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基于Inventor的拉弯矫直机虚拟制造

2014/4/1    来源:万方数据    作者:孟岩  李春菊  周存龙      
关键字:拉弯矫直机虚拟制造  Inventor  虚拟制造应力分析  
为了避免拉弯矫直机在研发过程中存在的生产周期长、成本高、产品质量低等缺点,采用Inventor软件对拉弯矫直机进行虚拟制造及关键部件的应力分析。首先建立拉弯矫直机的三维实体模型和虚拟装配,其次对设备中的关键部件进行受力分析,从而可方便、迅速地检查和评价产品的设计方案,确保了产品设计尺寸的准确性。

1 前言

    虚拟制造是20世纪末在全球制造业中引起广泛关注的一种新的制造方法与模式,其目的是进行产品优化、工艺改进,通过仿真技术来发现设计过程中的错误和缺陷,使得产品一次性制造成功,以达到降低制造成本缩短产品开发周期、增强企业竞争力。

    目前国内将虚拟样机技术应用到拉弯矫直机设备方面的工作还是很少,因此本文介绍了运用Inventor软件进行一种带钢拉弯矫直机的虚拟制造过程,是为了提高拉弯矫直机的设计水平和产品性能,及迅速对市场的需求做出反应提供了帮助。

2 拉弯矫直机组成及基本工作原理

    拉弯矫直设备主要由张力辊组和矫直辊组两大部分组成。张力辊组由入口和出口张力辊组成,矫直辊组一般由两个基本单元组成,即弯曲单元和矫直单元,具体结构如图1所示。

拉弯矫直机结构示图

图1 拉弯矫直机结构示图

    其基本工作原理为带材穿过张力辊组及矫直辊组时,由入口和出口的速度差使带材产生张力,上下交替布置的多组小直径的弯曲辊使带材产生弯曲变形,在拉伸和弯曲的联合作用下,沿长度方向产生纵向塑性延伸,使带材各条纵向纤维的长度趋向于一致,从而减小带材内部纵向内应力分布的不均匀性,改善带材的平直度。

3 拉弯矫直机的三维实体建模

    进行三维实体建模之前,首先根据用户的要求,进行初步设计拉弯矫直机的结构尺寸。本台设备的结构尺寸是根据所要矫直带钢的屈服应力为235~380MPa,厚度为1.5~3mm,宽度为300mm进行设计的。最后根据经验公式或者理论计算法确定张力辊直径、张力辊数及张力辊相互之间的位置及矫直辊的辊径、矫直辊的辊距、支承辊的辊径等。由此确定拉弯矫直机的机架。

    然后根据工艺要求,进行计算最大载荷,通过最大载荷可对尺寸进行优化设计,确定设备的关键尺寸,具体拉弯矫直机结构设计的工作流程,如图2所示。

拉弯矫直机结构设计的工作流程图

图2 拉弯矫直机结构设计的工作流程图

责任编辑:程玥
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