的竞争力,研究开发了一种新型的带模剪液压联合冲剪机QA35Y-30。QA35Y-30液压联合冲剪机采用单缸,通过机械杠杆传动驱动冲压工作机构;用单片机控制,实现了单次、连续、微动等冲压及剪切的自动化操作与控制,并具有自动计数及预置等功能,有效提高了机器性能,简化了操作。分析剪切工作机构的关键部位,对其进行MATLAB优化计算,实现了工作机构的参数化与优化设计,有效地提高了设计的可靠性与设计效率。液压系统由变量泵供油;溢流阀将泵的出口压力调到给定值;三位四通换向阀与油缸串联,行程由与电磁换向阀连接的行程开关决定;二位四通换向阀与溢流阀并联,用于油缸在无压力情况的对刀;并对油缸的主要技术性能参数进行了计算及强度校核,确定了驱动电机及液压泵。最后用有限元方法和ANSYS软件,建立QA35Y-30液压联合冲剪机床身有限元模型,从理论上阐述了在求解冲剪机床身这类大型三维复杂结构问题中的有限元方法,并对QA35Y-30液压联合冲剪机床身的整体结构进行了静态线性强度分析及床身结构改进。经长沙冲剪机床厂制造证明,在功率相同、结构简化的情况下,可剪切的最大方钢、圆钢、角钢等尺寸明显增加,一次剪切宽度可提高28.3%,机器的净重降低了1t,外形长度尺寸减小了400 mm,减少率达到14.7%。QA35Y-30液压联合冲剪机是高效率、低能耗的机、电、液一体化设备。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 联合冲剪机发展概况
• 1.3 优化设计概况
• 1.3.1 优化设计发展简介
• 1.3.2 优化设计步骤
• 1.3.3 优化设计计算软件MATLAB 简介
• 1.4 有限元方法发展概况
• 1.4.1 有限元方法发展简介
• 1.4.2 有限元方法在我国的发展
• 1.4.3 有限元软件ANSYS 简介
• 1.5 选题背景及意义
• 1.6 课题来源及研究的内容
• 第二章 QA35Y-30 液压联合冲剪机的总体设计
• 2.1 工作原理
• 2.2 主要技术参数
• 2.3 主要工作机构
• 2.3.1 剪切部分
• 2.3.2 冲压部分
• 2.3.3 剪切工作机构的优化设计
• 2.4 电气控制原理
• 2.4.1 控制功能
• 2.4.2 硬件配制
• 2.4.3 软件原理
• 2.5 本章小结
• 第三章QA35Y-30 液压联合冲剪机工作机构分析
• 3.1 剪切部分工作机构
• 3.1.1 剪滑块
• 3.1.2 板料剪切
• 3.1.3 模剪部分设计计算
• 3.1.4 型钢部分设计计算
• 3.2 冲压部分工作机构
• 3.2.1 冲孔吨位计算
• 3.2.2 工件冲孔压力的计算
• 3.3 模具设计
• 3.3.1 冲压百叶窗孔模具的设计
• 3.3.2 120 冲孔剪切模
• 3.4 本章小结
• 第四章 QA35Y-30 液压联合冲剪机液压执行机构的设计
• 4.1 液压系统原理
• 4.2 油缸的设计与计算
• 4.2.1 油缸主要技术性能参数的计算
• 4.2.2 缸筒的计算
• 4.2.3 活塞的设计
• 4.2.4 导向套的选择
• 4.3 电机及液压泵的确定
• 4.3.1 轴向柱塞泵的选用
• 4.3.2 63YCY14-1B 型轴向柱塞泵的选用
• 4.3.3 电动机的选择
• 4.4 本章小结
• 第五章 QA35Y-30 液压联合冲剪机床身强度分析
• 5.1 有限元的发展及ANSYS 软件简介
• 5.1.1 有限元的发展
• 5.1.2 有限元软件ANSYS 简介
• 5.2 床身实体模型的建立与处理计算
• 5.2.1 焊接实体建模型方法
• 5.2.2 焊接实体建模插值处理方法计算原理
• 5.2.3 床身实体模型的建立
• 5.3 床身有限元模型的建立
• 5.3.1 床身有限元模型单元的计算方法
• 5.3.2 床身有限元模型的建立
• 5.4 床身力学模型的计算
• 5.4.1 单元的等参变换
• 5.4.2 通过最小势能原理建立有限元位移法结构的平衡方程
• 5.4.3 求解三维结构大型有限元方程的PCG 算法
• 5.4.4 施加约束、载荷计算求解
• 5.5 QA35Y-30 液压联合冲剪机床身强度分析
• 5.5.1 QA35Y-30 液压联合冲剪机床身应力分析
• 5.5.2 QA35Y-30 液压联合冲剪机床身变形分析
• 5.5.3 改进后的床身静态线性强度分析
• 5.6 本章小结
• 全文总结及展望
• 1 全文总结
• 2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