高速冲床工作台板的厚度需根据客户要求进行设计。为了满足不同刚性的要求，本文运用Solidworks软件中的插件COSMOSWorks对不同厚度、不同材质的工作台板进行了模态分析，再由固有频率与质量反求工作台板的刚度，找出刚度随材质及厚度变化的规律。由分析得出了综合考虑刚性、减振性及经济性的工作台板设计及选材方案，该方案能够满足不同刚性的要求。
1 引言
工作台板作为压力机的重要零件，起到下连机身、上连模具的作用。工作台板的厚度直接影响到装模高度，对于普通开式压力机，装模高度有统一的设计标准：一机部标准JB 1395-74，工作台板的厚度尺寸基本一致。随着近几年国内生产E／I铁芯、电机定转子的厂家不断增多，对高速压力机的需求日益增多，国内锻压设备生产厂家也逐渐向高速压力机领域发展，技术水平和*也不断提高。由于国内开式高速压力机还没有统一的参数标准，与之相配套的模具高度尺寸也不尽一致。这就导致在给用户提供设备时经常改动工作台板的厚度，甚至修改机身的相关尺寸以满足不同的装模高度要求。台板厚度减小时，一般采取铣工作台板下平面的方法，但当厚度减小太多时，一般需要更换材质重新投料加工。工作台板厚度减小后，自身的刚度会降低，在高速冲压时会变形加剧甚至损坏。
本文以徐州锻压机床厂集团有限公司VH45机床用工作台板（图1）为例，就台板厚度与台板刚度之间的关系进行了分析。
2 计算公式
直接计算零件的刚度较复杂，可以运用Solidworks软件中的插件COSMOSworks计算出零件的固有频率，再通过式（1）进行转换得到式（2），即可计算出零件的刚度k。
3 COSMOSWorks分析
为方便起见，将工作台板的材质取为软件自带的材质：灰铸铁、合金钢、铸造碳钢、普通碳钢，各材料的机械性能如表1所示
将工作台板下平面进行部分固定（机身落料孔为450 mm*305mm，不加约束），根据滑块底平面尺寸，设定模具的长宽尺寸为360mm*300mm，在上述区域施加450 kN的载荷。设定工作台板厚度的变化范围为70～130 mm，间隔5 mm做一次分析，取*阶固有频率，计算结果如表2所示。
4 结果分析
将表2中所列的4种材料制成的工作台板*阶固有频率及刚度随工作台板厚度变化的关系分别用图2和图3来表示，结合两图和表2可看出：
（1）随着工作台板厚度的增加，对于上述4种材料，一阶频增大至一定数值后缓慢减小；
（2）随着工作台板厚度的增加，对于上述4种材料，工作台板的刚度始终增大且增大的幅度逐渐减小；
（3）厚度相同时，由合金钢、铸造碳钢、普通碳钢做成的工作台板的固有频率和刚度差别不大；
（4）工作台板材料不同，一阶频率是不同的，材料的弹性模量越大，一阶频率也就越大；
（5）相同弹性模量的材料，一阶频率随着抗拉强度的增大而增大；
（6）对于相同受力方式以及相同结构形式的工作台板，一阶频率出现极大值时所对应的厚度几乎不变，本台板对应的厚度为100 mm；
（7）由式（2）可以看出，影响刚度的主要因素为固有频率和质量。工作台板厚度从70 mm开始增加，当一阶频率增加到峰值时，可以算出频率增加了约11％，质量相对于70mm厚度时增加了近60％，由此可以看出，在这一变化中，质量对于刚度起到了很大作用。当台板厚度从频率峰值时的数值增加到130mm时，一阶频率大约下降了2％，质量相对于110 mm厚度时增加了25％左右。台板刚度是缓慢增加的，但是增幅在逐渐减小。
5 结论
从以上分析可以看出，对于特定结构的工作台板，其一阶固有频率在工作台板厚度发生变化时存在极大值，一阶固有频率极大值对应的厚度范围对于上述4种材质几乎一致。由于考虑了材料的减振性能，开式高速压力机的工作台板材质一般选用灰铸铁；当为了适应装模高度而需要大大减小工作台板厚度时，可以将材质更换为普通碳钢，如Q23，台板的刚度就可以得到很大的改善，同时也缩短了加工周期；当需要减小装模高度而很大程度上增加工作台板厚度时，对于铸造台板容易出现铸造缺陷，影响使用，可以在工作台板和机身之间加一过渡垫板。
