2024年3月13日发(作者：公冶春海)
Vol 21 No 2
2008
2
04
机械研究与应用
MECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICA T ION
第
21
卷 第
2
期
2008
年
4
月
利用
Un igraph ics
软件实现
M AHO DM U
70V
数控机床模拟仿真
3
姜海鹏
,
孙 萌
(
济宁职业技术学院 机电工程系
,
山东 济宁
272037
)
摘 要
:
利用
Unigraphics
(
UG
)
CAD /CAM
软件造型功能建立数控机床和零件模型
,
读取数控代码对机床各部件进行
三维运动仿真
,
并检查加工过程中机床运动部件之间的干涉及工件过切
,
建立干涉实体
,
为刀具轨迹的修改
提供依据
,
同时免除了因文件格式的转化而产生的误差 。
关键词
: CAD /CAM;
数控加工仿真
;
干涉
中图分类号
: TG659
文献标识码
: A
文章编号
: 1007 - 4414
(
2008
)
02 - 0104 - 02
S im ula tion of M AHO DM U 70V CNC mach ine tool by using Un igra ph ics software
Jang Hai - peng, Sun Meng
(
M echanical engineering school of J in ing vocational and technical college, J in ing Shandong 272037, China
)
Abstract: The inform ation of machine tool and workp iece is used for Unigraphics
(
UG
)
CAD /CAM software to construct the
machine and workp iece models, while the NC p rogram is used as input data to perfo rm the machine motion. During the simula
2
tion p rocess, overcut and collisions between the moving machine components can be checked. And the error of data exchange
could be avo ided.
Key words: CAD /CAM; NC machining simulation; interference
在计算机上利用三维图形技术对数控加工进行
模拟仿真
,
可快速 、有效地对机床代码的正确性进行
验证
,
并且可以根据仿真的结果对数控程序进行修
改
,
免除了反复进行机床试切的过程 。
Lauwers
等 将机床仿真与刀具轨迹生成进行整合
,
利用仿真
系统 返回的干涉信息对刀具轨迹进行修改
,
提高了
五轴数 控加工编程效率 。利用计算机进行数控加
工的干涉 检查及仿真是降低生产成本
,
提高编程效
率与质量的 重要措施 。
基于三维实体的数控加工仿真
,
可以精确全面地
描述空间几何体的相对位置 。针对工程实践中的实
际需要
,
笔者以数控加工的仿真为核心研究内容
,
结
合大型
UG
软件强大的几何造型功能
,
建立五坐标
机 床数控仿真模型
,
读取数控加工的
G
代码
,
经翻
译并 转换为机床运动部件之间的运动
,
对五轴联动
数控机 床加工复杂零件的加工过程进行了三维仿
真
,
动态地 显示机床 、工件及刀具的运动
,
对各个运
动部件之间 进行干涉检查
,
同时高亮显示干涉
(
过
切
)
的区域
,
完 成对复杂零件
NC
代码的五轴数控
加工仿真。
[ 1 ]
坯体上进行整体加工
,
由于叶轮形状复杂
,
约束条件
多
,
加工难度很大
,
加工过程中容易发生干涉
,
是五轴
数控加工中具有代表性的复杂零件 。本文实例加工
中使用直径为
410mm
的不锈钢锻压件叶轮毛坯
,
采
用直径
12. 5mm
平头圆柱铣刀和直径
12mm,
半锥角
为
3
°的圆头锥铣刀 。数控加工工艺过程为
:
①气流
通道的开槽及扩槽
;
② 叶片曲面的粗加工
;
③ 叶片
曲面的精加工
;
④轮毂表面的精加工。
1. 1
建立机床仿真模型
仿真模型的精度对于仿真的效果至关重要
,
因此
必须根据数控机床构件的参数进行几何建模
,
对机床
构件进行实体造型
,
然后按照各构件之间的装配关系
进行机床实体装配
,
按照几何约束条件定义机床各个
轴的运动副性质和方向
