折弯机静态分析与结构改进设计*

陈 敢

(扬州市职业大学，江苏 扬州 225100)

0 引言

数控折弯机是比较常见的锻压机械，其主要功能是将金属材料变成所需要的几何形状[1,2]。目前数控折弯机在我国有了较大的发展，有许多公司进行了数控折弯技术的研究开发，其中黄石锻压机床厂生产出了数控三点板料折弯机，而上海新力机械厂生产出了WD67K02-100/3200系列数控板料折弯机[3]。虽然国内不断致力于折弯机的研究，并且取得了不俗的成绩，但与国外著名的折弯机公司相比较其开发的产品还有一定的差距，在产品的性能和质量上还需要不断的提高改进[4]。

1 数控折弯机结构介绍

本文所研究的折弯机主要是由机身、油缸、滑块、工作台以及上、下模具组成，其主要参数为：滑块长度3 200 mm，滑块厚度40 mm，滑块行程200 mm；油缸活塞直径150 mm；工作台外形尺寸(长×宽×高)为3 200 mm×800 mm×400 mm。

1.1 建立有限元模型

本文运用SolidWorks软件建立数控折弯机三维模型，然后导入到Workbench有限元分析软件中。根据折弯机的工作情况及结构特点，对折弯机三维模型作出以下简化处理：①忽略一些小孔和尺寸细小的部分；②将底板地脚螺栓固定视为刚度无限大，将地脚螺栓与地面看作固定约束；③由于导轨和滑块之间没有力，因此将导轨作为自由面；④将焊件和锻件的强度假设为相等[5]。简化后的折弯机三维模型如图1所示。

图1 简化后的折弯机模型

1.2 划分网格

由于折弯机的机身一般是由板和壳组成，在受力过程中基本变成拉压状态和弯曲状态两种形式，因此可选择壳单元或者板壳单元。……