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数控磨床的虚拟装配及仿真研究

时间:2015-11-06  来源:中国球磨机网  作者:[db:作者]  浏览次数:452

  便于理解数控磨床的功能和作用,方便尺寸修改和再次造型。在计算机屏幕上装配零部件,查看和分析零件的配合情况,这样可减少物理样机的需求,大量削减开发费用。在三维建模的基础上用动态仿真软件DynanicDesignerMotion来完成磨床工作原理的演示,模拟整个运动过程,还可很快地查出动干涉情况,同时还可以作出指定构件或指定点的位移、速度和加速度图形,提前对可能出现的问题作出精确的预测和改进。

  2数控磨床的虚拟装配虚拟装配创建如同产品已确实存在那样的直观可视化的数字模型,即虚拟样机或虚拟产品。在早期产品开发中,进行干涉检查等可方便快捷地修正错误,将错误消除在设计阶段,大大缩短产品开发周期,而且,修正错误的花费远低于后期装配时修正的费用。

  虚拟装配有两种装配模式。一种模式Top-dovn即自顶向下的设计模式,另一种叫Bottom即自底向上的装配模式。在磨床虚拟装配建模时,根据不同类型零件和子装配体的特点,分别采用不同的虚拟装配建模方法。

  在本文所述的数控外圆磨床的建模中,采用自底向上(Bottom-up)模式,先建立主轴、头架和尾架等子装配,再由子装配组成总装配模型。装配过程可以用如所示结构树来描述。

  主轴、头架和尾架的特点是:传动机构复杂、结构紧凑、形式千变万化、零件之间容易发生干涉,对可靠性要求高。如、3、4所示主轴、头架和尾架子装配模型。首先进行每个零件的详细设计,然后利用约束条件将这些零件进行装配。如果在装配过程中发现某些零件不符合要求,诸如:零件与零件之间产生干涉,某一零件根本无法进行安装等,就要对零件进行重新设计,重新装配,再发现问题,再进行修改…。由此消除了*初设计中的许多安装不匹配的问题。

  3DDM在数控外圆磨床建模仿真中的运用产品在完成虚拟装配后还只能进行静态干涉检查,而对于具有机构运动的产品,还不能确保其机构运动设计是否合理,是否满足性能要求,各零件动作是否协调,在运动过程中有否干涉,此时虚拟运动仿真是评估“虚拟样机”机构性能和可行性的有力工具。

  头架,砂轮架的旋转运动,砂轮架的横向进给运动及工作台纵向往复运动,分别由机械或液压传动来实现,运动之间没有严格的联系。为减少辅助运动,砂轮架有快速进退运动。该数控外圆磨床有两层工作台,下工作台作纵向往复移动,它换向有停留时间要求,换向精度较高。上工作台相对下工作台能作微小的回转调整,以适应磨削锥体工作。

  磨床的砂轮架的运动是砂轮由静止开始做快速纵向运动,与零件接近时停止运动,工件所在的工作台作快速的横向运动到砂轮架所在位置并静止,砂轮架缓慢运动并根据工作人员所输入的切削量来进给。开始磨削时,砂轮架始终静止,此时工件缓慢横向运动直到所要磨削部分全部磨削掉这样可以达到切削均匀,产生更少的热量。切削过程要满足《主要技术质量性能参数表》砂轮的线速度为45m/s砂轮的角速度是工件角速度的60 ~100倍等。当切削完毕后,工件停止转动而砂轮架快速退到原位置。

  此时工作台也同时快速回退到原位。

  砂轮架的位移曲线下面是砂轮架的速度曲线、加速度曲线和位移曲线,我们可以根据这三个曲线来分析砂轮的运动情况。

  4结束语在大型机床的结构设计中使用了SolidWois实体建模技术,它与传统设计方法相比,缩短了设计周期、提高了设计质量、减少了绘图工作量,节约了成本。虚拟装配及运动仿真实现了产品的设计与样机仿真效果,大大缩短了设计及样试周期,不完善的参数在装配与模拟运行中得到修正与改进,极大地提高了优化设计水平,充分体现了设计与制造同步的功能优势,为企业新产品的开发研制提供了强有力的新手段,可以增强企业在市场中的竞争力。

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