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轉發自：工業技術 中國新技術新產品

作者（zhě）：徐震宇

（哈爾濱勞動技（jì）術學院，黑龍江 哈爾濱 150025）

摘 要 ：高速精衝機的速度較快且（qiě）精度較高，但由於（yú）其主傳動係統發展存在一種不平衡（héng）的慣性力，進而加大整合機械的（de）振動。

通過對3 200 kN 機械式高速精衝機主傳動係統的運動學以及動態靜力學展開分析，進而得出主傳動（dòng）機構激振力（lì）以及激振力矩隨時間運行所得出（chū）的規律。

與此同時，通過優（yōu）化動平衡來對其振動進行控製，抑製（zhì）了振動響應。

關鍵詞 ：高速精衝機 ；主傳動係統 ；動平衡（héng）優（yōu）化 ；激振力 ；激振力矩中圖分類號：TG38 文獻（xiàn）標誌碼：A

引言（yán）

精衝裝備的設備製（zhì）造型能較高，可以（yǐ）選擇改（gǎi）變他的衝壓（yā）工藝來（lái）大幅的增強其振動性能，如果是因主（zhǔ）傳動機構而（ér）導致的震動則會大大地提高其（qí）整體性能。

做好振動控製工作，對（duì）減小振動的頻率、增強製造精度等方麵有著非常重（chóng）要（yào）的現實意義。

主傳動機構屬於（yú）一種連杆機構，由內部構建在運動的過程中並不是勻速行駛的，但其在實際運動的過程必不可少的會慣性力運動，這樣的目的是為了提高自身的運動效效率，可以很好地向主（zhǔ）傳動機身進行反應。

隨著我國衝壓設備的高速發展（zhǎn），其慣性力也得到極大地提升，機身的震動也更加的（de）突出，出現這種震動的原因主（zhǔ）要由於機構的慣性力和慣

溫鐵液無法直接與底部相接（jiē）觸，且鐵液降（jiàng）溫較大，在起初開始澆築時很容易出（chū）現反噴情況。

通過上述（shù）分析，可以采用以下措施進（jìn）行解決。

首先，對澆道的形狀進行改變，打破以往（wǎng）垂直形式，改成（chéng）中空圓柱（zhù）形，並設置相應的模具，利用成形機成形。這樣做的（de）好處在於：圓形表麵積較小且光滑，能夠有效防止出現夾渣現象（xiàng），同時在剛開始澆築時，能夠使鐵液（yè）直接與底部接觸，減少（shǎo）鐵液溫（wēn）度的（de）損耗。

在澆（jiāo）築係統運行的過程中，完成泡沫模型的製作，通過調整預發泡密度的方式對表麵的粗糙度進行有效掌控（kòng）。

為了確保鐵液溫度不變，降低鐵（tiě）液對（duì）塗層產生的衝刷力，可根據消失膜（mó）鑄造理論，在澆築時借助高溫鐵液將（jiāng） EPS 泡沫氣化處理，以此來減少對鐵液溫度造成的（de）損失。

另外，在確保強度不變的基礎上，盡可能地（dì）減少 EPS 泡沫的使用量。

鐵包砂缺陷的防控

在以往經驗的基礎上對振動頻率進行調（diào）整，利用三維振實台（tái），將加速度控製在 1 g~2 g，對（duì）於不同鑄件來說，可以對振實（shí）時間與頻率（lǜ）進行調整，如若振（zhèn）實的時間不足、頻率較低，則會影響最終的振實效果；

如若振實時間較（jiào）長、頻率較高，則會使型砂自身變得鬆散（sàn）。

通過大量實驗研究能夠得出，最佳振實時間為（wéi） 20 s，頻率在 45 Hz~50 Hz，振幅為 1 mm~1.5 mm，操作方（fāng）式為首先將底砂加入其中，振實以後再埋砂，分兩次對泡沫模樣填砂。

對於不易進砂之處，可加入人工力量作為輔助，將型（xíng）砂填滿、振實（shí），確保每個死角位置（zhì）都能夠有充足的砂（shā）。

另外，也可以采用（yòng）樹脂砂預埋填（tián）實法（fǎ），使泡沫模型中不易進（jìn）砂的性力矩（jǔ）引起的（de），大（dà）大降低了傳（chuán）動機構的加工精度，加劇了設（shè）備構件出現破壞的現象，會（huì）大大縮短使用的壽命。

