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内燃机与配件
基于SolidWorks的型材切割机滑套建模与有限元分析 The Modeling and Finite Element Analysis of the Sliding Sleeve for Cutting Machine based on SolidWorks
周琦ZHOUQi：常永飞CHANGYong-fei
（江阴职业技术学院机电工程系，江阴214405）
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摘要：介绍了高温超薄型材切割机的工作原理，基于SolidWorks软件平台建立其三维实体模型，利用软件自带的有限元分析Si mulation模块，建立了滑套的有限元分析模型。通过进行静力分析，研究滑套在静压截荷作用下的最大应力和位移分布规律；对滑套进行模态分析，分析滑套的不同振型对切割精度的影响。研究结果为进一步提高型材切割机的加工精度以及整机设计提供了理论依据。
Abstract: This paper introduced the working principle of high temperature super thin section cutting machine, and established the threedimensional solid model of platform based on the Solid Works software, By using the finite element analysis simulation module of the software, the finite element analysis model of the sliding sleeve was established. By static analysis, studied on the maximum stress and displacement distribution of sliding sleeve under hydrostatic pressure, and the modal analysis of the sliding sleeve was also carried out, the influence of different vibration modes on the cutting accuracy is analyzed. The results of research improved the machining precision of the cutting machine, and also provided a theoretical basis for the whole machine design.
关键词：SolidWorks;型材切割机；滑套；有限元分析
Key words: SolidWorks; cut off machine; sliding sleeve; finite element analysis
0引言
高温超薄型材切割机是一种结构简单、操作方便、生产效率高，且能够应对特殊型材的高精度自动切割设备。它的主要作用是实现对热剪炉中挤压成型的易变形高温(450℃以上)超薄铝型材的同步跟踪和定长切割。目前该设备主要用于机械、建筑、电力电子等行业，厚度在0.3~ 0.8mm的高温薄型型材加工。SolidWorks是一款基于 Windows开发的三维CAD/CAE/CAM软件，是目前市场上主流的三维设计软件之一川。该软件更加实用、绘图功能优秀、界面友好、操作简单，它的出现带动了三维机械开发软件前进的脚步。
本文以某公司的高温超薄型材同步切割机为例，用 SolidWorks软件及其自带的Simulation插件，对高温超薄型材同步切割机中的关键零件滑套进行有限元静态和模态分析。为以后进一步进行高温超薄型材切割机其他零部件和整机的有限元分析做准备。
1切割机工作原理及滑套三维建模
根据热剪炉和薄型铝型材的加工工艺要求，高温超薄作者简介：周琦(1981-)，男，江苏江阴人，硕士，江阴职业技术学
院机电工程系讲师，主要研究方向为机械产品创新设计、虚拟制造技术。
2.3转移补充误差法
这种方法是一种全新的方式，人们为了减少原始误差出现的一种抵消方法，将加工误差降到最低，提高加工精度。在加工过程中，如果固有的误差出现了负值数据，那么这个误差极有可能是人为原因造成的误差。
此时，就是应用抵消固有的误差方法来提高机械加工的精度。
3总结
整体机械的质量与机械零件的质量息息相关，同时，万方数据
型材切割机的主体设计为台式结构，为实现全自动切割过程，其机械结构主要由机架、工作进给和切割进给三大部分组成，具有结构布局简单、操纵便利等特点。
其工作原理如下，工作进给部分由液压马达带动齿轮齿条机构实现运动，通过变频器控制电动机平稳运转，行程开关的设置实现行走部分的精准定位；切割进给部分由液压系统实现顺序动作进行切割，液压缸控制锯片纵向移动完成切割过程，很好的实现了对型材的同步追踪和定长切割功能。采用西门子S7-200型PLC作为控制系统核心，控制电气与液压回路，实现对设备的机电液一体化控制，且能够进行手动与自动控制的选择，有效应对生产过程中的生产控制要求。
采用SolidWorks软件建立滑动套筒的三维实体模型，在建立模型过程中对模型进行了简化，忽略了如螺纹、键槽等局部结构特征。
2滑套的静态特性分析
使用SolidWorks的Simulation插件，在算例顾问的菜
单中新建一个算例，类型选择静态，按以下四个步骤对滑套的工作环境进行模拟设置。
①D定义材料属性。选择滑套的材料为合金钢，材料的机械性能为：O,=650MPa0,=360MPa;-,=270MPa;T-= 机械零件的质量和机械加工的精度密切相关。机械零件的质量是机械零件的加工精度，采取有效的施工工艺和方法，将误差值减小到最低，才能提高机械加工精度。只有提高机械加工的精度，才能使我国工业长久、稳定的发展。
参考文献：
[1]张硕，等.机械加工精度的影响因素和改进策略[].时代农机，2016(06).
[2]裴玉鹏.论机械零件加工精度的影响因素及应对策略[].工业技术，2015(09).