钻模夹具有限元分析与优化.docx

钻模夹具有限元分析与优化 1 设计要求： 夹具用于钻床使用，最大轴向钻削力为1800N。2 分析零件该钻模夹具装置中底座和摇摆座两个零件是主要的承载部分。因此，这里对底座和摇摆座零件进行静力分析。3 分析目的（1）验证底座零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。（2）验证摇摆座零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。4 分析结果1。底座零件按书中尺寸建立模型，零件体积为63.6cm3。材料选用灰铸铁，极限应力151.6MPa。根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-13所示。模型的最大von Mises为6.7 MPa,零件的安全系数约为22.6。 图1-13 底座零件应力云图2。摇摆座零件按书中尺寸建立模型，零件体积为42.2cm3。材料选用灰铸铁，极限应力151.6MPa。根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-14所示。模型的最大von Mises为49.8MPa,零件的安全系数约为3。图1-14 摇摆座零件应力云图5 零件改进1。底座零件由图1-13的底座零件应力云图可以看出，零件上的最大应力为67.2MPa，零件上应力小的部分比较多，同时考虑零件的结构，如钻螺纹孔等，可以对一些应力较小的部位减小厚度，从而减轻零件的质量。改进后零件的体积为51.6cm3 对改进后的模型运行静力分析，结果如图1-15所示：最大von Mises为28.1MPa，安全系数约5.4。 图1-15 改进模型应力云图2。摇摆座零件由图1-14的底座零件应力云图可以看出，零件上的最大应力为49.8MPa，零件上应力小的部分比较多，同时考虑零件的结构，如钻孔等，可以对一些应力较小的部位减小厚度，从而减轻零件的质量。改进后零件的体积为37.5cm3 对改进后的模型运行静力分析，结果如图1-16所示：最大von Mises为50.4MPa，安全系数约3。图1-16 改进模型应力云图6 成本节约底座和摇摆座模型原来的体积分别为63.6cm3和42.2 cm3，改进后的模型的体积分别为51.6 cm3和37.5 cm3，体积共减少了16.7cm3，每件减少的重量为120.24g，如果生产10000件，那么总共可节省材料1202.4kg，以当前灰铸铁的市场价格为8000元/吨，那么可以节省9619.2元。