,
从而得到参数化的五轴联动
数控机床三维实体模型。
以
MAHO DMU 70V
五坐标联动机床为例
,
运动
轴分别为
:
如图
1
所示的
3
个移动轴
X
、
Y
、
Z
和
2
个
转动轴
B
、
C,
其中转动轴
B
在
YO Z
平面内且与
Z
轴
成
45
°的夹角 。按照机床说明书中部件的实际尺寸
,
利用
UG/Modeling
模块的各种标准设计特征的生
成 和编辑 、各种曲线生成 、扫掠实体 、旋转实体 、沿
导轨 扫掠 、布尔运算等工具
,
建立机床各个部件的
实体模 型 。其中
X
轴建立在床身上并沿床身横向
平移
, Y
轴
1
仿真系统的实现
以
DECKEL MAHO DMU 70V
五坐标联动机床
为 例
,
建立机床的仿真模型
,
并对整体叶轮的铣削
加工 过程进行仿真 。整体式叶轮的轮毂和叶片在
同一毛
3
收稿日期
: 2008 - 03 - 10
作者简介
:
姜海鹏
(
1980 -
)
,
男
,
山东济宁人
,
学士
,
研究方向
:
数控加工 、
CAD /CAM
。
第
21
卷 第
2
期
2008
年
4
月
机械研究与应用
MECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICA T ION
LAB EL Sp ecify NC File
ACT ION S " Sp ecify_NC_File"
BUTTON ID _RUN_S IMULA T ION
LAB EL Run Sim ulation
ACT ION S " Run_Sim ulation"
END _O F_M ENU
Vol 21 No 2
2008
2
04
建立在
X
轴部件的纵向导轨上
, Z
轴建立在
Y
轴部
件 的内部竖直导轨上 。建立模型时一定要保证模
型的 尺寸与机床实际的传动尺寸一致
,
才能仿真机
床的实 际运动过程 。建模完成后利用
UG/A ssem
[ 2 ]
blies
功能 将各部件装配成完整的机床模型
。
根据实际情况
,
隐藏作图过程中的生成曲线和片
体
,
并在
V iew
菜单下利用
Object disp lay
工具编辑
实 体的颜色和透明度等属性
,
使模型具有一定的
真实 感 。建立的五轴数控机床模型如图
2
所示。
1. 3
编写
Unigraphics/OPEN AP I
程序
使用
M icro soft VC + + 6. 0
建立
UG Appwizard
图
1 MAHO DMU 70V
数控 图
2 MAHO DMU 70V
数
机床坐标轴及方向 控机床的仿真模型
项 目
,
编写
UG/OPEN AP I
程序
,
首先注册
3
个
菜单 按钮的系统回调函数
:
static UF_MB _ cb _ status_ t Add _Comp _ callback
(
UF_MB _w idget_ t widget,
UF_MB _data_ t client_data,
UF_MB _activated_button_p _ t call_button
)
;
static UF_MB _action_ t ActionTable [ ] = {
{ " Add _ Components " , Add _ Comp _ callback,
NULL} ,
{ " Specify_NC _ File" , Spec _NC _ File _ callback,
NULL } ,
{ " Run_Sim ulation" , Run_Sim u_ callback, NULL
} ,
{ NULL, NULL, NULL }
};
[ 3 ]
1. 2
系统菜单的修改
UG/OPEN MenuScrip t
提供用于定义
Unigraphics
菜单的脚本语言
,
使用该工具可修改
Unigraphics
的 菜单结构
,
添加 、删除和定制菜单
,
以及
改变文本显示 或响应行为等。
首先修改
UG
的系统环境设置
,
编辑
UGII
目
录 下的
ugii_env. dat
文件
,
编辑下面两条语句
:
UGII_V ENDOR _D IR =
＄
{U GALL IANCE _D IR }
vendor
UGII_S ITE_D IR =
＄
{U GALL IANCE_D IR } site
根据仿真系统的结构
,
程序主要实现以下
3
个
功 能
,
分别对应菜单中按钮的响应
:
(
1
)
打开
G
代码文件 编写函数弹出的文件选
择对话框
,
读取数控加工
G
代码文件。
(
2
)
装配工件 、夹具和刀具 编写注册的
Add_
Comp _callback
