副標(biāo)題#e#    1引言
   
    數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床是一種利用數(shù)控技術(shù)對板料進(jìn)行加工的鍛壓設(shè)備。與一般沖床相比，它含有一個(gè)高效的數(shù)控系統(tǒng)和沖壓模具庫，通過數(shù)控編程能實(shí)現(xiàn)板料的快速移動(dòng)和定位，只需安裝一次模具就可完成工件上數(shù)十個(gè)甚至成百個(gè)沖裁、淺拉延、壓印等沖壓工序，具有效率高、柔性好、精度高等特點(diǎn)。機(jī)械傳動(dòng)數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床通常采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，雖然具有急回和力放大運(yùn)動(dòng)特性，但由于受到機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，難以獲得理想的工作行程曲線，其滑塊速度不易改變。行程次數(shù)低，功率消耗大。液壓傳動(dòng)數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床雖然能夠很好地控制滑塊的沖程和沖壓頻率，能夠根據(jù)沖壓板材和沖裁件很好地控制沖壓力的大小，但液壓傳動(dòng)沖床也有空程和回程速度慢、生產(chǎn)效率低、所需電機(jī)功率大、易泄漏等缺陷。肘桿式數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上是由不同形式的雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成，具有曲柄半徑小、功率消耗低、工作行程大、回程速度高、在高頻率下能夠得到低而均勻的工藝速度，同時(shí)還可以降低振動(dòng)，減少噪聲到75dB(A)，比機(jī)械壓機(jī)和油壓機(jī)減少10-20dB(A)。因?yàn)闇p少了沖擊，模具壽命可提高3倍以上。
   
    數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床中機(jī)身是承受全部工作載荷的最關(guān)鍵的部件之一，因此，機(jī)身對沖床的精度起著決定性的作用。尤其是其剛度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該重點(diǎn)考慮，因?yàn)橐话銢_床往往不是由于強(qiáng)度不夠而破壞，而是由于機(jī)身變形影響沖床的工作。機(jī)身的剛度不僅影響沖床的性能和使用壽命，還直接影響機(jī)床上模具的壽命及成形零件的加工精度，甚至影響到生產(chǎn)的順利完成。另外，數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床喉口深度比一般沖床更大，機(jī)身剛度更難以保證。因此，我們利用有限元方法分析機(jī)身的受力，合理設(shè)計(jì)機(jī)身結(jié)構(gòu)，使機(jī)身有足夠的剛度，以保證沖床的精度，提高產(chǎn)品性能。
   
    2 機(jī)身的基本結(jié)構(gòu)
   
    傳統(tǒng)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床機(jī)身分為開式和閉式兩種，開式機(jī)身在三個(gè)方向均有開口，故容易接近模具。裝拆模具方便，前后、左右方向均可進(jìn)行操作。對操作者極其便利，同時(shí)還具有機(jī)身結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、占地面積小、造價(jià)比較便宜等優(yōu)點(diǎn)。針對開式數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的工作特點(diǎn)并參考相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，機(jī)身將采用板塊式框架焊接結(jié)構(gòu)。在分析機(jī)身結(jié)構(gòu)的焊接工藝性和沖床零部件安裝空間等要求后，初步設(shè)計(jì)的機(jī)身基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，機(jī)身寬度350mm，高度2200mm，喉口深度1270mm，喉口高度575mm是由鋼板焊接而成的開式結(jié)構(gòu)。

    
    3 有限元模型的建立
   
    COSMOS是SRAC推出的一套強(qiáng)大的有限元分析軟件，傳統(tǒng)的方法在分析裝配體時(shí)是先把零件拆散。然后一個(gè)個(gè)分別處理，耗時(shí)耗力，又存在計(jì)算結(jié)果不精確的缺點(diǎn)。COSMOS提供了多場/多組件的復(fù)雜裝配分析。從而大大簡化工程師的勞動(dòng)。使得分析能夠更好地模擬真實(shí)情況，結(jié)果也就更精確。同時(shí)，COSMOS采用FFE(Fast Finite Element)技術(shù)使得復(fù)雜耗時(shí)的工程分析時(shí)間大大縮短，機(jī)床工作臺(tái)對整個(gè)機(jī)床的剛度和強(qiáng)度影響很小，因此，在建立有限元模型的時(shí)候把工作臺(tái)及其附屬部件全部省略。在COSMOS中建立的有限元模型如圖2所示，整體采用四面體網(wǎng)格劃分，300kN的公稱力分別作用在位于軸承孔正下方的工作臺(tái)和曲柄安裝面上，在六個(gè)地腳螺栓處施加三個(gè)方向的約束，并假定鋼板為理想焊接。