一种杠杆式精密剪切模的虚拟设计

发布时间：2017-07-31 21:00

  本文关键词：一种杠杆式精密剪切模的虚拟设计

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【摘要】：在机械制造行业中,最初的工序便是下料。下料的质量会对产品后续工序成品的质量、合格率和经济效益等产生巨大影响。为了提升下料质量,压缩原材料消耗,降低下料成本,人们在不断研究更加精密高效的下料方法。本课题研究一种精密棒料剪切模具,采用杠杆装置实现径向夹紧的剪切原理,从而获得精度较高,剪切面畸变小的棒料。本文旨在以计算机辅助设计相关软件平台为依托,结合目前在制造业广泛使用的虚拟样机技术,设计一种杠杆式精密剪切模。本文所做的主要工作和成果有:(1)棒料在径向夹紧机构下剪切受力分析及径向夹紧剪切的功能原理分析。(2)对剪切模进行结构设计,计算其相关工艺参数,绘制剪切模具总图。(3)利用Siemens NX为平台对剪切模进行机械结构建模和整机装配。(4)利用ANSYS Workbench对剪切模的主要零部件进行静力分析。(5)利用DEFORM软件进行模具应力分析及棒料剪断过程的成型情况仿真,通过其提供的模拟数据选定最优参数进行结构优化。本课题利用虚拟样机技术对一种杠杆式精密剪切模进行虚拟设计,使用CAE技术对所设计剪切模进行模具应力分析,同时通过对比不同设计参数条件下的棒料形变断裂情况,逆向对模具结构进行再优化或再设计,为实际制造样机提供理论依据,并为以后的相关设计提供一些参考。
【关键词】：剪切模 精密剪切 虚拟样机技术 有限元分析
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG76
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-13
• 第1章 绪论13-23
• 1.1 课题的研究背景与意义13-14
• 1.2 国内外精密剪切研究现状14-19
• 1.2.1 精密剪切方法研究及其应用14-16
• 1.2.2 几种径向夹紧剪切模结构形式及其应用情况16-19
• 1.3 课题的研究目标、内容、拟解决的关键性问题19-20
• 1.3.1 研究目标19
• 1.3.2 主要研究内容19-20
• 1.3.3 拟解决的关键性问题20
• 1.4 课题采用的研究方法与技术路线20-21
• 1.4.1 课题的研究方法20-21
• 1.4.2 课题的技术路线21
• 1.5 本章小结21-23
• 第2章 径向夹紧剪切的理论分析23-28
• 2.1 剪切面畸变与剪切质量的评定23-24
• 2.1.1 剪切面畸变23-24
• 2.1.2 剪切质量的评定24
• 2.2 普通剪切模与径向夹紧剪切模的受力分析24-26
• 2.2.1 普通剪切模剪切方式的受力分析24-25
• 2.2.2 径向夹紧剪切方式的受力分析25-26
• 2.3 影响棒料剪切质量的几个主要因素26-27
• 2.3.1 棒料材料的化学成分与组织结构26
• 2.3.2 轴向压力26
• 2.3.3 径向压力26
• 2.3.4 动、定剪刃间轴向间隙26-27
• 2.3.5 剪切速率27
• 2.3.6 其他因素27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 杠杆式精密剪切模的结构与设计28-35
• 3.1 杠杆式精密剪切模的结构形式28
• 3.2 主要工艺参数计算28-31
• 3.2.1 剪切力计算28-30
• 3.2.2 夹紧力计算30
• 3.2.3 自发的轴向压缩力计算30
• 3.2.4 剪刃轴向间隙30-31
• 3.3 压力机设备的选择31
• 3.4 剪切模闭合高度的确定31-32
• 3.5 主要零部件的结构与设计32-33
• 3.5.1 杠杆的设计32
• 3.5.2 剪刃与压紧衬垫的设计32-33
• 3.5.3 回位弹簧的设计33
• 3.6 剪切模零件的材料选用33-34
• 3.7 本章小结34-35
• 第4章 杠杆式精密剪切模的三维建模与装配35-41
• 4.1 Siemens NX建模基本流程35-36
• 4.2 杠杆式精密剪切模零部件三维建模36-39
• 4.2.1 动刀架建模及部件装配36-37
• 4.2.2 定刀架建模及部件装配37-38
• 4.2.3 其它零部件建模38-39
• 4.3 杠杆式精密剪切模的虚拟装配39
• 4.4 装配体干涉检查39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第5章 杠杆式精密剪切模的静力分析41-47
• 5.1 有限元法简介41-42
• 5.2 ANSYS Workbench静力分析过程42-43
• 5.2.1 静力学分析流程42
• 5.2.2 静力学分析过程42-43
• 5.3 主要部件静力分析43-45
• 5.3.1 剪刃的静力分析43-45
• 5.3.2 杠杆的静力分析45
• 5.3.3 其他主要部件的静力分析45
• 5.4 本章小结45-47
• 第6章 精密剪切过程仿真分析47-56
• 6.1 DEFORM软件简介47
• 6.247-48
• 6.2.1 DEFORM软件系统组成47-48
• 6.2.2 DEFORM系列产品及其性能48
• 6.3 精密剪切的有限元模拟基本理论48-50
• 6.3.1 刚塑性有限元法原理48-49
• 6.3.2 棒料剪切断裂准则的选择49-50
• 6.4 有限元仿真模型的建立50-51
• 6.5 仿真结果与分析51-55
• 6.5.1 剪切过程仿真51-54
• 6.5.2 棒料应力、应变模拟结果54-55
• 6.5.3 成型温度分析55
• 6.6 本章小结55-56
• 结论与展望56-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 金茵;姚荣庆;;精密棒料剪切设备设计[J];机床与液压;2015年22期

