基于UG的冲压机参数化建模及运动仿真.pdfVIP

学兔兔 第4期 (总第161期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．4 2010年 8月 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUT0MAT10N Aug． 文章编号：1672—6413(2O1O)04—0O29一O3 基于UG的冲压机参数化建模及运动仿真 李 波 (华中科技大学机械科学和工程学院，湖北 武汉 430074) 摘要：介绍了软件UG NX4．0的机构仿真功能，详细说明了UG运动仿真的方法和步骤。在此基础上对薄壁 零件冲压机的仿真过程作了较详细的陈述，给出了滑块的位移、速度和加速度曲线，为进一步进行动力学分析 奠定了基础。 关键词：UG参数化设计；三维建模；运动仿真；冲压机 中图分类号：TG385．1 文献标识码：A 1 UG运动仿真模块(Motion) 如图 1所示。 运动仿真模块(Scenario For Motion)是CAE应 2．2 冲压机三维模型的建立 用模块，提供机构设计、分析、仿真和文档生成功能。 首先建立各个连杆的三维模型，然后利用装配功 当在仿真方案中创建连杆、运动副和定义运动驱动后， 能将各个连杆装配起来建立三维机构模型，如图2所 就可 以以关 节运动 (Articulation)或运 动仿 真 示。 (Animation)形式仿真机构的运动。运动仿真模块可以 分析构件的位移、速度、加速度、作用力和力矩等，运 动的结果以图表和电子表格的形式绘出。可以克隆 (Clone)qJ真方案，通过对克隆方案进行修改可以形成 不同的仿真分析方案；也可以在装配文件中建立一系 列不同的运动仿真方案，每个运动仿真方案均可独立 修改，而不影响装配主模型，一旦完成优化设计方案， 就可通过导出机构更新装配主模型，以反映优化设计 的结果。 图1 冲压机的二维模型 2 薄壁零件冲压机三维建模 薄壁零件冲压机是用于将具有良好拉伸延展性的 薄金属板(如铝板)一次冲压成所规定形状的机械机 构 2．1 冲压机的机构设计 冲压机构采用六杆机构，可保证机构具有急回特 性和工作段近于匀速的特征，并使压力角尽可能小。用 一 般的四杆急回机构，虽可满足急回要求，但其工作 行程的等速性能往往不好。其送料机构由四杆机构组 图2 冲压机的三维模型 成，按机构的运动循环决定主动件和从动件的运动规 2．2．1 齿轮的参数化设计 律，在预定时间内将工件送至待加工的位置。利用UG 齿轮是冲压机中的主要传动件，它的主要作用是 Modeling模块中的曲线功能建立冲压机的二维模型， 传递动力、改变运动方向和速度等。齿轮类零件的造 收稿日期：2009一t2-24；修回日期：2010—03—12 作者简介：李波(1981一)，男，湖北武汉人，在读硕士研究生，研究方向：机械设计与理论。 学兔兔 ·3O· 机 械 工程 与 自动 化 2010年第4期 型设计难点在于轮齿的生成，设计时应首先分析轮齿 (2)定义连杆特性：在UG中所有运动构件都可 曲线，用数学方程描述轮齿曲线。根据数学方程建立 以看成是连杆，可以分别定义I 001~I 011连杆。 起一个轮齿，通过环形阵列即可创建整个齿轮模型。 (3)定义运动副：分别定义旋转副和齿轮副，均 本文根据设计要求，通过编辑齿轮的齿数、模数