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第 1期 (总第 170期) 机 械 工 程 与 自动 化 N0.1
2Ol2年 2月 MECHANICAL ENGINEERING AUT()MATION Feb.
文章编号:1672—6413(2012)01—0018—03
基于 UG的数控铣床数字化设计与仿真
潘丹丹,孙文磊 ,赵 群,彭 云
(新疆大学 机械工程学院。新疆 乌鲁木齐 830047)
摘要 :应用虚拟设计和虚拟制造技术有利于加快产 品的开发和更新换代 ,提高企业对市场的适应能力和综合
经济效益。以数控铣床为研究对象。利用三维仿真软件 UG实现 了数控铣床零件 的计算机辅助设计 (CAD)、
有限元分析 (FEA)和计算机辅助制造 (CAM)一体化.验证 了数控铣床设计的合理性。
关键词 :数控铣床 ;虚拟设计 ;运动仿真;有限元分析 ;虚拟制造
中图分类号 :TG547:TP391.9 文献标识码 :A
0 引言 格 ,例如丝杆螺母副以及其与工作 台的联接。利用
数控铣床的传统设计是一种基于经验 、类 比的设 UG装配功能中的轴对齐、面贴合等可以很容易地装
计模式,这种建立在物理样机上的研发模式成本高, 配上各种各样 的复杂部件 。这样就可以很精确地保证
开发周期长。如果物理样机试验不够充分 ,产品定型 整个机床的装配精度要求 ,提高产品的质量。建立的
后会造成不可预知的结果 ,从而严重影响到整个数控 数控铣床的数字化样机如图2所示 。
铣床的质量及其加工质量L1]。
UG的数字化样机技术作为先进的设计方法 ,包
括了虚拟设计 、有限元分析 、虚拟制造等相关技术。
在数控铣床的开发中正迫切地需要运用数字化样机技
术对其整个开发过程进行动态性能分析与优化设计以
改进其设计方案,简化其开发过程 ,缩短其开发周
期 ,减少其开发费用 ,提高数控系统质量和系统性
能 。本文借助大型三维仿真软件 UG,以数控铣床为
例 ,对其进行虚拟设计和虚拟制造,使数控铣床零件
的计算机辅助设计 (cAD)、有限元分析 (FEA)和计算
机辅助制造 (CAM)一体化 ,以清楚地了解整个数控
铣床的设计是否满足精度要求及其结构薄弱环节 ,验
证数控铣床设计的合理性L2]。 图 1 UG仿真 设计 流程 图
1 UG三维仿真设计流程 3 数控铣床的运动仿真分析
UG三维仿真设计流程如图 l所示。 运动仿真用于分析模型的运动规律 。运动仿真能
2 数宇化样机的建立 完成以下内容:创建各种运动副、传动机构、施加载
在 UG中,首先建立好各个零部件 的三维模型, 荷等;进行机构的干涉分析、距离和角度测量等 ;追
然后用装配功能进行虚拟装配 。在数控铣床中,很多 踪部件 的运动轨迹;输出部件的速度、加速度 、位移
零件的联接和装配非常复杂并且对装配的要求十分严 和力等 图表 。
%新疆 自治区科技攻关项 目 (2oo93z118)
收稿 日期:2011—09—07;修 回日期:2011—09—17
作者简介 :潘丹丹 (1986一),女,四川遂宁人,在读硕士研究生,主要研究方 向为CAD/CAM及先进制造技术。
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