一种高频振动刀具的失效分析和优化

摘要

高频振动刀具在包装、鞋类等行业制样时使用广泛,由于转速较高,刀具在正常使用时常因噪声和加工精度达不到要求而失效。本文基于柔性多体动力学与有限元联合仿真的方法,建立了高频振动刀具的刚柔混合模型,通过仿真得出刀具失效是由于偏心轴套受力不均、连杆变形位移较大引起的结论,与实际使用过程中失效形式吻合,验证了联合仿真模型的有效性;对比分析了柔性连杆的自由模态和刀具工况约束下的模态,得到了避免发生共振的频率范围;利用动平衡方法对结构进行了改进设计,通过平衡机构部分惯性力有效提高了工作频率,为进一步进行结构优化奠定了理论基础。