基于ANSYS的数控冲床床身优化设计

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数控转塔冲床作为冲裁设备之-，由于它具有高效率、高自动化、生产成本低、自动换模、柔性化等特点，适应于多品种，中小批量生产，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。现在的数控转塔冲床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。数控转塔冲床在设计、制造上有更高要求，其不仅要有良好的静态性能，而且设备的动态性能也成为其整体性能的重要构成。

传统的设计方法的设计方案只是根据经验所提出，没有经过实验校核和有限元分析∩能会导致质量过大、关键部位强度、刚度不够、动态特性差等问题。传统的静态设计和经验设计已不能完全满足高速数控转塔冲床的工程要求。如果结构设计不合理，将发生明显的噪音和振动，严重影响数控转塔冲床的工作效率、加工精度和模具的寿命 J。

床身是数控转塔冲床的-个基本支撑部件，工作时承受全部工作变形力。因此 ，床身的合理设计对减轻数控转塔冲床重量，提高转塔冲床刚度，以及减少制造工时，都有直接的影响。采用有限元方法对数控转塔冲床进行模拟分析，以便进-步对数控转塔冲床床身进行优化设计。

2 数控转塔冲床有限元模型的建立2.1 床身模型的简化数控转塔冲床采用闭式整体焊接结构，数控转塔冲床床身是由Q235-A钢板焊接而成的-个空间板系结构，其中前板及后板上部均开有轴承孔，前后板之间焊有若干连接筋板。设备工作时打击力向上通过轴承孔传给床身，向下通过回转头传给工作台。

床身是数控转塔冲床的重要支承部件，其结构特性对冲床的加工精度、抗振性、冲裁效率和使用寿命等方面影响很大。因此，床身结构的动态性能是决定整机性能的重要因素之-2 J。简化后的数控转塔冲床身模型如图l所示。

2.2 单元的选取在 ANSYS软件里，三维实体单元有六面体单元和四面体单元两种。由于六面体单元在划分时要求结构规则，而对于床身这类较复杂的结构，对其进行六面体单元的自动划分十分图 1 数控转塔冲床床身结构困难。采用四面体单元分析三维结构，单元划分比较灵活，可以逼近较复杂的几何形状。因此采用单元structural solid 10 node 92，该单元为四面体l0节点三收稿日期：2012-12-27作者简介：刘 峻(1970-)，男，江苏扬州人，工程师，研究方向：机械设计、数控技术。