文／林亚东，李鹏鹏，杨航，顾军，吴宝健，于世方·一汽锻造(吉林)有限公司

1600t 模锻压力机是我公司重要的设备之一，同时还是红旗HS5、HS7 等车型发动机连杆的主力生产设备。最近几年，设备的下模体不断出现开裂情况，不仅花费了大量的模具费用，还严重影响了供货，因此大模体的结构优化设计迫在眉睫。结构设计方面，有多种理论可以进行分析，本文中采取的是第四强度理论(即等效应力)，再根据公司实际情况进行最终的设计。

模体有限元分析

原始结构分析

大模体是由底座、顶杆托、垫板组成的装配体模型，三维模型是根据现有的CAD 设计图纸提取结构尺寸，在Creo 中进行三维实体创建。在保证结果准确的前提下，对模型进行了简化，把一些不必要的特征取消掉，以便于提高模拟运行的速度，简化后的模型如图1 所示。

图1 中绿色的部分是垫板，在大模体使用过程中，打击力也是通过垫板传递到大模体上。通过应力分析软件对大模体进行应力分析，分析结果如图2 所示。模座最大等效应力为186.97MPa，远小于材料的屈服强度930MPa，所以模具结构的断裂属于疲劳断裂。

根据实际断裂情况，对模体和垫板进行了等效应力分析，如图3、图4 所示。从图中可以看出，模体中间面最大等效应力为80.73MPa，而垫板最大等效应力为102.11MPa。

模体结构优化

方案一

图1 大模体初始结构

图2 原始结构整体应力分析

如图5 所示，将模体底面平面结构更改成拱形结构，参考了“拱桥”的设计原理，把竖直向下的纵向力通过桥身结构转化为横向的力，最后作用到两边的基体，这样就对结构薄弱区起到了保护作用。……