本文關鍵詞：數控板料彎曲成形設備研究及有限元分析

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【摘要】：隨著鐵路運輸業(yè)的快速發(fā)展，鐵路客車的重要作用日益凸顯，其零部件制造技術也越來越受到重視。目前，國內的客車蓋板類零件主要采用彎曲模具和折彎機進行成形。該方法不僅制造成本較高，浪費材料，而且由于需要更換模具，生產效率降低。因此，本課題研究開發(fā)出一種新型的數控板料彎曲成形設備，把不同彎曲角度及曲率半徑的板料的成形集成于一體，簡化板料彎曲成形過程。該可調彎曲角度及曲率半徑的成形設備彎曲板料時的成形工藝與傳統(tǒng)的板料折彎工藝相比具有很多優(yōu)點，因此，該彎曲成形設備將會有非常好的應用前景和發(fā)展?jié)摿Α＿@一設備的研發(fā)可以在很大程度上改變鐵路客車零部件的成形工藝；同時將帶來一定的經濟效益和社會效益。 本文把計算機設計、運動仿真技術和有限元分析方法應用到板料彎曲成形設備的設計研究中。對板料彎曲成形設備的結構進行設計和運動仿真，運用DEFORM軟件對轉向架蓋板的成形過程進行有限元分析。這兩種技術可以有效實現成形設備的虛擬運動，并可直觀觀察設備的運動情況及設備零部件在工作時的機械變形情況等，從而優(yōu)化成形設備的結構設計，提高其工作性能，為設計工作提供依據和指導。 論文的主要工作和研究內容如下： 1．確定板料彎曲成形設備的整體設計方案，并對其組成零部件進行結構設計； 2．確定成形設備的傳動系統(tǒng)，并對液壓傳動系統(tǒng)的主要元件—液壓缸、液壓泵、驅動電機和絲杠導軌系統(tǒng)的主要組成部件—滾珠絲杠、直線導軌、伺服電機進行詳細的選型計算，并選定合適的型號； 3．應用CATIA軟件對板料彎曲成形設備進行虛擬裝配、干涉檢查及其動作過程的運動學仿真分析； 4．有限元模擬，研究轉向架蓋板彎曲成形過程中蓋板各點的金屬流動速度場和應力應變變化情況，確定其應力集中區(qū)；觀察分析成形模具的“載荷-行程曲線”，得到板料成形過程中所需的變形力，對液壓缸、液壓泵的設計及型號選擇的合理性進行驗證；并依據得到的所有分析結果確定最終的成形設備設計方案。 本文對板料彎曲的成形工藝進行了詳細地研究，開發(fā)了一種新型的數控板料彎曲成形設備，，并且通過對成形設備的運動仿真和板料成形過程的有限元分析，得到很多有價值的工藝數據，為實際生產提供了一定的理論支持。
【關鍵詞】：轉向架蓋板 彎曲成形設備 傳動機構 運動仿真 有限元分析
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG305
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 選題背景11-13
• 1.2 數控板料折彎機簡介及其發(fā)展現狀概述13-18
• 1.2.1 數控板料折彎機簡介13-16
• 1.2.2 數控板料折彎機國外研究概況16-17
• 1.2.3 數控板料折彎機國內研究概況17-18
• 1.3 選題的目的及意義18-19
• 1.4 論文的主要研究內容19-21
• 第2章 板料彎曲成形設備方案分析及結構設計21-35
• 2.1 板料彎曲成形設備總體設計方案21-24
• 2.2 成形機構設計24-28
• 2.2.1 成形上模24-25
• 2.2.2 成形下模25-27
• 2.2.3 活動橫梁27-28
• 2.3 后擋料板裝置28-29
• 2.4 機架29-34
• 2.4.1 機架結構設計與熱處理29-31
• 2.4.2 機架的強度計算與校核31-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第3章 板料彎曲成形設備傳動系統(tǒng)研究35-59
• 3.1 彎曲成形設備性能參數設計35
• 3.2 液壓傳動系統(tǒng)35-46
• 3.2.1 工作液壓缸主要尺寸的確定35-40
• 3.2.2 工作液壓缸的結構設計40-43
• 3.2.3 液壓泵的選型計算43-46
• 3.2.4 電動機的選擇46
• 3.3 絲杠導軌傳動系統(tǒng)46-58
• 3.3.1 滾珠絲杠的選型計算47-53
• 3.3.2 伺服電機的選型計算53-56
• 3.3.3 導軌56-58
• 3.4 本章小結58-59
• 第4章 板料彎曲成形設備的虛擬裝配及運動學仿真59-69
• 4.1 板料彎曲成形設備的虛擬裝配59-61
• 4.2 板料彎曲成形設備的干涉檢查61-63
• 4.3 板料彎曲成形設備的運動學仿真63-67
• 4.4 本章小結67-69
• 第5章 鐵路客車蓋板成形過程有限元分析69-83
• 5.1 有限元69-71
• 5.1.1 有限元數值模擬技術69-70
• 5.1.2 DEFORM 軟件簡介70-71
• 5.2 模擬前處理及參數設置71-73
• 5.3 蓋板成形過程模擬和后處理73-74
• 5.4 模擬結果分析74-81
• 5.5 本章小結81-83
• 第6章 結論與展望83-85
• 6.1 結論83
• 6.2 展望83-85
• 參考文獻85-90
• 致謝90-91
• 導師及作者簡介91

【參考文獻】

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本文編號：918121