Tillämpning av virtuell prototypsteknik i tryckmaskindesign
Vi är ett stort tryckbolag i Shenzhen Kina. Vi erbjuder alla bokpublikationer, inbunden bokutskrift, papperstäckning bokutskrift, inbunden anteckningsbok, prenumerationsbok, saddle stiching bokutskrift, broschyr utskrift, förpackningslåda, kalendrar, alla typer av PVC, produktbroschyrer, anteckningar, barnbok, klistermärken, alla sorters specialpapper färgutskrift produkter, game card och så vidare.
För mer information besök
http://www.joyful-printing.com. Endast ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
Med integrationen av den globala ekonomin har konkurrensen på marknaden för tryckmaskiner produkt blivit alltmer hård. För att förbättra konkurrenskraften på marknaden är det nödvändigt att kontinuerligt förkorta forsknings- och utvecklingscykeln för nya produkter, förbättra produktkvaliteten, prestanda och minska utvecklingskostnaderna. Under denna efterfrågan utvecklas datortekniken representerad av virtuell prototypteknik kontinuerligt och är en ny modern designmetod. Med hjälp av virtuella designmetoder kan du utforma, analysera och utvärdera produktprestanda i början av produktdesignen, identifiera och optimera fysiska prototypparametrar, vilket minskar utvecklingsrisken för nya produkter, förkortar utvecklingscykler och förbättrar produktens prestanda. Detta papper tar den specifika utformningen av tryckmaskiner som ett exempel för att illustrera tillämpningen av virtuell prototypteknik inom området för tryckmaskindesign.
I den traditionella designprocessen för tryckmaskiner väljer ingenjörer först modellen efter behov av förbättring av maskinfunktionen, sedan beräknar resultaten, ritar den mekaniska delteckning, komponentritning och monteringsritning och sedan levererar den till verkstaden för provproduktion. När provet är ute kör testet på provet, jämföra det faktiska resultatet av testet med det teoretiska konceptet före designen, hitta orsaken till skillnaden och redogöra sedan för designen tills provet uppfyller förbättringsbehovet. Denna konstruktionsprocess kräver en lång tidsperiod och hög provkostnad, vilket ofta misslyckas med att möta marknadens krav på ny maskinutbyte, och ger stort slöseri med arbetskraft och materialresurser. Därför är det nödvändigt att använda moderna designmetoder, nämligen virtuell prototypteknik, för att förbättra designmetoden för tryckmaskiner.
Vad är virtuell prototypteknik? Virtuell prototypteknik inom maskinteknik, även känd som mekanisk systemdynamisk simuleringsteknik, är en datorstödd teknik (CAE) -teknologi som utvecklades snabbt på 1980-talet med utvecklingen av datateknik. Ingenjören bygger en prototypmodell på datorn, utför olika dynamiska prestanda analyser på modellen, förbättrar sedan prototypdesignen och ersätter det traditionella fysiska prototypexperimentet med en digital form. Användningen av virtuell prototypteknik kan i stor utsträckning förenkla design och utvecklingsprocessen för mekaniska produkter, förkorta produktutvecklingscykeln, minska produktutvecklingskostnaderna och -kostnaderna avsevärt, förbättra produktkvaliteten, förbättra produktnivån på systemnivå och få optimerade och innovativa designprodukter. . Så snart som denna teknik uppstod, blev den omedelbart tagen allvarligt av industriländer, relevanta vetenskapliga forskningsinstitut, universitet och företag. Många kända tillverkare har infört virtuell prototypsteknik i sina respektive produktutvecklingar och uppnått goda ekonomiska fördelar. Enligt statistik och förutsägelser från internationell auktoritativ personal om produktprestanda och forsknings- och utvecklingsmetoder inom maskinteknik kommer traditionella mekaniska systemets fysiska experimentella metoder att ersättas av datoriserad digital simuleringsteknik som snabbt utvecklas. Forskningsområdet för virtuell prototypteknik är huvudsakligen kinematik och dynamikanalys av mekaniska system. Kärnan är användningen av datorstödd analysteknik för att analysera kinematik och mekanik hos mekaniska system för att bestämma den kraft som krävs för systemets rörelse och dess komponenter. Reaktionskraft.
Denna artikel tar den specifika utrustningen FoU som ett exempel för att diskutera tillämpningen av den avancerade tekniken för virtuell prototyp i praktisk konstruktion och praktisk arbete, för att utforska stegen och metoderna för virtuell prototypteknik som används vid utformningen av tryckmaskiner.
Såsom är välkänt är dysskärningsmaskiner viktiga efterpressnings-ytbehandlingar inom förpackningsindustrin. Efter deformering kan de tryckta produkterna förbättra betyget och spela en viktig roll för att öka mervärdet av produktförpackningen. Den automatiska plattformiga skärmaskinen är generellt sammansatt av en pappersmatningsdel, en formstansande varmstämplingsdel, en avdrivningsdel och en upptagningsstapningsdel som visas i fig.
