论文摘要
数控转塔冲床作为冲裁设备之一,由于其具有高效率、高自动化、生产成本低、自动换模、柔性化,适应于多品种,中小批量生产等特点,因而深受广大用户的欢迎,在国内外得到越来越广泛的应用。随着数控技术的不断进步,数控转塔冲床不但得到越来越广泛的应用,而且在结构和性能上也不断的发展。现在的数控转塔冲床基本配置了自动编程软件,工作效率和对复杂零件的加工能力得到了飞跃式的提升。国内已经有一些企业生产数控转塔冲床,但主要以仿制为主,其加工精度和效率与国外先进设备有一定的差距。本文以MT-200数控转塔冲床为研究对象,通过有限元仿真、静态试验和动态实验等手段对数控转塔冲床的性能进行了研究,从而减小其振动和噪声。数控转塔冲床的机身是整个机床的承载部件,当数控转塔冲床工作时,冲头击打时产生的冲裁力作用在机身上,使机身发生振动,从而传递到支撑地面。横梁是数控转塔冲床的送料机构,其动态响应性能直接关系到送料的准确性,同时也影响板材的加工精度和送料速度。本文从数控转塔冲床的静态、动态特性方面做研究,改进设计数控转塔冲床,并对改进后的数控转塔冲床进行静态、动态分析。在此基础上,控制数控转塔冲床的振动和噪声。论文主要研究内容有：（1）建立数控转塔冲床机身的力学模型,对其进行静态分析,求出数控转塔冲床在最大载荷作用下的应力及位移变化情况。在此基础上,对数控转塔冲床机身进行轻量化设计,减小机身冲头对应部位角刚度。（2）应用ANSYS对数控转塔冲床机身进行模态分析,获得机身的固有频率及相应的振型,并与实验测试做对比,得到正确的机身动力学模型。此外,通过实验获得数控转塔冲床的载荷谱,研究数控转塔冲床在动载荷作用下的动应力和动挠度情况。（3）在模态分析的基础上,根据数控转塔冲床的结构特点,改变数控转塔冲床结构,从而提高其固有频率,减小振动。（4）对数控转塔冲床横梁进行模态分析,获得横梁的固有频率；对横粱传动部件进行固有频率计算,获得传动部件的固有频率。对比两者,分析横梁的动态响应性能。（5）在分析横梁动态性能的基础上,对横梁进行轻量化设计,提高其响应性能。（6）通过实验测试得到数控转塔机床的噪声信号,对这些信号进行分析,得出噪声产生的原因,并对噪声加以控制。
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摘要ABSTRACT目录第一章 绪论1.1 课题研究的背景1.2 电伺服数控转塔冲床的组成与特点1.2.1 电伺服数控转塔冲床的组成与工作原理1.2.2 电伺服数控转塔冲床的特点1.3 国内外数控转塔冲床的发展状况及研究趋势1.4 本文主要工作第二章 本课题研究的理论基础及实验技术简介2.1 电测应变技术2.2 振动理论及实验方法2.2.1 振动理论2.2.2 振动的实验方法2.3 有限元技术简介2.3.1 有限元技术的应用步骤2.3.2 ANSYS简介2.3.3 有限元模型的建立2.3.4 模态分析理论2.3.5 优化设计理论第三章 机身结构静态分析与优化研究3.1 机身的有限元建模3.2 机身的静强度、刚度分析3.3 机身的静强度、刚度测试3.3.1 机身静强度、刚度测试方案3.3.2 机身静强度、刚度测试结果分析3.4 机身的轻量化设计3.4.1 机身优化模型的建立3.4.2 轻量化优化结果分析3.5 基于提高机身冲头部分角刚度的优化设计3.5.1 机身冲头部分角刚度分析3.5.2 机身冲头部分角刚度优化（方案一）3.5.3 机身冲头部分角刚度优化（方案二）3.6 本章小结第四章 机身结构的动态分析与优化研究4.1 基于有限元的机身模态分析4.1.1 螺栓结合部等效动力学模型4.1.2 机身模态分析4.2 振动频率测试4.2.1 振动测试方案的拟定4.2.2 机身频谱分析4.3 机身结构的动响应分析4.3.1 机身载荷谱4.3.2 机身动态响应分析结果4.3.3 机身动态响应实验分析4.4 机身结构的动态性能优化设计4.5 本章小结第五章 横梁的静动态研究及优化设计5.1 横梁的静动态分析5.1.1 横梁结构简介5.1.2 横梁的静动态分析5.2 横梁的有限元模态分析5.2.1 导轨结合部的处理5.2.2 轴承与丝杆结合部的处理5.2.3 横梁有限元模态分析5.3 横梁的动态测试5.3.1 横梁动态测试频谱分析5.3.2 横梁传动部件的响应频谱分析5.4 横梁的动力学优化设计5.5 本章小结第六章 噪声测试与分析6.1 噪声理论6.1.1 噪声的评价方法及危害6.1.2 噪声的控制6.1.3 隔声技术6.2 数控转塔冲床噪声测试与分析6.2.1 噪声测试仪器与原理6.2.2 噪声值分析6.2.3 噪声频谱分析6.3 噪声控制的初步方案第七章 工作总结与展望7.1 工作总结7.2 本文的创新点7.3 研究展望参考文献致谢攻读硕士学位期间主要的研究成果
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