Prefazione
L'applicazione della tecnologia delle macchine utensili CNC in vari settori produttivi ha attirato grande attenzione da parte dei ricercatori in ambito industriale. Tuttavia, mentre la scala e la velocità dell'industria manifatturiera delle macchine utensili CNC continuano a svilupparsi, si sono riscontrate anche una bassa efficienza meccanica e prestazioni ridotte. Diversi problemi. piegatrice idraulica CNC è una delle macchine utensili CNC più diffuse.
In questo articolo vengono brevemente introdotti il concetto e la funzione, per poi introdurre la struttura e condurre uno studio approfondito sul metodo di progettazione ottimizzata della piegatrice idraulica CNC.
Cos'è una piegatrice idraulica CNC?
La piegatrice idraulica CNC è in realtà una piegatrice idraulica CNC a doppio cilindro con movimento ascendente. Aziona il ritorno e l'estensione dei cilindri sinistro e destro tramite le azioni impartite da ciascuna valvola disposta nella valvola servoproporzionale e aziona il movimento di sollevamento del cursore.
Per la sincronizzazione del cursore, l'applicazione principale è la tecnologia di servocontrollo elettroidraulico a circuito completamente chiuso. I righelli a reticolo su entrambi i lati inviano il segnale di posizione del cursore stesso al sistema CNC. Quindi, il sistema CNC controlla in modo sincrono la dimensione di apertura della valvola di sincronizzazione e controlla il cilindro. Infine, può essere regolato automaticamente e, infine, viene realizzato il funzionamento sincrono dell'asse del cursore, che viene sempre mantenuto in parallelo con il tavolo di lavoro.
Analisi strutturale della piegatrice idraulica CNC
Analisi statica della struttura della fusoliera
Utilizzo del metodo di analisi degli elementi finiti ANSYS per simulare e analizzare la distribuzione complessiva dello spostamento del corpo della pressa piegatrice idraulica CNC, la distribuzione dello spostamento nelle direzioni X, Y e Z e la distribuzione dello spostamento della gola del corpo, calcolando così la quantità di distribuzione dello spostamento nella direzione di 5 macchine piegatrici.
Attraverso l'analisi, si è scoperto che la deformazione della piegatrice stessa durante il processo di lavorazione può sostanzialmente soddisfare i requisiti di precisione CNC, ma per quanto riguarda la gola, a causa dell'elevata sollecitazione nella posizione inferiore, che può raggiungere un massimo di 169 MPa, supera la sollecitazione ammissibile della normale piegatrice (160 MPa). Nel processo di lavorazione effettivo, la parte più soggetta a fatica e frattura è anche la gola della piegatrice. Pertanto, quest'area della gola dovrebbe essere ottimizzata e dovremmo ridurre opportunamente il valore della sollecitazione per garantire la resistenza della struttura.
Analisi statica della struttura dello slider
Il metodo di analisi agli elementi finiti ANSYS viene utilizzato per simulare e analizzare la distribuzione degli spostamenti del cursore della piegatrice idraulica CNC in tre diverse condizioni di carico. Le tre condizioni sono: carico sull'intera lunghezza del cursore, carico intermedio e carico eccentrico.
I risultati della ricerca mostrano che quando il blocco scorrevole è sottoposto a carico a tutta lunghezza, la variabile di tipo che si verifica è la più piccola; quando è sottoposto a carico intermedio, la variabile di tipo che si verifica è la più grande.
Pertanto, nel processo applicativo effettivo, il carico sulla parte centrale del cursore della piegatrice dovrebbe essere evitato il più possibile e la condizione di carico eccentrico dovrebbe essere la più importante possibile. Per le presse piegatrici idrauliche CNC generiche, la condizione di carico del vincolo del cursore può essere compresa attraverso l'analisi della rigidezza, mentre la precisione di lavoro del cursore della pressa piegatrice, prodotta dalla normale rigidezza del cursore, può raggiungere solo il livello B, che non può essere soddisfatto. Per una produzione snella dei prodotti, è necessario ottimizzare la struttura di questa parte del cursore per migliorare il livello di snellezza del prodotto.
Analisi statica del banco da lavoro
Utilizzando il software di analisi agli elementi finiti ANSYS, eseguire l'analisi di forza del campo di deformazione del tavolo della piegatrice idraulica CNC sotto il carico a piena lunghezza, il carico intermedio e il carico eccentrico. Quando viene applicato il carico a piena lunghezza, la variabile di prestazione generata dal banco di lavoro è la più piccola; quando viene applicato il carico intermedio, la variabile di tipo è la più grande.
