鍛造操作機鉗口結構性能的研究.pdf

1、鍛造操作機是現代鍛造行業(yè)必不可少的操作設備,其與壓機聯動可實現自動化鍛造。鍛造操作機主要工作模式為夾持鍛件實現鍛件的升降、平移、傾斜、旋轉等運動,夾持部件鉗桿的夾持能力是鍛造操作機順利工作的基本保障,鉗口作為鍛造操作機唯一與工件直接接觸的零件,其結構的合理設計對鉗桿夾持性能和其余結構的設計有著直接影響。本文從分析鉗桿夾持工件夾持力的角度出發(fā),研究鉗口結構對夾持性能的影響,然后以夾持力和鉗口質量為目標,采用不同的優(yōu)化方式對不同鉗口結構參數

2、分別進行優(yōu)化,并以此提出一種設計鉗口結構的思路。
　　鉗口夾持力是根據工件的公稱載重量和夾持力矩通過力的平衡關系確定的,但傳統夾持力計算公式計算結果偏大,無法準確應用于工程設計中,雖然不斷有新的方法應用到夾持力計算和夾持裝置設計中,但力理論分析模型仍采用傳統的模型,認為鉗口水平夾持時工件始終保持水平狀態(tài),對于夾持過程中工件出現的傾斜下垂研究僅局限于鉗口垂直夾持狀態(tài),缺乏對水平夾持工件時工件下垂的研究。
　　基于以上問題的分析

3、,本文的主要研究內容為:
　　(1)對鉗口夾持工件處于水平和傾斜兩種狀態(tài)時鉗口和工件的受力情況進行研究,考慮鉗臂對鉗口的摩擦阻力,分析鉗口水平和垂直夾持工件于水平和傾斜狀態(tài)時接觸點的位置和力的分布,確定了兩種工件狀態(tài)下的夾持力計算公式;通過對30t鍛造操作機動態(tài)仿真,確定工件在被夾持過程中常態(tài)為傾斜狀態(tài),夾持力的計算應以工件處于傾斜工況進行分析。
　　(2)鉗口水平夾持工件傾斜時,鉗口與工件剛性條件下為點接,夾持面接觸力位于

4、鉗口棱邊,但在實際高溫條件下,工件易發(fā)生塑性變形,通過對工件受力進行有限元計算,接觸力分布在鉗口棱邊很小范圍內,理論計算時可不用考慮工件變形對接觸點位置影響。
　　(3)建立了夾持力和鉗口質量的數學模型,分析鉗口各結構參數和接觸面摩擦系數對夾持力及鉗口質量的影響規(guī)律,以夾持力和質量最小化作為鉗口相關參數設計的依據。在分析鉗口凸齒結構的作用時,利用等效摩擦系數表示其對工件軸向的阻礙作用,說明了鉗口凸齒結構對夾持力的影響方式,并以等效