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21世纪,正是中国制造业飞速发展的时候,夹具则是现代制造体系中较为核心的工艺装备。在加工工件的过程中,工件的制造精度主要由刀具的切削能力和夹具所提供的装夹精度所决定。夹具通过确定工件的合理位置并提供正确的夹紧方式与适当的夹紧力为切削加工提供必要的环境和条件。本文结合数学建模与有限元分析两种方式对夹具系统的精度作了分析。数学建模的部分可分为定位与夹紧两个部分的内容:分析定位时,将工件和夹具体视为刚体,建立出工件的空间数学模型以判断定位件能够合理地限制工件的所有自由度;分析夹紧时,则要把工件和夹具体视为弹性体,考虑接触表面的摩擦,来衡量工件在夹紧以后的稳定性和受力变形。有限元部分,利用三维软件UG的高级仿真功能,对网格化以后的模型分别施加夹紧力和切削力,可以得到不同条件下工件与夹具体的变形效果。在这两种分析方法的基础上,就可以分析在不同初始条件下所产生的不同的误差。然后通过比较这些不同的误差,我们就可以得到合理的初始环境。如定位元件的数目、定位件的布局方式、夹紧件的夹紧方式、夹紧力的大小、夹紧力的顺序等。这一过程也可以理解为夹具系统基于提高装夹精度的优化。UG二次开发是CAD技术中应用较为广泛且实用性较强的一种方法。它可以直接在UG菜单中生成开发者所需要的功能。以实现计算机辅助夹具为目标,依据工件中关键参数的变化来更改夹具体关键参数得到新的夹具系统这一功能已经实现。但采用这种方式得到的夹具体是否能够提供足够的精度还有待分析。本课题结合以上的分析结果和合理的构想,建立了一个用以辅助操作者分析夹具定位夹紧合理性的模块。这一模块具有良好的人机界面,使用者可以仅输入夹具夹紧的参数值就要以得到定位合理性与稳定性分析结论或夹紧力建议范围。将这一功能与夹具参数化设计的功能有结合起来,就可以得到更为智能的CAFD系统。也就是说,新增的模块提高了原有CAFD系统的智能化程度。