【正文】 個 M8 的 螺紋孔，難點在孔的定位， 孔 的 定位我們可以用孔命令，繪制截面，在截面上繪制草圖，定位孔的位置。 底板 上 的 4 個 螺栓定位孔， 可以先 用草圖命令繪制出草圖， 然后 運用拉伸命令 拉伸， 最后運用陣列畫出其他 三個 孔。 底板的三維模型 如 圖 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 圖 縱向底板 的三維 模型 縱向燕尾板建模 縱向燕尾板是進(jìn)給機構(gòu)中一個重要組件，起著穩(wěn)定縱向臺面板運動從而控制刀具運動的作用，因此對燕尾板的建模要嚴(yán)格參考相關(guān)尺寸，模型的準(zhǔn)確度達(dá)到更高要求。 燕尾板代替滾珠絲桿起到導(dǎo)向的作用， 摩擦 為 表面摩擦，為了增加其耐磨性和使用壽命，需要對燕尾板表面進(jìn)行發(fā)黑處理，使 金屬表面產(chǎn)生一層氧化膜，以隔絕空氣，達(dá)到防銹目的 。 對其建模首先在草圖界面繪出燕尾板的 截面 圖形， 截面 為上底 103mm下底 高 為 25mm的 梯形 ，對二維圖形進(jìn)行拉伸 ， 拉伸長度為 190mm，建立出燕尾板的三維模型，然后在板 上鉆 沉頭深度 為 直徑 Φ 13mm，孔 直徑 Φ 沉頭孔，然后對孔運用鏡像功能，鉆出其他孔。 該 城頭孔的作用 是 在安裝 后 ， 使 緊固螺栓的螺帽在沉頭孔中 ， 使其不影響 臺面板 和燕尾板的配合。 如圖 所示 圖 縱向燕尾板 的三維 模型 剎鐵的建模 剎鐵在安裝過程中留足夠的間隙方便臺面板和燕尾板的裝配，在機構(gòu)使用中，通過 4軸承內(nèi)外圈加工專用機床縱向機構(gòu)設(shè)計 個螺栓與臺面板連接 ，控制臺面板和燕尾板之間的間隙，提高導(dǎo)向精度。在其建模的過程中 ，先在草圖界面中繪制出截面， 底邊高 25mm斜 邊 高 角度 為 60 度的 平行四邊形， 再 拉伸 180mm，利用 WCS 命令建立坐標(biāo)， 運用“ 孔 ” 命令 沿 x 軸 正方向打出 Φ 9mm 深度 3mm的 孔 ，通過矩形陣列畫出 其他幾個 螺栓孔，如圖 所示 圖 剎鐵 的三維 模型 縱向臺面板的建模 縱向臺面板是進(jìn)給機構(gòu)中的一個重要部件，起到固定刀架和導(dǎo)向的作用。對其建模，先在草圖界面繪出其 截面 圖，再使用拉伸命令 拉伸 180mm，后面對其鉆孔，利用陣列繪出其他孔。 其 建模過程可以參照 底板 的建模過程 。 如圖 所示 圖 縱向臺面板 的三維 模型 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 在臺面板的建模過程中需要用 到多種 UG 命令，如下： 1.“草圖”命令用于繪制截面的二維曲線，然后創(chuàng)建曲面和實體特征。 2.“拉伸”命令用于創(chuàng)建曲面的實體特征，也就是將曲線拉伸成拉伸體，我們可以在拉伸命令中直接選擇繪制曲線進(jìn)行曲線繪制。拉伸界面如圖 所示 圖 拉伸界面 3.“孔”命令，對實體建立沉頭孔，螺紋孔，埋頭孔。其界面如圖 所示 圖 孔命令界面 軸承內(nèi)外圈加工專用機床縱向機構(gòu)設(shè)計 4.“鏡像”命令，對于對稱的實體建模而言，這個功能是非常有用的，可以將 實體 特征進(jìn)行鏡像，從而提高建模的效率。 油缸的建模 油缸是縱向機構(gòu)的核心，油缸 給縱向進(jìn)給機構(gòu)提供動力。使縱向機構(gòu)能精準(zhǔn)的運動。