函数进行零件 、夹具和刀具等部件的
激活使用二次开发的扩展功能 。使用文本编辑
器编辑脚本文件修改系统菜单
,
在系统菜单中添加
Machine Sim ulation
下拉菜单
,
并指定菜单按钮对应
的响应行为
,
文件内容如下
:
VERS ION 120
ED IT UG_GA TEWA Y_MA IN _M ENUBAR
BEFORE UG_H EL P
CA SCAD E _ BUTTON ID _MACH IN E _ S IMULA
2
T ION
LAB EL Machine Sim ulation
END _O F_B EFORE
M ENU ID _MACH IN E_S IMULA T ION
BUTTON ID _ADD _COM PON EN TS
LAB EL Add Componen ts
ACT ION S "Add_Components"
BUTTON ID _SPEC IFY_NC_F ILE
装配 。使用
UF_U I_ask_open_part_filenam e
函数弹出
的文件选择对话框
,
选择需要装配的部件
,
并得到装
配部件时所需的文件指针 。弹出对话框获得输入的
装配位置
,
使用
UF_ASSEM _add_part_ to _assem bly
函
数将部件按照指定的位置装配到机床模型 。将部件
实体的指针添加到运动副
,
装配完成的工件和夹具如
图
3
所示。
图
3
装配完成后的机
床工作台
图
4
仿真过程中的
动画显示
(
下转第
108
页
)
·
105
·
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机械研究与应用
MECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICA T ION
第
21
卷 第
2
期
2008
年
4
月
,
弹出选取对话框
,
找到要加载的零件路径和名
称
,
把元件调入组件 。元件调入后需对其进行放置
,
选择合适的约束类型
,
使其符合装配约束条件 。装配
约束有匹配 、对齐 、插入 、坐标系 、相切 、线上点 、曲面
上的点 、曲面上的边 、自动 。若要约束装配元件
,
通常
[ 4 ]
采用多种约束组合的形式限制零件自由度进行 。
(
2
)
受力分析
ANSYS
软件提供了各种物理场 量
的分析
,
是一种能够融结构 、热 、流体 、电磁 、声学于
一体的大型通用有限元分析软件 。其中结构分析又
包括结构静力分析
,
即用来计算在固定不变的外载荷
作用下结构的位移 、应力 、应变等响应
;
结构非线性分
析
;
机构动力分析
,
即用来求解在随时间变化的载荷
作用下结构的动态响应
,
包括模态分析 、谐响应分析 、
寻瞬态动力学分析 、谐 反应分析。
ANSYS
提供与
Pro / E
接口
, Pro / E
文件导入后可进行结构分析
,
分析
设计尺寸下的零件是否能在设计环境下正常工作
,
分
析零件受力
,
则需对零件尺寸进行修改
,
若应力能满
足要求
,
则可以确定该尺寸为所求。
需先进行前处理
,
前处理包括定义材料 、单元类型 、划
分网格并施加载荷
,
前处理完成后可进行计算
,
计算
完成后可进入后处理模块观看结果
,
可以通过云图来
看零件应力分布情况及最大应力值和出现的区域。
4
结 语
螺钉是常用件
,
参考本文所述方法完成内六角圆
柱头螺钉的标准化 、参数化
,
并将同一类型不同规格
的零件列入族表内
,
使用时只需调入相应的参数进行
装配 、分析
,
使设计过程变得方便快捷 、节省设计时
间
,
提高效率 。
参考文献
:
[ 1 ]
成大先
,
王德夫
.
机械设计手册第
3
版
(
第
2
卷
)
[M ].
北京
:
化
学工业出版社
, 1993.
[ 2 ]
谭雪松
. Pro / Engineer2001
基础教程
[ M ].
北京
:
人民邮电出版
社
, 2003.
[ 3 ]
张继春
.
装配设计与运动仿真及
Pro / E
实现
[M ].
北京
:
国防工
业出版社
, 2006.
[ 4 ]
余伟炜
. ANSYS
在机械与化工装备中的应用
[M ].
北京
:
中国水
实现过程如下
:
进入
ANSYS
后
,
执行
U tility Men
2
u > File > Impo rt > Pro / E,
弹出
ANSYS
和
Pro / E
对话
[ 5 ]
框
,
找到需打开的
Pro / E
的文件名
,
将图形导入后
利水电出版社
, 2005.
)
[M ].
北京
[ 5 ]
濮良贵
.
机械设计
(
第
7
版
:
高等教育出版社
, 2002.
