PDM環(huán)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(xiàn)基于PDM軟件的計算機數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)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(yè)等多領域被大規(guī)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(shù)的穩(wěn)定，避免建模過程中參數(shù)關聯(lián)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(shù)及裝配過程的有效化管理得以實現(xiàn)。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(shù)據(jù)，此環(huán)節(jié)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(jù)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(wěn)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(tǒng)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(shù)據(jù)支持。5)PDM數(shù)據(jù)管理PDM以軟件為手段管理數(shù)據(jù)，管理范圍十分寬泛。任何數(shù)據(jù)只要是以計算機數(shù)據(jù)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(fā)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(fā)的PDM類軟件Teamcenter。1.4論文章節(jié)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(yè) 的作用及對國家在工業(yè)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(fā)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(jié)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(xiàn)狀及發(fā)展動向做了分 析，給出了 PDM在發(fā)展中的不足及原因，最后對PDM在企業(yè)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(xiàn) 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(xiàn) 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(shù)據(jù)。第五章夾具模型數(shù)據(jù)管理的實現(xiàn)及方法進行詳細描述。數(shù)據(jù)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(xiàn)對數(shù)據(jù)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。