数控转塔冲床是现代机械加工中广泛使用的设备,目前高速度、高精度、节能环保已经成为其新的发展趋向,数控转塔冲床主传动方式由原先的液压式逐渐向伺服电机式转变,主传动机构的研究意义重大。同时,床身作为冲床最基本的承载部件,其性能也对冲床有着重要影响。本文以HPE-3048数控转塔冲床为研究对象,开展了主传动机构运动特性的分析以及床身的结构优化设计,具体内容如下:(1)开展了主传动曲柄滑块机构的运动学和动力学分析,并基于ADAMS建立了主传动机构模型,通过理论计算与仿真结果的对比,验证了模型的准确性。然后,根据实际冲裁工况对主传动机构进行参数设置,仿真得到了实际冲裁工况下机构的运动特性和惯性力。(2)基于Hertz接触理论与修正的Coulomb摩擦力模型,在ADAMS中创建了含间隙的主传动机构动力学模型,并且通过ADAMS与ANSYS联合仿真建立了连杆为柔性体的刚柔耦合模型,分别比较了刚性间隙和柔性间隙以及不同间隙大小和不同转速对机构运动特性的影响,对提高主传动曲柄滑块机构运动精度提供了指导。(3)基于HyperWorks建立了冲床床身有限元模型,对比了有限元模态分析与模态试验的结果,验证了模型的准确性和可靠性,随后,对冲床进行了不同工况下的静力学分析,验证了冲床的静刚度和强度,找出了危险工况。(4)针对危险工况进行了基于模态叠加法的瞬态响应分析,校核了冲床动刚度和强度,并分析比较了电机正装与侧装对冲床动态性能的影响,同时通过对模态参与因子分析,找出了影响冲床动态性能的主导模态,为后续优化做了铺垫。(5)运用Optistruct模块以组合柔度指数最小为优化目标对床身进行了三种不同工况下的拓扑优化,并根据优化结果对床身结构进行了重新建模,随后,在HyperStudy中将各板厚参数化建模后进行了灵敏度分析,并在此基础上开展了床身的尺寸优化,优化结果表明,新结构改善了冲床各项性能,提高了加工精度。