冲压加工机机身结构设计的传统方法存在着设计周期长、结构冗余、材料使用偏保守等诸多弊端。对此,国内一些高校和科研机构采用不同的思路和方法围绕冲压加工机有限元分析开展了相关的研究工作。冲压加工机的有限元分析工作,主要是从年代开始的,梁兴复,曲庆璋对多向模锻冲压加工机横梁进行了有限元分析,计算所得结果与理论分析比较符合,得到了较好的实际应用。接下来,有关这方面的研究逐渐开始增多,研究领域也有所深入。郑州大学的秦东展、祁建中等研究了冲压加工机横梁的结构特点及设计方法,提出利用结构优化设计方法对横梁进行结构设计,并对其中的一些关键理论和技术进行了研究,包括横梁结构的有限元分析、优化方法选择、灵敏度分析和结构重分析,并应用于犯一四立柱冲压加工机下横梁的结构设计,得到了满意的结果杨秀萍、宗升发、曹晓屯采用有限元方法对冲压加工机中的主冲压加工缸、横梁和立柱进行结构设计。得到了详细的应力、应变分布云图及应力集中和最大变形的位置。根据分析结果,优化设计方案,并重新进行数值模拟,使设计达到要求山东工业大学的李德军、李培武在对某厂新近设计的冲压加工机进行结构分析和简化的基础上,用软件对其整体框架式机身进行了静动态有限元计算,求出了正载及偏载工况的应力位移分布,模态分析给出了机身振动的前十阶固有频率及相应振型,在此基础上,总结了该机身设计的力学特点,指出了进一步改进的方向与措施,这对于同类锻压设备的设计及静动态计算具有重要的参考价值〔`'王炳乐,刘开,刘龙泉以冲压加工机上横梁为对象,通过对原结构上横梁的有限元分析,他们认为上横梁原结构形式较为合理,但强度较为富裕。针对这一特点,他们将不带孔侧板、带孔侧板、筒体、上面板、下面板和筋板分别减簿、巧、巧、、、再作计算。
最后,新结构和原结构相比,重量约轻,为原重的左右叶宏克,周照耀,邵明针对数控精密金属粉末冲压加工成形设备的框架机身进行了结构分析和优化设计,对框架机身的简化模型进行静、动态有限元计算。在静态分析中对其进行强度校核和刚度校核,通过模态分析给出了机身振动的固有频率及相应振型。在此基础上,采取结构改进措施,降低了设备机身的制造成本,保证了设备性能”】浙江大学的候晓望,童水光对一单动薄板冲压冲压加工机进行了静、模态分析和结构动力学分析,得到了机架的前十阶固有频率和相应的固有振型,并对前三阶固有频率和振型进行了详尽的分析和评价,在该项目中取得了显著的工程价值和经济效益刘茜,石维佳利用提供的语言,实现了对冲压加工机的有限元建模和参数化分析。
这种方法避免了大量重复和反复的有限元建模与前、后处理操作,产品设计效率得到了较好的提高西北工业大学的张盛华,余心宏对快锻冲压加工机机架进行了静动态、正偏载的应力分布规律及模态分析,发现偏载会使机架危险截面的最大应力增大左右。以上的这些研究,都将有限元的方法引进了冲压加工机的结构设计中,利用静态有限元分析,可以校核机身部件的强度和刚度,并根据分析结果进行结构优化设计,达到降低成本,提高效益。模态分析可以求出机身振动的固有频率及其相应振型,分析各种振型对冲压加工机工作状态的影响。他们的研究揭示了各压力机的静、动态特性,真实反映了各压力机在工作状态下的实际应力应变规律,为各压力机的整体设计提供了很好的理论依据,同时也为后人的研究奠定了理论和实践基础。
