仿真結(jié)果

曲柄旋轉(zhuǎn)角速度取 600 次 /min，對多連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性進(jìn)行了仿真，獲取了滑塊的位移曲線、速度曲線以及加速度曲線。

為便于比較，構(gòu)建了具有相同滑塊位移、滑塊行程，上死點(diǎn)位置相同的曲柄連桿線。仿真結(jié)果如圖 3~5 所示。

以沖壓 1.2mm 厚的零件為例，定量分析多連桿壓力機(jī)與曲柄壓力機(jī)沖壓過程中的運(yùn)動學(xué)特性。

從圖 3 中可以看出，曲柄連桿機(jī)構(gòu)接觸零件時對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角約為 153°，工作角為 27°，而多連桿機(jī)構(gòu)接觸零件時對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角約為 131.4°，工作角為 48.6°。

可見，使用多連桿機(jī)構(gòu)大幅度地增加了工作角，延長了沖壓過程中的工作時間，有利于減小沖壓過程中的沖擊。

圖 5 比較了兩種機(jī)構(gòu)的滑塊加速度曲線。

曲柄連桿機(jī)構(gòu)壓力機(jī)的滑塊加速度在工作角度范圍內(nèi)由 44.99m·s^-2 逐漸增加到 50.91m·s^-2，在非工作角度范圍內(nèi)最大加速度為 50.91m·s^-2，基本上在一窄小高水平范圍內(nèi)變化。

多連桿壓力機(jī)的滑塊加速度在工作角范圍內(nèi)由 31.84m·s^-2 逐漸減小到 10.69m·s^-2，而在非工作角范圍內(nèi)達(dá)到 - 103.65m·s^-2，在工作角范圍較小的滑塊加速度有助于消除滑塊高速運(yùn)動產(chǎn)生的慣性力對下死點(diǎn)精度的影響，減小沖壓過程中產(chǎn)生的振動。

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影響因素

在設(shè)計桿系結(jié)構(gòu)的時候，可以將曲柄OA的長度設(shè)計成可以調(diào)節(jié)的，以此增強(qiáng)高速多連桿壓力機(jī)的柔性。

如圖 6~ 圖 9 所示為曲柄半徑取 20mm、25mm、 30mm、35mm、40mm 時，滑塊的位移曲線、速度曲線、加速度曲線以及不同的曲柄半徑對滑塊行程的影響。

從圖 6 中可以看出，隨著曲柄半徑的增加，滑塊的行程不斷增大，滑塊位移曲線的底部逐漸隆起，這種曲線形態(tài)表明，滑塊在下死點(diǎn)附近出現(xiàn)了波動。

波動量過大不利于精密沖壓，因此曲柄半徑從圖 8 可以看出，隨著曲柄半徑的增大，滑塊在下死點(diǎn)附近的加速度減小，在非工作區(qū)域的加速度增大。

圖 9 為滑塊行程隨曲柄半徑變化的規(guī)律。從圖中可以看出，隨著曲柄半徑的增大，曲柄連桿機(jī)構(gòu)滑塊的行程線性增加。

而多連桿壓力機(jī)構(gòu)滑塊的行程增加相對較小。因此，對于多連桿壓力機(jī)而言，行程的增加不能單靠增加曲柄的半徑，而且在結(jié)構(gòu)上也存在一定難度。

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結(jié)論

分析了多連桿壓力機(jī)傳動系統(tǒng)的運(yùn)動過程，利用 ADAMS 軟件建立了多連桿傳動系統(tǒng)的多體運(yùn)動學(xué)模型并進(jìn)行了運(yùn)動仿真，同時對影響滑塊位移、速度及加速度曲線形態(tài)的因素進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明：

（1） 與曲柄連桿機(jī)構(gòu)相比，多連桿機(jī)構(gòu)有利于提高沖壓精度和沖壓速度。

（2） 隨著曲柄半徑的增大，滑塊行程逐漸增大，滑塊速度曲線及加速度曲線表現(xiàn)出相反的變化趨勢。

（3） 曲柄半徑的增加引發(fā)滑塊行程變化不顯著。設(shè)計此類多連桿高速精密壓力機(jī)時，應(yīng)綜合考慮上述因素的影響，以便獲得最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鹿新建，等.多連桿高速壓力機(jī)滑塊運(yùn)動曲線研究[J].鍛壓技術(shù)，

2010，（4）：90- 94.

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