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在剪板機(jī)剪切加工中，板料剪切邊緣的變形量是判斷剪板機(jī)加工質(zhì)量好壞的要素之一，而刀具變形量是影響板料剪切邊緣變形量的重要因素。刀具變形量是通過成組的頂、拉調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)。目前，大多數(shù)企業(yè)對剪板機(jī)刀具變形量調(diào)節(jié)是通過人工調(diào)節(jié)方式進(jìn)行，人工調(diào)節(jié)不僅費(fèi)時費(fèi)工不安全，而且難以保證調(diào)整的精度。超大型剪板機(jī)由于刀具較長，頂、拉調(diào)節(jié)螺栓多，調(diào)節(jié)難度將會成倍地加大。針對刀具變形量自動調(diào)節(jié)的研究較少，大都集中在剪切角、剪切間隙的合理規(guī)劃，配合不同的板料材質(zhì)，計(jì)算出出剪切力和剪切水平推力；通過上刀架的有限元分析計(jì)算出最大變形量的點(diǎn)和最大的撓度，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)來加強(qiáng)上刀架的剛度，減小變形量。但是剪板機(jī)的自動控制系統(tǒng)，剪切角、刀具間隙的自動調(diào)節(jié)等都可以作為設(shè)計(jì)板料邊緣變形量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的參考。
針對這種情況，本研究在不改變超大型剪板機(jī)原有構(gòu)造的前提下，研制超大型剪板機(jī)板料剪切邊緣變形量調(diào)節(jié)裝置，能夠自動調(diào)節(jié)頂、拉調(diào)節(jié)螺栓，既保證板料剪切加工的精度，又提高板料的剪切效率，具有廣泛的運(yùn)用前景。
剪板機(jī)通過上、下剪切刀具的相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn)剪切加工，主要通過調(diào)節(jié)下剪切刀具的變形量來調(diào)整被剪切工件的剪切邊緣曲線。下剪切刀具變形量調(diào)節(jié)裝置由軌道小車、扳手送進(jìn)機(jī)構(gòu)、柔性連接機(jī)構(gòu)、可控轉(zhuǎn)角扳手機(jī)構(gòu)組成。
軌道小車用于對扳手機(jī)構(gòu)、送進(jìn)機(jī)構(gòu)及柔性連接機(jī)構(gòu)的運(yùn)載，并實(shí)現(xiàn)沿下剪切刀具方向的定位；扳手送進(jìn)機(jī)構(gòu)用作扳手機(jī)構(gòu)送進(jìn)和回退，實(shí)現(xiàn)扳手的動力套筒與刀具變形量頂、拉調(diào)節(jié)螺栓的嚙合或者松開；柔性連接機(jī)構(gòu)用于輔助套筒和頂、拉調(diào)節(jié)螺栓的嚙合；可控轉(zhuǎn)角扳手機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)動頂、拉調(diào)節(jié)螺栓。
刀具變形量調(diào)節(jié)過程中，裝置的穩(wěn)定性體現(xiàn)在兩個方面：(1)驅(qū)動零部件的強(qiáng)度是否符合要求。(2)可控扳手能否完成定轉(zhuǎn)角控制。
刀具變形量調(diào)節(jié)裝置的驅(qū)動力由伺服電機(jī)帶動減速裝置配合齒輪齒條提供。
刀具變形量調(diào)節(jié)要求較高，調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與工作時變形量需要驗(yàn)證，調(diào)節(jié)裝置在工作時受到扭矩作用會產(chǎn)生位移。為確認(rèn)調(diào)節(jié)裝置能夠順利完成工作，進(jìn)行有限元分析是很好的選擇。進(jìn)行有限元分析前需要對刀具變形量調(diào)節(jié)裝置有限元模型進(jìn)行前處理，其過程包括：材料屬性定義、網(wǎng)格劃分、加載邊界條件及加載載荷。調(diào)節(jié)裝置中不同的連接位置采用的是不同的材料，為了方便計(jì)算，此處采用兩種材料，分別是Q235鋼材以及球狀石墨鑄鐵。
ANSYS Workbench軟件中劃分網(wǎng)格時，軟件會自動區(qū)分規(guī)則部分和不規(guī)則部分，隨后對規(guī)則區(qū)域以六面體網(wǎng)格劃分，而對不規(guī)則區(qū)域則以四面體劃分，所以通過對調(diào)節(jié)裝置規(guī)則區(qū)域分割以使軟件自動以六面體網(wǎng)格劃分，如此一來可以獲得更高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分。
本研究中車體部分機(jī)構(gòu)較大，所受力比較分散，網(wǎng)格劃分的精度不要很高；柔性連接機(jī)構(gòu)部分承載著較大一部分扭轉(zhuǎn)力，是重點(diǎn)分析單元，故而需要精細(xì)網(wǎng)格。軌道小車車體部分采用四面體C3D10M自由網(wǎng)格劃分，受力比較集中的柔性機(jī)構(gòu)部分則采用C3D20Ｒ六面體單元網(wǎng)格劃分。最終的網(wǎng)格單元個數(shù)為5080，節(jié)點(diǎn)個數(shù)為9280。網(wǎng)格邊緣尺寸的最小值為0.0076mm。
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