(
上接第
105
页
)
动部件的干涉
,
提高了数控加工编程的效率。
(
3
)
运行机床仿真 首先必须对
UG/ Motion
运
动分析环境进行初始化
,
定义系统参数及干涉检查结
构体
;
同时还要对相关类型的对象进行分析
,
得到机
床各个轴运动副对象的指针
,
用于控制各运动副的位
移。
使用文件指针读取
G
代码
,
并对每一行
G
代码
的语义进行解释
,
经过计算得到各轴的位移 。然后调
用
UF_MO T ION _edit_artic_ step _ size
函数将计算的各
轴的位移赋值给相应的五轴运动副
,
调用
UF _MO
2
T ION _ step_articulation
进行三维实体的造型计算 。系
统进行三维实体的造型计算后
,
就可对整个加工过程
进行动画播放
,
如图
4
所示 。同时系统每进行一次三
维实体的造型计算
,
都将运算的结果存储在干涉检查
结构体中 。如果发生干涉或过切
,
就对部件进行布尔
操作
,
建立干涉产生的实体
,
并弹出告警窗口 。
通过对粗 、精加工工序的仿真
,
排除了机床各运
2
结 论
本文通过利用
UG
软件
,
实现了
G
代码的解释
执 行
,
加工过程的三维运动仿真
,
并对数控加工过
程进 行干涉检查
,
生成干涉实体 。通过实例证明
,
该仿真 方法能够对加工过程中的机床干涉进行有
效的检查
,
为刀位的修改提供依据
,
提高了数控加
工编程效率
,
具有较好的工程实用性。
参考文献
:
[ 1 ]
周 济
,
周艳红
.
数控加工技术
[ M ].
北京
:
国防工业出版社
,
2002.
[ 2 ] Unigraphics solutions Inc. UG
高级装配培训教程
[M ].
北京
:
清
华大学出版社
, 2002.
[ 3 ]
董正卫
,
田立中
,
付宜利
. UG/OPEN AP I
编程基础
[M ].
北京
:
清华大学出版社
, 2002.
·
108
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2024年3月13日发(作者：公冶春海)
Vol 21 No 2
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机械研究与应用
MECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICA T ION
第
21
卷 第
2
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2008
年
4
月
利用
Un igraph ics
软件实现
M AHO DM U
70V
数控机床模拟仿真
3
姜海鹏
,
孙 萌
(
济宁职业技术学院 机电工程系
,
山东 济宁
272037
)
摘 要
:
利用
Unigraphics
(
UG
)
CAD /CAM
软件造型功能建立数控机床和零件模型
,
读取数控代码对机床各部件进行
三维运动仿真
,
并检查加工过程中机床运动部件之间的干涉及工件过切
,
建立干涉实体
,
为刀具轨迹的修改
提供依据
,
同时免除了因文件格式的转化而产生的误差 。
关键词
: CAD /CAM;
数控加工仿真
;
干涉
中图分类号
: TG659
文献标识码
: A
文章编号
: 1007 - 4414
(
2008
)
02 - 0104 - 02
S im ula tion of M AHO DM U 70V CNC mach ine tool by using Un igra ph ics software
Jang Hai - peng, Sun Meng
(
M echanical engineering school of J in ing vocational and technical college, J in ing Shandong 272037, China
)
Abstract: The inform ation of machine tool and workp iece is used for Unigraphics
(
UG
)
CAD /CAM software to construct the
machine and workp iece models, while the NC p rogram is used as input data to perfo rm the machine motion. During the simula
2
tion p rocess, overcut and collisions between the moving machine components can be checked. And the error of data exchange
could be avo ided.