Figur 1 Automatisk plattformmaskin
För närvarande är arbetshastigheten för utländska automatiska skjutmaskiner i allmänhet mellan 7500 och 9000 ark / timme. Jämfört med detta har den automatiska plattformmaskinen som tillverkas i Kina en lägre arbetshastighet, i allmänhet upp till 5500-7500 lak / timme. När det gäller formskärningens precision, kan skärverktyget för automatisk skärning av främmande automatisk skärmmaskin normalt styras till omkring 0,10 mm, medan formverktyget för inhemsk automatisk plattformmaskin är i intervallet 0,15 ~ 0,20 mm, endast ett litet antal modeller kan uppnå en formskärnings precision på 0,1 mm. Vidare, när arbetshastigheten hos den inhemska automatiska plattformmaskinen är hög, kommer skärhastigheten att minska kraftigt, vilket allvarligt påverkar tryckkärmens skärhastighet.
Efter en noggrann undersökning av de befintliga skärmaskinerna i Kina, inklusive några utländska skärmaskiner, fann författaren att efter en snabbskärning av skjutmaskinen är en mycket viktig faktor som begränsar precisionen av stansning Den otillräckliga tiden för papperspositionering. Vi analyserar detta, principen om papperspositionering och transportmekanism för skärmaskiner i hemlandet och utomlands är i grunden densamma. Såsom visas i figur 2.
Figur 2 Papperspapperspositionering och transportmekanism
Arbetsprocessen för positionerings- och transportmekanismen är att det stora kedjehjulet driver kedjan (uppdelad i segment med lika längd) för att göra periodiska intermittenta rörelser i formningsriktningen. När papperet som bärs av den nuvarande kedjan är i gjutformen når den senare kedjan även pappersplockpunkten (punkt A). Vid den här tiden är det stora kedjehjulet och kedjan stationär. Vid denna tidpunkt är svängplattan placerad horisontellt, papperet transporteras längs svängplattan och placeras av en mätanordning som är fäst på svängplattan och levereras sedan till biten på kedjan. Efter överlämnandet är gungplattan hem. Papperet som bärs av den nuvarande kedjan fullbordar gjutningsarbetet. När det stora kedjeet drivs för att röra sig framåt, kommer den nyförvärvade papperskedjan att röra sig och nå gjutpositionen, och cykeln återupptas.
Från en viss kedja till punkt A, börjar du hämta papperet och sedan börja lämna punkt A, är tiden som brukar vanligtvis endast 2/5 av en cykel. Denna 2/5 gång innehåller papperspositioneringstiden. Och dessa 2/5 gånger används inte alla för papperspositionering. För att inte störa mekanismen, efter att kedjan når punkt A, kan oscilleringsplattan svänga upp; Den oscillerande plattan måste vara kanten innan kedjan rör sig bort från punkt A, plus regelens stabiliseringstid, etc., tiden som används för papperspositionering. Vanligtvis mindre än hälften av denna 2/5 tid. Det framgår att papperspositionstiden är ursprungligen mycket tätt, och eftersom maskinens hastighet fortsätter att öka, blir den absoluta tiden för papperspositionering kortare och kortare. Utan tvekan kommer bristen på positioneringstid att orsaka stor skada på formskärningens precision.
För detta ändamål har en förbättrad metod föreslagits för att erhålla en ny papperspositionerings- och transportmekanism som avsevärt förbättrar papperets positioneringstid. Såsom visas i figur 3.
Figur 3 Förbättrad papperspositionering och transportmekanism
Den nya byrån övergav den ursprungliga svängplattan och installerade ett överföringsdysor. När papperet är placerat i punkt B överlämnas det till pappersmatningsmunstycket; pappersmatningsmunstycket flyttas horisontellt, överlämnas till pappersupptagningskedjan och sedan återgår hemmet. Kontrollen av luftflödet och överföringsdysorns banans rörelse kan utföras med kammen, vilket är mycket lätt att genomföra.
Skillnaden mellan den nya mekanismen och den ursprungliga mekanismen är att den ursprungliga papperspositioneringen är föremål för kedjesystem. Det måste vänta tills pappersupptagningskedjan når punkt A för att svänga plattan till det horisontella läget, och sedan kommer papperet över och börjar positionera. Den förbättrade positioneringen av papperet är relativt oberoende. Det kan starta papperspositionen innan plockningskedjan har nått punkten A, och den kan överlämnas innan plockningskedjan lämnar punkt A. Tidpunkten för papperspositionering ökar kraftigt.
För varje cykel av överföringssystemet kan resten av tiden användas för att placera papperet utom för pappersmatning och retur av överföringsdysan. Efter förbättringen är det tydligt att papperspositioneringstiden är längre än den ursprungliga mekanismen vid låg hastighet, även om den snabbar upp.
Efter det tydliga designschemat utförs mekanismvalet enligt processkraven hos stansmaskinen, och kam-länkmekanismen tas som det preliminära designschemat genom analys och jämförelse. Den modifierade trapezoidala accelerationslagen är vald som följslagringslagen, mekanismparametrarna bestäms, designberäkningen utförs och SOLIDWORKS-mjukvaru-enhetens modellering antas. På grund av förhållandet mellan längderna presenteras grunden för beräkningen och den detaljerade processen inte här. Enligt den grundläggande metoden för mekanisk design är det relativt lätt att hitta den teoretiska modellen.
