Prefacio
La aplicación de la tecnología de máquinas herramienta CNC en diversos campos de producción ha atraído la atención de los investigadores del sector industrial. Sin embargo, si bien la escala y la velocidad de la industria de fabricación de máquinas herramienta CNC siguen desarrollándose, también se han observado problemas como la baja eficiencia mecánica y el bajo rendimiento. Dobladora hidráulica CNC Es una de las máquinas herramienta CNC más utilizadas.
Este artículo presenta brevemente su concepto y función, luego presenta la estructura y luego realiza un estudio en profundidad sobre el método de diseño de optimización de la máquina dobladora hidráulica CNC.
¿Qué es la dobladora hidráulica CNC?
La dobladora hidráulica CNC es una dobladora hidráulica CNC de doble cilindro con movimiento ascendente. Impulsa el retorno y la extensión de los cilindros izquierdo y derecho mediante las acciones de cada válvula de la servoválvula proporcional, e impulsa el movimiento de elevación de la corredera.
Para la sincronización del deslizador, la principal aplicación es la tecnología de servocontrol electrohidráulico de bucle cerrado. Las reglas de rejilla a ambos lados envían la señal de posición del deslizador al sistema CNC. A continuación, el sistema CNC controla sincronizadamente la apertura de la válvula de sincronización y el cilindro. Finalmente, se puede ajustar automáticamente, logrando así el funcionamiento sincronizado del eje del deslizador, manteniéndolo siempre en paralelo con la mesa de trabajo.
Análisis estructural de una máquina dobladora hidráulica CNC
Análisis estático de la estructura del fuselaje
Utilizando el método de análisis de elementos finitos ANSYS para simular y analizar la distribución general del desplazamiento del cuerpo de la prensa plegadora hidráulica CNC, la distribución del desplazamiento en las direcciones X, Y y Z, y la distribución del desplazamiento de la garganta del cuerpo, calculando así la cantidad de distribución de desplazamiento en la dirección de 5 máquinas dobladoras.
Mediante análisis, se ha descubierto que la deformación de la propia dobladora durante el proceso de trabajo cumple básicamente con los requisitos de precisión del CNC. Sin embargo, en cuanto a la garganta, debido a la elevada tensión en la posición inferior, que puede alcanzar un máximo de 169 MPa, esta supera la tensión admisible de una dobladora convencional (160 MPa). En el proceso de trabajo real, la garganta de la dobladora es la pieza más propensa a la fatiga y la fractura. Por lo tanto, es necesario optimizar esta zona de la garganta y reducir adecuadamente el valor de la tensión para garantizar la resistencia de la estructura.
Análisis estático de la estructura del deslizador
El método de análisis de elementos finitos de ANSYS se utiliza para simular y analizar la distribución del desplazamiento del cursor de la dobladora hidráulica CNC bajo tres condiciones de carga diferentes: carga completa del cursor, carga intermedia y carga excéntrica.
Los resultados de la investigación muestran que cuando el bloque deslizante está bajo carga de longitud completa, la variable de tipo que ocurre es la más pequeña; cuando está bajo carga intermedia, la variable de tipo que ocurre es la más grande.
Por lo tanto, en la aplicación práctica, se debe evitar al máximo la carga en el centro del deslizador de la plegadora, priorizando la carga excéntrica. En las prensas plegadoras hidráulicas CNC generales, la condición de carga de la restricción del deslizador se puede comprender mediante el análisis de rigidez, mientras que la precisión de trabajo del deslizador, producida por su rigidez normal, solo alcanza el nivel B, que no se puede cumplir. Para la producción eficiente de productos, es necesario optimizar la estructura de esta parte del deslizador para mejorar el nivel de eficiencia del producto.
Análisis estático del banco de trabajo
Utilizando el software de análisis de elementos finitos ANSYS, realice el análisis de fuerza del campo de deformación de la mesa de la dobladora hidráulica CNC bajo la carga total, la carga intermedia y la carga excéntrica. Cuando se bombea la carga total, la variable de rendimiento generada por el banco de trabajo es mínima; cuando se somete a la carga intermedia, la variable de tipo es máxima.
