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激烈的市场竞争环境与越来越个性化的客户需求对服装和制鞋企业在技术方面提出了更高的要求。多层皮革/布料高速裁剪设备作为其中重要的纺织类裁剪设备,其性能的好坏直接决定了企业的生产成本和产品质量。由于目前国内中小型企业主要还处于手动裁剪和机械冲裁的阶段,严重地阻碍了企业的发展,因此研制高性能的数控裁剪机对于提高企业的生产能力具有重要的实际意义。
针对多层皮革/布料裁床在高速情况下振动噪声大,裁刀弯曲等现象,采用了理论计算与软件仿真相结合的方法,解决了高频振动的问题。本文的主要工作和成果如下:
(1)依据多层皮革/布料高频裁刀机构的工作原理,简化了高频裁刀机构。并且采用多体系统传递矩阵法和带间隙的曲柄滑块机构理论,建立了高频裁刀主传动组件的动力学模型。结合ADAMS仿真,得到了部分零件的性能曲线以及组件的多阶固有频率和一阶固有频率下的振型。
(2)针对裁床从伺服电机输入到裁刀输出的能量传递路线,建立了其空间状态模型,并对模型进行了稳定性分析。为减小裁刀的受力弯曲,在ADAMS中建立了项刀轮的参数化模型。通过自带的多目标优化算法,对顶刀轮组件进行了优化,并在ANSYS中验证了优化后的结果。
(3)由于加工环境的复杂性,本文最后基于裁剪工艺仿真了材料厚度等工艺参数对跟裁剪速度的关系。同时为得到高频裁刀部件受其他机构的影响程度,仿真了其他机构的惯性力和离心力。
本论文综合了理论研究和虚拟仿真的优点,有效的解决了多层皮革/布料高频裁刀机构颤振和动平衡等问题,给企业提高生产技术水平提供了一条新的途径。