机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
基于ANSYSWorkbench的8MN液压剪主机体的设
计和分析
李彬彬，傅波，刘德江，卫平”，冉振
（1.四川大学制造科学与工程学院，成都610065；2.成都莱克冶金机械设备制造有限公司，成都610041）
摘要：针对方形及矩形断面棒材的剪切要求，对8MN液压剪主机体结构进行了设计。利用SolidWorks建立了由机架、上刀座、下刀座、液压缸、剪刃等部件构成的机体模型，运用ANSYSWorkbench软件对结构进行了有限元分析，结果表明，对
于方形剪刃和矩形剪刃，主机体的结构都满足强度和刚度要求，结构设计合理。关键词：液压剪：主机体；有限元：ANSYSWorkbench；剪刃
中图分类号：TP391.7
文献标志码：A
文章编号：1002-2333(2016)10-0038-03
Design and Analysis of 8MN Hydraulic Shearing Machine Based on ANSYS Workbench
LI Binbin', FU Bo', LIU Dejiang', WEI Ping, RAN Zhen?
(1. College of Manufacturing Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China; 2.Chengdu Laike Metallurgical Equipment
Co., Ltd., Chengdu 610041,China)
Abstract: According to the shearing requirements of the square and rectangular bars, the body structure of 8MN hydraulic shearing machine is designed. The models of frame, upper blade base, lower blade base, hydraulic cylinder and blade are built using SolidWorks software. The statics analysis of the body structure is performed using ANSYS Workbench. The results show that the strength and stiffness of the body structure with the square as well as rectangular blades can meet requirements, The structure design of hydraulic shearing machine is reasonable.
Keywords: hydraulic shear; body structure; finite elements; ANSYS Workbench; shear blade
0引言
剪切机是用一个刀片相对另一个刀片作往复直线运动并剪切金属棒材或板材的机器，在剪刃间隙恰当的情况下，使其两剪切刃发生相对运动，对金属材料或棒料施加剪力，最终使材料按照其所需的尺寸断裂分离"。剪切机属于锻压机械中的一种，主要用于金属加工行业。剪切机广泛应用于航空、轻工、冶金、化工、建筑、船舶、汽车、电力、电器等行业，为其提供所需的专用机械和成套设备，来完成对定尺、切头、切尾、切边等工艺要求的剪切工作。随着机制造业的快速发展以及科学技术与工业化的不断进步，促使钢结构焊接件与钢板成形件的使用量聚增，剪切机的需求量也随之增大。这就需要剪切机制造企业具有快速响应机制，在较短的时间周期内制造出满足客户不同性能要求的产品。
随着计算机发展的日益成熟，其计算机辅助设计制造技术已运用到工业生产之中，生产中在保证产品质量的前提下，对产品可以缩短研发周期，快速投人市场。以计算机环境为支撑，对产品的模型进行构思、图形设计、分析、模拟仿真等。有限元分析软件（ANSYSWorknench）是基于计算机辅助设计制造技术，先把剪切机的整体结构离散成有限个微小的单元，然后对小单元着手分析，最后再综合得出整个机体的结构分析特性，这对机器性能的分析校核与优化设计起着非常重要的作用。
1剪切机的结构设计
剪切机在工业生产中有广泛的应用，种类也多种多样，按剪切力传动形式的不同剪切机可分为机械式剪切机、气动式剪切机及液压式剪切机。因为机械式剪切机与气动式剪切机所提供的剪切力有限，若提高其剪切力，则整体结构会有较大的改动，而液压式剪切机提供较大剪切力的同时结构尺寸变化不大，所需剪力由液压产生的动力提供。
在安装剪切机刀片时，按上、下剪刃的位置不同，可分为圆盘式剪刃、斜剪刃及平剪刃三种方式。平剪刃剪切时，两剪刃刀口与零件表面可全部接触，有较大的剪切力，具有较好的剪切质量，剪切切口相对平直，无翘曲变形等，这种方式常用于热剪方形与矩形断面的钢坏材料，也常用于冷剪型的材料。斜刃剪切时，刀刃与工件表面部分接触，所需的剪切力较小，但剪切质量不如平刃剪切，剪切口有翘曲变形。由于圆盘式的上剪切刃与下剪刃都是圆盘形的，所以在工作时圆盘剪切刃做圆周运动，一般用于纵向剪切板材。根据8MN的剪切力要求及工件为方形及矩形断面的形式，本液压剪采用平刃剪切，包括方形剪刃和矩形剪刃。
本液压剪主机结构主要包括底座、机架、上刀座、下刀座、滑块、衬套、压板、剪刃、液压缸等。在工作过程中活塞杆推动下刀座斜向上升，下剪刃与上剪刃配合，共同切断棒料。
2016年第10期网址：www.ixgcs.com电邮：hrbengineer@163.com
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