Nyckeln till frågan nu är, kan kraven uppfyllas för den designade produkten? Annorlunda från den traditionella designmetoden är det inte nödvändigt att rusa till verkstaden för att bearbeta delar enligt ritningarna, men att anta en ny metod, det vill säga att använda virtuell prototypteknologi för att verifiera om de designade proverna möter behoven av användning . Här måste vi använda ADAMS-programvaran. ADAMS-programvara är en mekanisk systemdynamik simuleringsanalysprogramvara utvecklad av MDI Company of United States. Den kan användas för att förutsäga prestanda för mekaniska system, rörelseomfång, kollisionsdetektering, toppbelastning och inmatningsbelastning av bestämd elementberäkning. Den använder en interaktiv grafisk miljö och delbibliotek, begränsningsbibliotek, kraftbibliotek och en fullständigt parametrerad mekanisk systemgeometrimodell för att utföra statisk, kinematisk och dynamisk analys av det virtuella prototypsystemet, utmatning av förskjutning, hastighet, acceleration och reaktionskurva. Figur 4 visar arbetsgränssnittet för den virtuella prototypprogramvaran ADAMS.
Figur 4 Virtual Prototyping Software ADAMS
Under ADAMS-gränssnittet kan geometrisk modellering utföras direkt, och ADAMS har en rik uppsättning geometriska modelleringsverktyg. Om du använder andra specialiserade modelleringsverktyg är det mycket bekvämare att importera dem till ADAMS efter att ha byggt modellen. Därför modellerade vi design ritningarna av SOLIDWORKS, importerade dem till ADAMS, och genomförde följande arbete i följd, och sedan simulerades och testades med ADAMS.
1 lägg till begränsningar, såsom gångjärnspar, cylindriska par etc;
2 ställa mekanismens fysikaliska egenskaper, såsom material;
3 Utför simuleringsberäkningsanalys, sätt utgångsläge etc.
Efter införandet av den nyutvecklade formverktyget till ADAMS, erhålls den verkliga prestandan hos den konstruerade produkten direkt enligt mekanismens kinematik, dynamik och elastiska dynamikanalys. Här illustreras mekanismen för mekanismens specifika tillämpning genom att ta mekanismens elastiska dynamiska analysprocess som ett exempel.
Utvecklingstendensen hos stansmaskiner är att maskinens hastighet ständigt ökar och maskinens vikt tenderar att minska. I mekanismens utformning bör därför det anses att, när maskinens vikt minskas, ökas medlemmens flexibilitet och det flexibla elementet deformeras av den yttre kraften och tröghetskraften och därigenom förorsakar den verkliga mekanismens rörelse och den förväntade rörelsen. Ett fel har uppstått. När hastigheten ökar ökar trögheten kraftigt, och problemet blir mer framträdande. Därför måste en elastisk dynamisk analys av den nya mekanismen utföras för att verifiera att mekanismen kan uppfylla precisionskraven vid höga hastigheter.
Det första steget: Med tanke på att anslutningsstången är relativt stark är den också en viktig del av anslutningsmekanismens övre och nedre delar. Den flexibla förändringen har stor inverkan på mekanismens noggrannhet. Därför överväga den flexibla kroppen hos anslutningsstången (maskinhastighetsval) inställd till 9000 varv / h).
Figur 5: Flexibla kroppsdelar
Det andra steget: Den flexibla kroppen är lastad in i mekanismen för att ersätta den ursprungliga styva kroppsdelen, de andra delarna förblir oförändrade, sammansättningen återmonteras, rörelsessimuleringen av mekanismen utförs och förflyttningskurvan för överföringspapperet är utmatad.
Figur 6 Flexibel kroppsbelastningsmekanism
Det tredje steget: jämföra förskjutningskurvan för överföringspappret före bytet och utmatning av skillnadskurvan för de två med tiden.
Figur 7 Förskjutningsfelresultat
Från resultaten i Figur 7 kan man se att även vid hög hastighet (9000 varv / h) är mekanismens fel i ett litet område, maximalt 0,01 mm, långt mindre än 0,10 mm-felet av maskinen, för att möta designen. Krav.
Som nämnts ovan gör detta papper en strukturellt nyskapande utformning av skärmaskinen i tryckmaskinen. Efter att teoretiska data har utformats samplas inte provet enligt traditionell metod, men den virtuella prototypanalysprogrammet ADAMS används för att utföra mekanismen. Kinematik, dynamik och elastisk dynamikanalys visar att den konstruerade mekanismen uppfyller designkraven. På så sätt förenklas designprocessen, konstruktionscykeln förkortas, och skrivmaskinens designarbete underlättas väldigt mycket. Därför är det ett brådskande krav på ny teknik för ingenjörer vid utformningen av tryckmaskiner att mastera tillämpningen av virtuell prototypteknik.