【摘 要】
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剪切机作为生产部门用处最广的一种断料设备,多年来一直受到研究人员的高度重视,而传统设计方式已经不能满足现代社会的发展速度,本文利用CAD/CAE技术,结合虚拟样机技术,以φ
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剪切机作为生产部门用处最广的一种断料设备,多年来一直受到研究人员的高度重视,而传统设计方式已经不能满足现代社会的发展速度,本文利用CAD/CAE技术,结合虚拟样机技术,以φ20mm的棒料Q235A为例,利用径向夹紧剪切方式,设计了一种杆杆式精密剪切装置,建立了该装置的虚拟模型。通过数值分析,对若干关键零件进行了设计与优化。本文的主要工作成果有以下几点:1)总结了已有的剪切机的工作特点,分析了他们各自的优势与缺点。论述了虚拟样机技术的产生背景,目前的发展现状,以及大数据的时代下,未来虚拟样机技术的发展趋势;2)论述了棒料剪切的几何关系,对比了几种棒料精密剪切方式的原理,分析得出径向夹紧剪切方式的断面质量较好。分析了棒料剪切的受力过程与应力状态。对影响断面质量的几个主要因素进行了研究;3)运用径向夹紧原理与杠杆技术相结合,设计了一种杠杆式精密剪切装置,详细论述了径向夹紧的工作原理,给出了杠杆式精密剪切装置的总体装配图,并完成了关键零部件的设计,包括杠杆结构、剪刃结构、回位装置、间隙调节装置、定位与卸料装置等。并简述了杠杆式剪切装置的工作流程;4)参照所设计的关键零部件,利用UG NX软件完成了零部件的几何建模,然后对其进行虚拟装配,给出了装置的爆炸图,并对机构干涉检查;5)对初步设计的剪切装置进行运动特性分析,分析了机构运动部件的运动参数位移、速度、加速度,预估了机构的剪切效率,验证了剪切机构在工作过程中的合理性;6)对机构的动态特性做了分析,分析了机构的模态、剪切过程中关键零部件的刚度与强度以及疲劳寿命,校核了机构的强度与刚度。结果表明:设计的杠杆式棒料剪切装置能够实现预定的工作目标,主要部件的强度、刚度等符合工作要求。和现有装置相比,该装置具有工作稳定性好,工作效率高等特点。同时在产品设计过程中,虚拟样机技术的贡献,从设计到仿真,方便设计人员发现错误,改正错误,为产品的实际制造提供数据参考。
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