2 瞿二虎;许海媚;张学文;李丹彤;;一种新型浮动精密剪切机构在开卷落料模中的应用[J];模具工业;2015年10期

3 ZHU Sheng Yang;CAI Cheng Biao;LUO Zhen;LIAO Zhong Qi;;A frequency and amplitude dependent model of rail pads for the dynamic analysis of train-track interaction[J];Science China(Technological Sciences);2015年02期

4 郑晓华;徐志杰;付宇;朱荣春;李星;;管件精密剪切研究[J];机械工程与自动化;2014年05期

5 李耀辉;李永堂;;金属圆棒料径向夹紧高速剪切合理间隙值的研究及应用[J];热加工工艺;2014年05期

6 宋瑞华;聂兰启;王洪伟;;多根棒料半封闭式剪切模设计[J];模具制造;2013年08期

7 李有堂;顾东开;李怀清;冀伟;;一种铰链式精密剪切装置结构设计[J];甘肃科学学报;2012年04期

8 王侃;袁明清;;基于DEFORM的变宽度圆盘剪切机剪切质量影响因素研究[J];北方工业大学学报;2012年03期

9 李卫民;成宗胜;巩再艳;;高速精密剪切设计及其关键技术研究[J];机械设计与制造;2012年05期

10 曲郁禅;张昕;程亮;;短节圆钢剪切模设计[J];金属加工(冷加工);2012年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 雷翼凤;杠杆式双钳精密剪切装置的虚拟开发[D];兰州理工大学;2013年

2 顾东开;铰链式精密剪切装置的虚拟开发[D];兰州理工大学;2012年

3 成宗胜;棒料高速剪切机设计及其关键技术研究[D];辽宁工业大学;2012年

4 崔杰;杠杆式精密剪切装置的虚拟开发[D];兰州理工大学;2009年

5 康永平;精密剪切设备的虚拟开发研究[D];兰州理工大学;2005年

6 张峗;双飞轮式棒料高速剪切设备的虚拟开发研究[D];兰州理工大学;2005年

7 李茂清;液气式高速棒料剪切机的虚拟开发研究[D];兰州理工大学;2004年

8 隋丽杰;精密剪切设备的虚拟开发研究[D];兰州理工大学;2003年

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本文编号：601074