不利於延（yán）長使用時間。因（yīn）此，應做好進行動平衡優化工作進而更好的降（jiàng）低激振力（lì）以及激振力矩（jǔ）。

1 3 200 kN 高速精衝機主傳動係統

機構分析

該研究所對此設計研製了一（yī）個壓力為3 200 kN設機械式高速精衝機。

此精衝機的滑（huá）塊行程為（wéi） 70 mm，衝裁板的厚度為 10 mm。

機構的構成要素（sù）主要包括機架、曲柄、連杆以及滑塊。曲柄的主要作用是對整個連杆起到一個帶動（dòng）作用，進位置變得更加緊實。

在第一次（cì）填砂時，應保持砂的高度與箱（xiāng）體（tǐ）持平，在第二次填砂時，要起到覆砂的作用（yòng），確（què）保充足的吃砂量，采用此種（zhǒng）方式能夠使鐵包砂缺陷問題得到有效的解決，目前在（zài）飛輪鑄件生產過程中，由於該缺陷導（dǎo）致的廢品率已經被控製在 1 %~2 %。

結論

綜上所述，通（tōng）過本文的研究能夠得出，在（zài）鑄造工業中對飛輪（lún）鑄件進行生產時，由於其壁厚較薄、內腔較大，一旦在操作中方式不當很可能出現夾渣（zhā）、變形、鐵包砂等缺陷問（wèn）題。

通過許多研究證明，采用（yòng）支撐筋的方式能夠有效克服變形缺陷；

采用密度在（zài） 26 g/L~28 g/L 的預發泡，在（zài）澆築（zhù）中（zhōng）將（jiāng）直（zhí）澆道轉變為圓柱形澆道（dào），使鐵液（yè）的溫度損耗降到最低，使（shǐ）夾渣問題得到有效緩解；

對於鐵包砂缺陷，通過調整振（zhèn）實參數、人工（gōng）輔助埋砂等方式能夠使模樣中各個角（jiǎo）落都得到充足（zú）的砂，從（cóng）而（ér）使鐵包砂缺陷得到良好的彌補和解決，鑄（zhù）件的合理率與成品率得到顯著（zhe）提（tí）升。

圖 1 優化前後的激振力和激振力矩對比圖

而（ér）更好地推（tuī）動滑塊（kuài）的往複運動。

此機（jī）構能夠很好地減（jiǎn）輕（qīng）電機力矩，對提高自身的運動性能有著重要的作（zuò）用，為（wéi）了提（tí）高對機構的研究，對機（jī）構展開了運動學以及動態靜力學分析，能夠找出激振（zhèn）力以及激（jī）振（zhèn）力矩實際變化情（qíng）況（kuàng）。

動態靜力學分析

在進行動（dòng）態靜（jìng）力學分析的過程中，應與一定的運動規劃相結合（hé），與主傳動機構的運動水平相結合，當這 2 個原動件均能夠（gòu）平穩運（yùn）行時，構件均呈現剛體，可以不對構件的摩擦以及間隙進行計算。

由於重力（lì）是靜態力，因此，即便（biàn）不計較重力也依然可以得出不同構件的受力情況。

動平衡綜合優化（huà）

導致（zhì）壓力機（jī）振動的因素有兩大方麵（miàn）：

一是在展（zhǎn）開衝壓的時滑塊同模具接觸的（de）過程中的彈性（xìng）力使得機構出現振動現象；

二是由於主傳動機構的慣性處於（yú）一種不平衡狀態下所導致（zhì）的整機振動。

而那些高精（jīng）度的衝機（jī），因為其有著較高的抗衝壓工藝，並且三向應力（lì）的存在能夠迅速地釋放衝壓過程中的彈性力，如（rú）此一來則會大大降低其震動性，並在實現振動控製時，由於某些固（gù）定因（yīn）素所造成的振動是無法進行有效控製的，出現這種（zhǒng）現象可以（yǐ）選擇降低傳動