Key words: CAD /CAM; NC machining simulation; interference
在计算机上利用三维图形技术对数控加工进行
模拟仿真
,
可快速 、有效地对机床代码的正确性进行
验证
,
并且可以根据仿真的结果对数控程序进行修
改
,
免除了反复进行机床试切的过程 。
Lauwers
等 将机床仿真与刀具轨迹生成进行整合
,
利用仿真
系统 返回的干涉信息对刀具轨迹进行修改
,
提高了
五轴数 控加工编程效率 。利用计算机进行数控加
工的干涉 检查及仿真是降低生产成本
,
提高编程效
率与质量的 重要措施 。
基于三维实体的数控加工仿真
,
可以精确全面地
描述空间几何体的相对位置 。针对工程实践中的实
际需要
,
笔者以数控加工的仿真为核心研究内容
,
结
合大型
UG
软件强大的几何造型功能
,
建立五坐标
机 床数控仿真模型
,
读取数控加工的
G
代码
,
经翻
译并 转换为机床运动部件之间的运动
,
对五轴联动
数控机 床加工复杂零件的加工过程进行了三维仿
真
,
动态地 显示机床 、工件及刀具的运动
,
对各个运
动部件之间 进行干涉检查
,
同时高亮显示干涉
(
过
切
)
的区域
,
完 成对复杂零件
NC
代码的五轴数控
加工仿真。
[ 1 ]
坯体上进行整体加工
,
由于叶轮形状复杂
,
约束条件
多
,
加工难度很大
,
加工过程中容易发生干涉
,
是五轴
数控加工中具有代表性的复杂零件 。本文实例加工
中使用直径为
410mm
的不锈钢锻压件叶轮毛坯
,
采
用直径
12. 5mm
平头圆柱铣刀和直径
12mm,
半锥角
为
3
°的圆头锥铣刀 。数控加工工艺过程为
:
①气流
通道的开槽及扩槽
;
② 叶片曲面的粗加工
;
③ 叶片
曲面的精加工
;
④轮毂表面的精加工。
1. 1
建立机床仿真模型
仿真模型的精度对于仿真的效果至关重要
,
因此
必须根据数控机床构件的参数进行几何建模
,
对机床
构件进行实体造型
,
然后按照各构件之间的装配关系
进行机床实体装配
,
按照几何约束条件定义机床各个
轴的运动副性质和方向
,
从而得到参数化的五轴联动
数控机床三维实体模型。
以
MAHO DMU 70V
五坐标联动机床为例
,
运动
轴分别为
:
如图
1
所示的
3
个移动轴
X
、
Y
、
Z
和
2
个
转动轴
B
、
C,
其中转动轴
B
在
YO Z
平面内且与
Z
轴
成
45
°的夹角 。按照机床说明书中部件的实际尺寸
,
利用
UG/Modeling
模块的各种标准设计特征的生
成 和编辑 、各种曲线生成 、扫掠实体 、旋转实体 、沿
导轨 扫掠 、布尔运算等工具
,
建立机床各个部件的
实体模 型 。其中
X
轴建立在床身上并沿床身横向
平移
, Y
轴
1
仿真系统的实现
以
DECKEL MAHO DMU 70V
五坐标联动机床
为 例
,
建立机床的仿真模型
,
并对整体叶轮的铣削
加工 过程进行仿真 。整体式叶轮的轮毂和叶片在
同一毛
3
收稿日期
: 2008 - 03 - 10
作者简介
:
姜海鹏
(
1980 -
)
,
男
,
山东济宁人
,
学士
,
研究方向
:
数控加工 、
CAD /CAM
。
第
21
卷 第
2
期
2008
年
4
月
机械研究与应用
MECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICA T ION
LAB EL Sp ecify NC File
ACT ION S " Sp ecify_NC_File"
BUTTON ID _RUN_S IMULA T ION
LAB EL Run Sim ulation
ACT ION S " Run_Sim ulation"
END _O F_M ENU
Vol 21 No 2
2008
2
04
建立在
X
轴部件的纵向导轨上
, Z
轴建立在
Y
轴部
件 的内部竖直导轨上 。建立模型时一定要保证模
型的 尺寸与机床实际的传动尺寸一致
,
才能仿真机
床的实 际运动过程 。建模完成后利用
UG/A ssem
[ 2 ]
blies
功能 将各部件装配成完整的机床模型
。
根据实际情况
,
隐藏作图过程中的生成曲线和片
体
,
并在
V iew
菜单下利用
Object disp lay
工具编辑
实 体的颜色和透明度等属性
,
使模型具有一定的
真实 感 。建立的五轴数控机床模型如图
2
所示。
1. 3
编写
Unigraphics/OPEN AP I
程序
使用
M icro soft VC + + 6. 0
建立
UG Appwizard
图
1 MAHO DMU 70V
数控 图
2 MAHO DMU 70V
数
机床坐标轴及方向 控机床的仿真模型
项 目
,
编写
UG/OPEN AP I
程序
,
首先注册
3
个
菜单 按钮的系统回调函数
:
static UF_MB _ cb _ status_ t Add _Comp _ callback
(
UF_MB _w idget_ t widget,
UF_MB _data_ t client_data,
UF_MB _activated_button_p _ t call_button
