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沈陽機床配件基于UG NX研究刀具設計方法 | 發布者:admin 日期:2012/5/29 點擊:310 | | | 沈陽機床配件在產品設計和開發過程中,零部件的標準化、通用化和系列化是提高產品設計質量、縮短產品開發周期的有效途徑,而基于三維CAD系統的參數化設計與二維繪圖相比更沈陽機床配件能夠滿足制造信息化的要求。在CAD技術的發展過程中,參數化技術的出現是一次重要的革命。該技術以約束造型為核心,允許工程設計人員以尺寸驅動的方式實現對設計結果的修改,非常適合于結構類似的系列化產品設計。本文選UG NX為支撐平臺,以公司廠標片銑刀為例,研究參數化設計的實現途徑和方法。其他刀具的設計方法與其類似。 數控機床和加工中心用刀具(簡稱數控刀具)在國外發展很快,品種規格已形成系列。我國對數控刀具的研究開發起步較晚,數控刀具的開發與生產成為我國工具行業的薄弱沈陽機床配件環節,數控刀具的落后已成為影響國產和進口數控機床充分發揮作用的主要障礙之一。 目前國外設計數控刀具的方式基本上是通過直接調用已有的設計結果或經過局部修改而形成新的品種或規格。而國內企業(包括中國第一汽車制造廠)在數控刀具設計中則大多在用CAD(多為Au-toCAD)軟件平臺上由設計人員進行交互式繪圖。由于交互式繪圖很難利用已有的設計結果,勞動強度大,設計效率低,難以滿足實際生產需要。因此,研究開發先進的數控刀具CAD/CAM技術,對于提高數控刀具設計、制造的質量和效率十分必要。 參數化技術以約束造型為核心,允許工程設計人員以尺寸驅動的方式實現對設計結果的修改,非常適合于結構類似的系列化產品設計。UG NX是美國EDS公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件,具有強大的參數化設計功能,沈陽機床配件在設計和制造領域得到了廣泛的應用。本文以UG NX為支撐平臺,以公司片銑刀為例,研究參數化設計的實現途徑和方法。其他數控刀具的設計方法與其類似。1 參數化設計思想 在使用UG軟件進行產品設計時,為了充分發揮軟件的設計優勢,首先應當認真分析產品的結構,在大腦中構思好產品各個部分之間的關系,充分了解設計意圖,然后用UG提供的強大的設計及編輯工具把設計意圖反映到產品的設計中去。因為設計是一項十分復雜的腦力活動,一項設計從任務的提出到設計完成從來不會是一帆風順的,一項設計的完成過程就是一個不斷改進、不斷完善的過程,因此,從這個意思上講,設計的過程就是修改的沈陽機床配件過程,參數化設計的目的就是按照產品的設計意圖能夠進行靈活的修改,所以它的易于修改性是至關重要的。這也是UG軟件為什么特別強調它的強大的編輯功能的原因。 UG刀具參數化設計思想:將刀具零件模型的構造工作劃分為幾何約束、尺寸約束、確定尺寸值和模型生成4個基本任務。模型生成是一項工作量巨大、瑣碎但是有規律的工作,可以由計算機基于UG等三維軟件完成;形狀約束、尺寸約束和尺寸值的確定是非規律性的創造性工作,由設計者根據設計要求設定,并建立零件特征之間的尺寸關聯,用戶修改零件模型時,只需要輸人一組新的特征尺寸值,或是個別尺寸值,改變零件結構,而不需要重新設計,只需要改變某些特征參數即可。 片銑刀的產品模型中應包括刀片、刀桿、夾緊裝置等,在設計過程中,刀具零部件均以幾何形狀的形式來描述。構成片銑刀每一部分的幾何體都由結構約束、圖素集和參數集組成。圖素集為構成幾何體的基本幾何元素,如點、線段、圓弧、多邊形等。為提高軟件的運行效率,多采用封閉多邊形來定義幾何體,以減少圖素的數量。結構約束用于限定幾何體的結構,如兩圓的同心、相鄰邊互相垂直或平行;參數集用于確定幾何體的大小,如直線的長度、圓(弧)的半徑等。并通過各參數集之間的相同參數來表達各幾何體之沈陽機床配件間的位置關系。2 三維參數化建模的實現方法 下面通過公司廠標刀具CRB153-2001片銑刀三維模型的創建實例來說明參數化建模方法。2.1 分析零件模型設定特征參數 片銑刀主要尺寸特征有R,Z,B,d,R1,a,F,v,t,可將這9個尺寸作為主要參數驅動片銑刀模型。片銑刀的模型可通過拉伸、陣列、旋轉等建模方式得到,在建模時應特別注意各特征參數以及它們的關系。
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