Sin embargo, según los resultados del análisis del software ANSYS, la deformación de la mesa de trabajo es mayor que la del deslizador en las mismas condiciones de trabajo. Esto se debe a que existen tres pequeños orificios rectangulares en el centro de la mesa de trabajo, que se utilizan principalmente para compensar la instalación del cilindro de aceite y así compensar la deformación del deslizador.
Diseño óptimo de máquina dobladora hidráulica CNC
Diseño óptimo de forma y tamaño
El principio de optimización del fuselaje de la máquina dobladora hidráulica es: en la condición del cambio de la estructura del fuselaje, utilice el software de separación de elementos finitos ANSYS para calcular la deformación vertical máxima del fuselaje y la presión máxima en la garganta, asegúrese de que esté en la estructura original y el rango de restricción general de deformación y tensión admisible, el propósito principal es reducir el peso del fuselaje.
Por lo tanto, en el diseño de la máquina dobladora, el radio del filete de la garganta debe aumentarse tanto como sea posible cuando la profundidad de la garganta cumpla con los estándares pertinentes para lograr el propósito de reducir la tensión máxima de la garganta.
Optimización de la fuerza local
Durante el funcionamiento de la dobladora hidráulica CNC, la garganta se rompe con facilidad. Por lo tanto, para garantizar la precisión del doblado y prolongar su vida útil, es fundamental optimizar y mejorar esta área. Mediante la adición de nervaduras de refuerzo en forma de C en los lados interior y exterior de la garganta de la placa lateral, se reduce la deformación del cuerpo de la dobladora y la tensión soportada por la garganta.
Tras completar el trabajo de refuerzo local, calculamos dos veces la deformación del fuselaje y la presión en la garganta. Posteriormente, la variable máxima del fuselaje de la dobladora y la presión máxima en la garganta se modificaron con el ancho de la placa lateral de la dobladora. Tras la mejora, se observó que, si bien la deformación máxima y la presión máxima del fuselaje y la garganta aumentaron ligeramente con el aumento del ancho de la placa lateral, la deformación general del fuselaje y la presión general en la garganta se redujeron significativamente, lo que demuestra la viabilidad del método de optimización.
Optimización de la posición del cilindro de compensación de la mesa de trabajo
Ajuste la distancia H entre el cilindro de compensación medio de la dobladora y la superficie de la mesa de trabajo (unidad: mm, lo mismo a continuación), la distancia entre los tres cilindros de compensación es D, los cilindros de compensación en ambos lados con respecto al cilindro de compensación medio en la dirección vertical de la mesa de trabajo El desplazamiento es H1.
Al optimizar:
- Primero, mantenga H sin cambios, cambie los valores de D y H1, analice la deformación general del banco de trabajo y determine los valores de H, D y H1 cuando la curva de deformación del banco de trabajo y el control deslizante puedan ajustarse bien.
- En segundo lugar, después de esta optimización, se determina la cantidad máxima de compensación de la posición del cilindro de la mesa de trabajo, a fin de reducir la deformación de la mesa de trabajo y mejorar la seguridad operativa y la eficiencia de la máquina dobladora hidráulica CNC.
Conclusión
Este artículo presenta brevemente el concepto y la aplicación de la plegadora hidráulica CNC. Basándonos en el análisis de la estructura general del fuselaje, la estructura de la corredera y el rendimiento de la mesa de trabajo de la plegadora hidráulica CNC, optimizamos la estructura de la plegadora hidráulica CNC considerando la forma y el tamaño del fuselaje, la resistencia local y la posición del cilindro de compensación de la mesa de trabajo.
Los resultados de la investigación muestran que el método de optimización de la estructura de la máquina dobladora mencionado en este artículo puede reducir eficazmente la deformación del cuerpo de la máquina dobladora y la presión soportada por la garganta, y reducir la deformación de la mesa y mejorar la eficiencia de trabajo de la máquina dobladora hidráulica CNC en general.
Conozca más sobre nuestros productos, visite y suscríbase a nuestro Canal de Youtube