)
;
static UF_MB _action_ t ActionTable [ ] = {
{ " Add _ Components " , Add _ Comp _ callback,
NULL} ,
{ " Specify_NC _ File" , Spec _NC _ File _ callback,
NULL } ,
{ " Run_Sim ulation" , Run_Sim u_ callback, NULL
} ,
{ NULL, NULL, NULL }
};
[ 3 ]
1. 2
系统菜单的修改
UG/OPEN MenuScrip t
提供用于定义
Unigraphics
菜单的脚本语言
,
使用该工具可修改
Unigraphics
的 菜单结构
,
添加 、删除和定制菜单
,
以及
改变文本显示 或响应行为等。
首先修改
UG
的系统环境设置
,
编辑
UGII
目
录 下的
ugii_env. dat
文件
,
编辑下面两条语句
:
UGII_V ENDOR _D IR =
＄
{U GALL IANCE _D IR }
vendor
UGII_S ITE_D IR =
＄
{U GALL IANCE_D IR } site
根据仿真系统的结构
,
程序主要实现以下
3
个
功 能
,
分别对应菜单中按钮的响应
:
(
1
)
打开
G
代码文件 编写函数弹出的文件选
择对话框
,
读取数控加工
G
代码文件。
(
2
)
装配工件 、夹具和刀具 编写注册的
Add_
Comp _callback
函数进行零件 、夹具和刀具等部件的
激活使用二次开发的扩展功能 。使用文本编辑
器编辑脚本文件修改系统菜单
,
在系统菜单中添加
Machine Sim ulation
下拉菜单
,
并指定菜单按钮对应
的响应行为
,
文件内容如下
:
VERS ION 120
ED IT UG_GA TEWA Y_MA IN _M ENUBAR
BEFORE UG_H EL P
CA SCAD E _ BUTTON ID _MACH IN E _ S IMULA
2
T ION
LAB EL Machine Sim ulation
END _O F_B EFORE
M ENU ID _MACH IN E_S IMULA T ION
BUTTON ID _ADD _COM PON EN TS
LAB EL Add Componen ts
ACT ION S "Add_Components"
BUTTON ID _SPEC IFY_NC_F ILE
装配 。使用
UF_U I_ask_open_part_filenam e
函数弹出
的文件选择对话框
,
选择需要装配的部件
,
并得到装
配部件时所需的文件指针 。弹出对话框获得输入的
装配位置
,
使用
UF_ASSEM _add_part_ to _assem bly
函
数将部件按照指定的位置装配到机床模型 。将部件
实体的指针添加到运动副
,
装配完成的工件和夹具如
图
3
所示。
图
3
装配完成后的机
床工作台
图
4
仿真过程中的
动画显示
(
下转第
108
页
)
·
105
·
Vol 21 No 2
2008
2
04
机械研究与应用
MECHAN ICAL RESEARCH & APPL ICA T ION
第
21
卷 第
2
期
2008
年
4
月
,
弹出选取对话框
,
找到要加载的零件路径和名
称
,
把元件调入组件 。元件调入后需对其进行放置
,
选择合适的约束类型
,
使其符合装配约束条件 。装配
约束有匹配 、对齐 、插入 、坐标系 、相切 、线上点 、曲面
上的点 、曲面上的边 、自动 。若要约束装配元件
,
通常
[ 4 ]
采用多种约束组合的形式限制零件自由度进行 。
(
2
)
受力分析
ANSYS
软件提供了各种物理场 量
的分析
,
是一种能够融结构 、热 、流体 、电磁 、声学于
一体的大型通用有限元分析软件 。其中结构分析又
包括结构静力分析
,
即用来计算在固定不变的外载荷
作用下结构的位移 、应力 、应变等响应
;
结构非线性分
析
;
机构动力分析
,
即用来求解在随时间变化的载荷
作用下结构的动态响应
,
包括模态分析 、谐响应分析 、
寻瞬态动力学分析 、谐 反应分析。
ANSYS
提供与
Pro / E
接口
, Pro / E
文件导入后可进行结构分析
,
分析
设计尺寸下的零件是否能在设计环境下正常工作
,
分
析零件受力
,
则需对零件尺寸进行修改
,
若应力能满
足要求
,
则可以确定该尺寸为所求。
需先进行前处理
,
前处理包括定义材料 、单元类型 、划
分网格并施加载荷
,
前处理完成后可进行计算
,
计算
完成后可进入后处理模块观看结果
,
可以通过云图来
看零件应力分布情况及最大应力值和出现的区域。
4
结 语
螺钉是常用件
,
参考本文所述方法完成内六角圆
柱头螺钉的标准化 、参数化
,
并将同一类型不同规格
的零件列入族表内
,
使用时只需调入相应的参数进行
装配 、分析
,
使设计过程变得方便快捷 、节省设计时
间
,
提高效率 。
参考文献
:
[ 1 ]
成大先
,
王德夫
.