Tuttavia, secondo i risultati dell'analisi del software ANSYS, la deformazione del piano di lavoro è maggiore di quella del cursore nelle stesse condizioni di lavoro. La ragione di questo fenomeno è la presenza di tre piccoli fori rettangolari al centro del piano di lavoro, utilizzati principalmente per compensare l'installazione del cilindro dell'olio, al fine di compensare la deformazione del cursore.
Progettazione ottimale della piegatrice idraulica CNC
Progettazione ottimale di forma e dimensione
Il principio di ottimizzazione della fusoliera della macchina piegatrice idraulica è: in base alla condizione di modifica della struttura della fusoliera, utilizzare il software di separazione degli elementi finiti ANSYS per calcolare la massima deformazione verticale della fusoliera e la massima pressione nella gola, assicurarsi che sia nella struttura originale e nell'intervallo di vincoli complessivo di deformazione e sollecitazione ammissibile, lo scopo principale è ridurre il peso della fusoliera.
Pertanto, nella progettazione della macchina piegatrice, il raggio del raccordo della gola deve essere aumentato il più possibile quando la profondità della gola soddisfa gli standard pertinenti per raggiungere l'obiettivo di ridurre la sollecitazione massima della gola.
Ottimizzazione della forza locale
Quando la piegatrice idraulica CNC è in funzione, la gola si rompe facilmente. Pertanto, per garantire la precisione di piegatura della macchina e prolungarne la durata, è necessario ottimizzare e migliorare quest'area. Aggiungendo nervature di rinforzo a forma di C sui lati interno ed esterno della gola della piastra laterale, si riduce la deformazione del corpo della piegatrice e lo stress a carico della gola.
Dopo aver completato il lavoro di rinforzo locale, abbiamo calcolato due volte la deformazione della fusoliera e la pressione sulla gola, quindi la variabile massima della fusoliera della macchina piegatrice e la pressione massima sulla gola sono state modificate in base alla larghezza della piastra laterale della macchina piegatrice. Dopo il miglioramento, si è riscontrato che, sebbene la deformazione massima e la pressione massima della fusoliera e della gola siano leggermente aumentate con l'aumento della larghezza della piastra laterale, la deformazione complessiva della fusoliera e la pressione complessiva sulla gola sono entrambe significativamente ridotte, dimostrando così la fattibilità del metodo di ottimizzazione.
Ottimizzazione della posizione del cilindro di compensazione del tavolo di lavoro
Impostare la distanza H tra il cilindro di compensazione centrale della piegatrice e la superficie del tavolo di lavoro (unità: mm, come di seguito), la distanza tra i tre cilindri di compensazione è D, i cilindri di compensazione su entrambi i lati rispetto al cilindro di compensazione centrale nella direzione verticale del tavolo di lavoro Lo spostamento è H1.
Durante l'ottimizzazione:
- Per prima cosa, mantieni H invariato, modifica i valori di D e H1, analizza la deformazione complessiva del banco di lavoro e determina i valori di H, D e H1 quando la curva di deformazione del banco di lavoro e del cursore possono adattarsi bene.
- In secondo luogo, dopo questa ottimizzazione, viene determinata la quantità massima di compensazione della posizione del cilindro del tavolo di lavoro, in modo da ridurre la deformazione del tavolo di lavoro e migliorare la sicurezza operativa e l'efficienza della piegatrice idraulica CNC.
Conclusione
Questo articolo introduce brevemente il concetto e l'applicazione della piegatrice idraulica CNC. Sulla base dell'analisi della struttura generale della fusoliera, della struttura del cursore e delle relative prestazioni del tavolo di lavoro, ottimizziamo la struttura della piegatrice idraulica CNC in base alla forma e alle dimensioni della fusoliera, alla resistenza locale e alla posizione del cilindro di compensazione del tavolo di lavoro.
I risultati della ricerca dimostrano che il metodo di ottimizzazione della struttura della piegatrice menzionato in questo articolo può ridurre efficacemente la deformazione del corpo della piegatrice e la pressione esercitata dalla gola, nonché ridurre la deformazione del tavolo e migliorare l'efficienza di lavoro della piegatrice idraulica CNC in generale.
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