CN104441726B - 一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法，包括以下步骤：根据所需机械压力机的性能参数，选择机械压力机的连杆型式，根据选择的连杆型式配合齿轮传动得到主传动参数；计算选择需要的配套件型号和性能参数；通过输入零件的具体参数，自动计算零件的刚度和强度，并自动判断计算结果是否符合标准要求；把所有的参数输入计算机，自动生成规范的技术文件和报价文件。本发明通过收集、整理和分析大量的机械压力机的设计资料、经验公式以及优化方法，最终形成一套用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法。本发明编制成软件后，最终只需要windows操作环境、excel软件和inventor软件就可以实现所有的功能要求。

Description

一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法

技术领域

本发明涉及一种机械辅助设计及优化设计技术，特别是一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法。

背景技术

目前，大型机械压力机是压力加工的基础制造装备，在冶金、汽车、机械、电力、铁道、航空航天等众多工业部门占有很重要的地位。随着我国汽车工业的快速增长，对高精度、高效率的大型机械压力机的需求不断增加。以占行业总销售额68％的汽车冲压件为例，正以每年25％的速度增长。对于机械压力机的设计来说，从方案设计计算到相关配套件计算及选型，到关键零部件的强度刚度计算，再到最终的工程化图纸，靠以前的人工计算和绘图将会占用大量的人力和时间，大大增加机械压力机的生产周期，增加投资成本。

现有的机械压力机设计的辅助设计及优化方法都是针对某一部分进行优化或者设计计算，而针对整个压力机包括各个重要零部件的一整套辅助设计和优化及最后的三维造型设计目前还没有。

机械压力机辅助设计及优化设计软件可以大大缩短设计周期，提高设计的稳定性和质量，节约大量人力和时间成本。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可提高设计效率和设计质量、节省人力和时间成本、提高经济效益用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法，包括以下步骤：

A、首先根据所需机械压力机的性能参数，选择机械压力机的连杆型式，然后根据选择的连杆型式配合齿轮传动即得到主传动型式，把以上机械压力机的性能参数、不同连杆的杆长参数和连杆固定销轴的位置坐标参数输入计算机，通过计算得到滑块运行的位移、速度、加速度以及压力机负荷曲线；如果曲线不符合要求，修改各个杆长及固定销轴位置坐标参数，直到优化出需要的结果，至此机械压力机的主传动参数完全确定；同时实现自动记录和整理计算结果；

所述的机械压力机的性能参数包括压力机的吨位、公称压力行程、滑块行程、滑块行程次数、最大拉延深度和拉延速度；所述的连杆型式包括四连杆、六连杆、八连杆、十连杆和十二连杆；

所述的曲线不符合要求，包括位移行程不够、滑块速度和加速度过快或者过慢、受力负荷过大或者过小；

将各个杆长参数、固定销轴位置坐标、滑块位移、滑块速度、滑块加速度、压力机拉伸区的负荷曲线作为主传动参数；

B、主传动参数确定后，分别计算选择需要的配套件型号和性能参数，同时实现自动记录和整理计算结果；所述的配套件型号包括主电机型号、离合器制动器型号、滑块减速机型号、移动工作台减速机型号、主要轴承型号、拉伸垫电机型号和根据螺栓防松方式确定的螺栓型号；所述的配套件性能参数包括压力机做功曲线、飞轮放出能量、飞轮制动器性能参数、轴套参数、皮带参数、拉杆预紧角度、预紧装置压力、压力机偏载曲线、平衡器能力；

C、通过输入零件的具体参数，自动计算零件的刚度和强度，并自动判断计算结果是否符合标准要求，所述的零件包括底座、滑块、上梁、立柱、人字齿轮、主轴、连杆、螺栓、锯齿螺纹、花键和直齿轮，其计算公式主要是参考机械设计手册以及材料力学里面的计算公式，同时加入实际工作中的经验调整系数，形成针对机械压力机设计的经验公式；同时实现自动记录和整理计算结果；

D、把所有需要的参数输入excel软件，通过excel软件参数驱动三维绘图软件inventor进行三维工程化图绘制，绘制过程自动进行；

E、把所有需要的参数输入计算机，自动生成规范的技术文件；

F、把所需要的参数输入计算机，自动生成规范的技术报价文件。

本发明步骤A-D所述的参数计算和优化主要利用matlab软件编制程序，并将程序通过matcom软件转化为VB和VC都可以识别的动态链接库文件，通过VB或者VC调用动态链接库文件编制简单实用的软件界面；通过驱动excel软件实现自动记录和整理计算结果；通过excel软件驱动三维绘图软件inventor进行计算机自动三维工程化图绘制。

本发明的优点如下：

1、本发明通过收集、整理和分析大量的机械压力机(偏心机械压力机、六连杆机械压力机、八连杆机械压力机、双动机械压力机和伺服机械压力机)的设计资料、经验公式以及优化方法，最终形成一套用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法。本发明利用matlab软件实现计算和分析，利用inventor三维软件实现三维工程化图绘制，利用excel软件实现数据的记录和整理，利用vb软件实现控制界面的编制。本发明编制成软件后，最终只需要windows操作环境、excel软件和inventor软件就可以实现所有的功能要求。

