折弯机作为钣金加工的重要母机之一,在各个领域都有着广泛的应用,超大型数控折弯机是折弯机的发展趋势。然而现在大部分折弯机在进行设计时都偏于保守,机身的重量偏大,为降低折弯机的生产成本,提高折弯机的工作效率,本文在根据国内外相关研究的基础上,对一款超大型龙门式折弯机进行了轻量化设计。(1)根据额定载荷计算折弯机相关部件承受的载荷,运用有限元软件对折弯机模型进行静力学分析,通过静力学分析结果判断折弯机机构是否合理,为接下来的轻量化设计奠定基础。(2)用SolidWorks对折弯机模型进行参数化建模,将对折弯机变形和应力影响较大的几个板的厚度设为参数,并将模型导入ANSYS-Workbench中。运用响应面分析法,以折弯机的质量最低为目标函数,设定其最大变形及最大应力,选择参数的约束区间,对其进行求解。将响应面法优化后的参数尺寸圆整后,重新建立模型进行静力学分析,将优化后的结果与优化前的结果进行对比。(3)进行正交试验设计,将响应面法不方便添加的2个因素(拉杆直径与筋板的厚度)添加进来,设计正交实验表,根据实验组号分别重新建模进行有限元分析,通过求解所得的数据分析各个因素对相关状态变量的影响程度,以折弯机质量最轻为目标函数,设置状态变量及尺寸变量的边界条件,从而建立折弯机轻量化数学模型,运用MATLAB软件进行求解,将各个参数圆整后重新建模进行有限元分析,将优化后的结果与优化前的进行对比。(4)将优化后的模型进行模态分析,得出其前十阶的固有频率及固有振型图,分析不同振型对折弯机的影响,使折弯机正常工作时能够避开共振。最终通过正交试验法的轻量化结果要优于响应面优化设计方法,机身质量比优化前减轻42510kg,轻量化比重达到4.12%,在保证折弯机正常工作的同时达到了轻量化的目的。