PDM环境下加工中心夹具的三维装配与仿真主要研究内容及方法
论文主要研究内容及方法1.3,1研究的主要内容针对具体工程实际中的加工中心类夹具进行三维建模，夹具元件装配仿真。对这一类 夹具及元件实现基于PDM软件的计算机数据管理。从而在航空类零件的精工夹具设计及 调用过程中，使得检索夹具及夹具元件，评价现有夹具元件的可工装性提供有利的平台。 具体研究工作分为四个方面1)对工程实际中的加工中心一类夹具进行NX三维建模；2)对夹具的进行三维装配和千涉检验、可视化装配、装夹运动仿真。3 )基于Ansys软件对部分夹具在对工件夹紧时做变形分析；4)实施加工中心类夹具的NX的集成管理。1.3.2研究方案1)加工中心夹具的NX建模NX是Unigraphics Solutions CA公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化 设计软件，在汽车、交通、航空航天、日用消费品、机械及电子工业等多领域被大规模应 用[1S】。加工中心夹具元件没有复杂的曲面造型，但对装配及设计尺寸及定位要求较高，NX 的建模模块与其他软件不同，在草图生成阶段就设置了严格的全约束功能，保证了夹具体 结构建模参数的稳定，避免建模过程中参数关联造成的结构错误[16]。此外NX的分类图层功能使加工中心夹具的建模草图参数及装配过程的有效化管理得以实现。2)三维可视化装配考虑到三维模型装配的方便性及不产生大量的计算机数据，此环节依然采用NX软 件。在装配之前，需要对加工中心夹具的各个夹具元件进行准确性建模，将各个夹具分类 放置于特定的文件夹中以便装配检索。导入模型，装配顺序根据各个夹具的不同特点进行装配，主要的装配方法有自顶向下装配、自底向上装配、混合装配117]。13)装配动画及装夹仿真夹具的装夹为夹具在实际运用中的主要目的，其装夹的质量取决于夹具的装配体结 构、加紧元件的夹紧力，工件与夹具之间的结构等。利用NX装配模块对所建夹具三维模型进行装配仿真，在进行运动仿真之前，需要给 各个元件施加不同的约束，之后进行运动仿真，以此验证三维模型的正确性及所设计夹具的可装配性|181。4)装夹工件变形分析工序集中是加工中心工艺方案的一大特点，这一特点使得生产效率不断提高，同时也 产生新的问题。通常工件在机床上一次安装后要完成被加工表面从粗加工到精加工的全部 过程。因此这就要求夹具的加紧力足够保证在加工过程中的切削力，保证装夹稳定性，从 而保证加工精度。其次加工中心机时昂贵，加工中心上都有压力气源，为尽量减少夹紧时 间，因此应首先考虑采用动力夹紧119]。相对于手动传统的手动夹紧而言，气动或液压夹 紧的夹紧力更容易得到计算机控制。在气动或者液压夹紧情况下，对装夹工件进行变形分析。计算出在保证完成所有工序的前提下，保证工件变形微小的力大小。为保证装夹质量提供数据支持。5)PDM数据管理PDM以软件为手段管理数据，管理范围十分宽泛。任何数据只要是以计算机数据表 示、存储，便都可以运用PDM软件进行有效管理。PDM类的软件近年来也是层出不穷，其中西门子公司开发的Teamcenter在功能与应 用操作性及广度上颇受欢迎p((1。在NX集成管理模块中，涵盖了从NX文件的转配体导入， 导出、重用库、DCS/CheatMate检查、高级搜索等计算机管理模式。1.3.3采用的技术平台美国德克萨斯普莱诺公司推出的UnigraphicsNX5.0三维设计软件；有限元分析软件Ansysl2.0;西门子公司研发的PDM类软件Teamcenter。1.4论文章节安排本文共分为六章。第一章首先介绍了论文的背景及意义，阐明了课题对于机械行业 的作用及对国家在工业领域中政策的积极响应，突出了在机械加工领域中加工中心夹具的 重要性;阐述了课题所涉及的主要技术的研究及发展;简介了论文的主要研究内容及方法； 最后给出论文组织结构即章节安排。第二章首先介绍了 PDM的基本概念和原理，其次对PDM的现状及发展动向做了分 析，给出了 PDM在发展中的不足及原因，最后对PDM在企业中的应用及步骤加以阐述， 对在夹具管理方面的应用效益予以论述。第三章机械夹具相关知识的概述，尤其对加工中心夹具进行介绍，全面介绍加工中 心夹具的设计准则、结构特点及适用范围。其次，以一套加工中心夹具为实例，具体展现 了夹具的三维装配及仿真过程，不仅理论上阐明了三维装配及仿真技术，而且具体实践了 这一过程。其中对夹具其中包括对夹具的干涉分析、可视化装配注释、装配序列动画生成、 装夹运动仿真。第四章基于加工中心加工特点，对待加工零件的受力变形进行研究，对分析技术现 状及平台进行简单介绍。运用计算机仿真技术，以Ansys分析为手段对实例中零件进行 静力学分析，得出及分析数据。第五章夹具模型数据管理的实现及方法进行详细描述。数据交换的模型、Teamcenter 与NX5.0的集成方法与流程、注意事项在本章一一说明，最后实现对数据的高效管理。第六章结论与展望。对论文工作进行深刻总结，对以后的工作指出方向。
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