2、通过本发明加快了机械压力机的设计计算，提高了工效，减少人为错误，保证了质量。

3、本发明通过设计结果的整理和记录，为以后设计提供参考和依据。

4、本发明通过三维工程化图纸的绘制，实现更快的二维出图和更加直观的进行干涉检查。

5、本发明通过技术文件和报价文件的生成，可以快速高效的跟客户沟通，增加中标的可能性。

附图说明

图1是本发明专利的主界面图

图2是本发明专利的程序框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步地说明。本发明的流程如图2所示，图1是本发明计算程序的主界面图。下面以六连杆机械压力机的设计为例，通过输入压力机的吨位、理论行程、公称压力行程、行程次数以及各个连杆初始长度参数等，通过计算得到滑块位移、速度、加速度和压力机负荷曲线，根据计算结果判断是否满足设计要求，如果不符合设计要求，通过修改连杆参数，最终求得需要的结果，主传动方案确定后，输入相关参数，就可以计算确定压力机需要的主电机型号、离合器制动器型号、拉伸垫电机型号、压力机做功曲线、压力机偏载曲线、平衡器能力计算等，在压力机工程化设计阶段，通过输入软件中提示的参数，就可以快速计算主要零件的刚度、强度，同时自动判断计算结果是否满足设计要求。以上所有计算结果同时以excel形式文件自动记录，强度刚度满足要求之后，在最终工程化出图阶段，通过前面的计算结果，输入软件提示参数，就可以自动驱动inventor三维软件进行三维工程化图纸绘制，并最终形成二维工程化图纸。同时本软件可以自动生成技术文件和技术报价文件等。

以上所述，仅为本发明专利的较佳的具体实施方式，但本发明专利的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利公开的技术范围内，根据本发明专利的技术方案及其本发明专利的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明专利的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、首先根据所需机械压力机的性能参数，选择机械压力机的连杆型式，然后根据选择的连杆型式配合齿轮传动即得到主传动型式，把以上机械压力机的性能参数、不同连杆的杆长参数和连杆固定销轴的位置坐标参数输入计算机，通过计算得到滑块运行的位移、速度、加速度以及压力机负荷曲线；如果曲线不符合要求，修改各个杆长及固定销轴位置坐标参数，直到优化出需要的结果，至此机械压力机的主传动参数完全确定；同时实现自动记录和整理计算结果；

所述的机械压力机的性能参数包括压力机的吨位、公称压力行程、滑块行程、滑块行程次数、最大拉延深度和拉延速度；所述的连杆型式包括四连杆、六连杆、八连杆、十连杆和十二连杆；

所述的曲线不符合要求，包括位移行程不够、滑块速度和加速度过快或者过慢、受力负荷过大或者过小；

将各个杆长参数、固定销轴位置坐标、滑块位移、滑块速度、滑块加速度、压力机拉伸区的负荷曲线作为主传动参数；

B、主传动参数确定后，分别计算选择需要的配套件型号和性能参数，同时实现自动记录和整理计算结果；所述的配套件型号包括主电机型号、离合器制动器型号、滑块减速机型号、移动工作台减速机型号、主要轴承型号、拉伸垫电机型号和根据螺栓防松方式确定的螺栓型号；所述的配套件性能参数包括压力机做功曲线、飞轮放出能量、飞轮制动器性能参数、轴套参数、皮带参数、拉杆预紧角度、预紧装置压力、压力机偏载曲线、平衡器能力；

C、通过输入零件的具体参数，自动计算零件的刚度和强度，并自动判断计算结果是否符合标准要求，所述的零件包括底座、滑块、上梁、立柱、人字齿轮、主轴、连杆、螺栓、锯齿螺纹、花键和直齿轮，其计算公式主要是参考机械设计手册以及材料力学里面的计算公式，同时加入实际工作中的经验调整系数，形成针对机械压力机设计的经验公式；同时实现自动记录和整理计算结果；

D、把所有需要的参数输入excel软件，通过excel软件参数驱动三维绘图软件inventor进行三维工程化图绘制，绘制过程自动进行；

E、把所有需要的参数输入计算机，自动生成规范的技术文件；

F、把所需要的参数输入计算机，自动生成规范的技术报价文件。

2.根据权利要求1所述的一种用于机械压力机设计的辅助设计及优化方法，其特征在于：步骤A-D所述的参数计算和优化主要利用matlab软件编制程序，并将程序通过matcom软件转化为VB和VC都可以识别的动态链接库文件，通过VB或者VC调用动态链接库文件编制简单实用的软件界面；通过驱动excel软件实现自动记录和整理计算结果；通过excel软件驱动三维绘图软件inventor进行计算机自动三维工程化图绘制。