剪板机的组成和工作原理

剪板机是采用合理的刀片间隙，借助运动的上刀片及固定的下刀片，伺服数控剪板机对不同厚度的板料施加剪切力，使板料按规定的尺寸断裂的金属加工设备。目前国内大部分剪板机研制过程还遵循传统的设计方法，凭借设计人员的经验来确定设计参数，并借助经验数据、经验公式、手册和图表来完成剪板机设计，造成剪板机结构设计本身存在较多缺陷和不足。论文以此为背景，以一款QC12Y-4X2500型剪板机为对象，   了基于分析、试验和优化的剪板机数字化和轻量化设计方法。

论文   先介绍剪板机的组成和工作原理，计算了剪板机的力学参数，对床身和上刀架的受力状况进行了分析，为剪板机有限元分析提供数据；再进行液压系统的设计与计算，确定相应的液压元器件。

其次，建立剪板机床身和上刀架三维模型；分别在施加均布载荷和模拟实际剪切过程施加移动载荷两种工况下，对剪板机进行静力学分析；通过对两种结果比较，表明移动载荷工况   加实际反应了板料剪切过程对剪板机的影响。

对床身进行了模态分析，找出了床身前十阶固有频率及相应的振型，比较剪板机的工作频率和固有频率，找出了床身易疲劳破坏的区域。

在分析基础上，对液压剪板机床身进行了四种不同工况的应力应变试验，通过将试验测试数据与有限元计算数据进行对比分析，验证了有限元方法在剪板机结构设计中应用的可靠性。

论文   后对电动剪板机床身和上刀架进行了基于制造工艺约束的拓扑优化，   剪板机在剪切时床身和上刀架上的传力路径以及   佳材料分布，结合之前的静力学分析结果，给出了剪板机的改进结构设计，提高了剪板机的性能。

本文为剪板机的设计引入了一种新的设计方法，通过有限元计算分析，其应力应变明显好于原剪板机，提高了剪板机的机械性能，   的实现了轻量化，提高了设计效率，可为类似机床产品设计提供参考。