2017年5月23日

PDM環境下加工中心夾具的三維裝配與仿真主要研究內容及方法

論文主要研究內容及方法1.3,1研究的主要內容針對具體工程實際中的加工中心類夾具進行三維建模，夾具元件裝配仿真。對這一類夾具及元件實現基于PDM軟件的計算機數據管理。從而在航空類零件的精工夾具設計及調用過程中，使得檢索夾具及夾具元件，評價現有夾具元件的可工裝性提供有利的平臺。具體研究工作分為四個方面1)對工程實際中的加工中心一類夾具進行NX三維建模；2)對夾具的進行三維裝配和千涉檢驗、可視化裝配、裝夾運動仿真。3 )基于Ansys軟件對部分夾具在對工件夾緊時做變形分析；4)實施加工中心類夾具的NX的集成管理。1.3.2研究方案1)加工中心夾具的NX建模NX是Unigraphics Solutions CA公司推出的集CAD/CAM/CAE于一體的三維參數化設計軟件，在汽車、交通、航空航天、日用消費品、機械及電子工業等多領域被大規模應用[1S】。加工中心夾具元件沒有復雜的曲面造型，但對裝配及設計尺寸及定位要求較高，NX 的建模模塊與其他軟件不同，在草圖生成階段就設置了嚴格的全約束功能，保證了夾具體結構建模參數的穩定，避免建模過程中參數關聯造成的結構錯誤[16]。此外NX的分類圖層功能使加工中心夾具的建模草圖參數及裝配過程的有效化管理得以實現。2)三維可視化裝配考慮到三維模型裝配的方便性及不產生大量的計算機數據，此環節依然采用NX軟件。在裝配之前，需要對加工中心夾具的各個夾具元件進行準確性建模，將各個夾具分類放置于特定的文件夾中以便裝配檢索。導入模型，裝配順序根據各個夾具的不同特點進行裝配，主要的裝配方法有自頂向下裝配、自底向上裝配、混合裝配117]。13)裝配動畫及裝夾仿真夾具的裝夾為夾具在實際運用中的主要目的，其裝夾的質量取決于夾具的裝配體結構、加緊元件的夾緊力，工件與夾具之間的結構等。利用NX裝配模塊對所建夾具三維模型進行裝配仿真，在進行運動仿真之前，需要給各個元件施加不同的約束，之后進行運動仿真，以此驗證三維模型的正確性及所設計夾具的可裝配性|181。4)裝夾工件變形分析工序集中是加工中心工藝方案的一大特點，這一特點使得生產效率不斷提高，同時也產生新的問題。通常工件在機床上一次安裝后要完成被加工表面從粗加工到精加工的全部過程。因此這就要求夾具的加緊力足夠保證在加工過程中的切削力，保證裝夾穩定性，從而保證加工精度。其次加工中心機時昂貴，加工中心上都有壓力氣源，為盡量減少夾緊時間，因此應首先考慮采用動力夾緊119]。相對于手動傳統的手動夾緊而言，氣動或液壓夾緊的夾緊力更容易得到計算機控制。在氣動或者液壓夾緊情況下，對裝夾工件進行變形分析。計算出在保證完成所有工序的前提下，保證工件變形微小的力大小。為保證裝夾質量提供數據支持。5)PDM數據管理PDM以軟件為手段管理數據，管理范圍十分寬泛。任何數據只要是以計算機數據表示、存儲，便都可以運用PDM軟件進行有效管理。PDM類的軟件近年來也是層出不窮，其中西門子公司開發的Teamcenter在功能與應用操作性及廣度上頗受歡迎p((1。在NX集成管理模塊中，涵蓋了從NX文件的轉配體導入，導出、重用庫、DCS/CheatMate檢查、高級搜索等計算機管理模式。1.3.3采用的技術平臺美國德克薩斯普萊諾公司推出的UnigraphicsNX5.0三維設計軟件；有限元分析軟件Ansysl2.0;西門子公司研發的PDM類軟件Teamcenter。1.4論文章節安排本文共分為六章。第一章首先介紹了論文的背景及意義，闡明了課題對于機械行業的作用及對國家在工業領域中政策的積極響應，突出了在機械加工領域中加工中心夾具的重要性;闡述了課題所涉及的主要技術的研究及發展;簡介了論文的主要研究內容及方法；最后給出論文組織結構即章節安排。第二章首先介紹了 PDM的基本概念和原理，其次對PDM的現狀及發展動向做了分析，給出了 PDM在發展中的不足及原因，最后對PDM在企業中的應用及步驟加以闡述，對在夾具管理方面的應用效益予以論述。第三章機械夾具相關知識的概述，尤其對加工中心夾具進行介紹，全面介紹加工中心夾具的設計準則、結構特點及適用范圍。其次，以一套加工中心夾具為實例，具體展現了夾具的三維裝配及仿真過程，不僅理論上闡明了三維裝配及仿真技術，而且具體實踐了這一過程。其中對夾具其中包括對夾具的干涉分析、可視化裝配注釋、裝配序列動畫生成、裝夾運動仿真。第四章基于加工中心加工特點，對待加工零件的受力變形進行研究，對分析技術現狀及平臺進行簡單介紹。運用計算機仿真技術，以Ansys分析為手段對實例中零件進行靜力學分析，得出及分析數據。第五章夾具模型數據管理的實現及方法進行詳細描述。數據交換的模型、Teamcenter 與NX5.0的集成方法與流程、注意事項在本章一一說明，最后實現對數據的高效管理。第六章結論與展望。對論文工作進行深刻總結，對以后的工作指出方向。

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