机械设计手册第
3
版
(
第
2
卷
)
[M ].
北京
:
化
学工业出版社
, 1993.
[ 2 ]
谭雪松
. Pro / Engineer2001
基础教程
[ M ].
北京
:
人民邮电出版
社
, 2003.
[ 3 ]
张继春
.
装配设计与运动仿真及
Pro / E
实现
[M ].
北京
:
国防工
业出版社
, 2006.
[ 4 ]
余伟炜
. ANSYS
在机械与化工装备中的应用
[M ].
北京
:
中国水
实现过程如下
:
进入
ANSYS
后
,
执行
U tility Men
2
u > File > Impo rt > Pro / E,
弹出
ANSYS
和
Pro / E
对话
[ 5 ]
框
,
找到需打开的
Pro / E
的文件名
,
将图形导入后
利水电出版社
, 2005.
)
[M ].
北京
[ 5 ]
濮良贵
.
机械设计
(
第
7
版
:
高等教育出版社
, 2002.
(
上接第
105
页
)
动部件的干涉
,
提高了数控加工编程的效率。
(
3
)
运行机床仿真 首先必须对
UG/ Motion
运
动分析环境进行初始化
,
定义系统参数及干涉检查结
构体
;
同时还要对相关类型的对象进行分析
,
得到机
床各个轴运动副对象的指针
,
用于控制各运动副的位
移。
使用文件指针读取
G
代码
,
并对每一行
G
代码
的语义进行解释
,
经过计算得到各轴的位移 。然后调
用
UF_MO T ION _edit_artic_ step _ size
函数将计算的各
轴的位移赋值给相应的五轴运动副
,
调用
UF _MO
2
T ION _ step_articulation
进行三维实体的造型计算 。系
统进行三维实体的造型计算后
,
就可对整个加工过程
进行动画播放
,
如图
4
所示 。同时系统每进行一次三
维实体的造型计算
,
都将运算的结果存储在干涉检查
结构体中 。如果发生干涉或过切
,
就对部件进行布尔
操作
,
建立干涉产生的实体
,
并弹出告警窗口 。
通过对粗 、精加工工序的仿真
,
排除了机床各运
2
结 论
本文通过利用
UG
软件
,
实现了
G
代码的解释
执 行
,
加工过程的三维运动仿真
,
并对数控加工过
程进 行干涉检查
,
生成干涉实体 。通过实例证明
,
该仿真 方法能够对加工过程中的机床干涉进行有
效的检查
,
为刀位的修改提供依据
,
提高了数控加
工编程效率
,
具有较好的工程实用性。
参考文献
:
[ 1 ]
周 济
,
周艳红
.
数控加工技术
[ M ].
北京
:
国防工业出版社
,
2002.
[ 2 ] Unigraphics solutions Inc. UG
高级装配培训教程
[M ].
北京
:
清
华大学出版社
, 2002.
[ 3 ]
董正卫
,
田立中
,
付宜利
. UG/OPEN AP I
编程基础
[M ].
北京
:
清华大学出版社
, 2002.
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108
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