油缸由前端蓋 （直徑 Φ 90mm、 厚度 33mm） ，后端蓋 （長 100mm、 寬 100mm、 厚 27mm） ，活塞，油缸缸套 （外徑 Φ 90mm、 壁厚 5mm） ，油缸調(diào)節(jié)座，拉桿，油缸防塵罩 （外徑 90mm、壁厚 5mm） 組成，他的建模也是最復(fù)雜的，用到拉伸 、 打孔 、 挖槽 、 抽殼 、 倒角等命令。對其 建模 先 畫出油缸調(diào)節(jié)座， 后面 依次 畫出 油缸 防塵罩、 油缸 前端蓋、 油缸 活塞桿 、油缸套 、 后端蓋，最后畫出拉桿，通過矩形陣列，畫出其他 3 個 拉桿。 其模型如圖 所示 圖 油缸 的三維 模型 前調(diào)節(jié)機構(gòu)的建模 前調(diào)節(jié)絲桿是縱向機構(gòu)一個重要的部分，由 外 螺紋 M20* 長 113mm絲桿 、 內(nèi)螺紋為 M20* 的 調(diào)節(jié)螺母 、 調(diào)節(jié)桿 、 闖頭組成。調(diào)節(jié)絲桿用以調(diào)節(jié)機構(gòu)的進(jìn)給量，調(diào)節(jié)螺母用以緊固調(diào)節(jié)絲桿，防止在實際工作過程中因為震動導(dǎo)致絲桿滑動，影響加工精度。在實際生產(chǎn)中，為了方便裝配調(diào)節(jié)絲桿和闖頭是分開加工，裝配好后，通過焊接固定，在建模過程中可直接將這兩個零件連接在一起。前調(diào)節(jié)絲桿和闖頭如圖 所示 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 圖 前調(diào)節(jié)機構(gòu) 的三維 模型 后調(diào)節(jié)機構(gòu)的建模 后調(diào)節(jié)絲桿由頂針， M12 調(diào)節(jié)螺絲尼龍 并帽 、 調(diào)節(jié)套 、 絲桿 、 感應(yīng)鐵 、 絲桿尼龍?zhí)?、（內(nèi)螺紋 為 M28*、 寬 10mm的 調(diào)節(jié)并帽 、 絲桿套 、 M20*） 調(diào)節(jié)螺母 、 (前端長度為 6，中部長度為 9mm直徑為Φ 12mm，后端長度為 30mm直徑為Φ 6mm)頂桿 組成，其作用是控制縱向機構(gòu)進(jìn)給量，在機構(gòu)工作時，臺板撞擊頂桿，頂桿撞擊感應(yīng)鐵，使信號電路通路，向控制系統(tǒng)發(fā)出信號，從而 起到 開關(guān)的作用。對其建模需用到草圖 、拉伸 、 抽殼 、 切槽 、 鏡像等命令。 在建模 時，先畫出調(diào)節(jié)絲桿套，再 依次畫出 頂桿 、絲桿尼龍?zhí)住⒏袘?yīng)鐵、 M12 螺絲 尼龍并帽、 絲桿、 調(diào)節(jié)套 。 其三維模型如圖 所示 圖 縱向后調(diào)節(jié)機構(gòu) 的三維 模型 至此完成縱向進(jìn)給機構(gòu)的三維建模。 下面 進(jìn)行縱向進(jìn)給機構(gòu)的裝配。 縱向進(jìn)給機構(gòu)各個部件的整體單元化建立完成后，需要在 UG 軟件的環(huán)境下進(jìn)行裝配。 UG 的裝配過程就是通過裝配模塊把單個的零件或者子裝配組合起來成為整體。裝配是機械設(shè) 計 和生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié)，裝配處于產(chǎn)品制造所必須的最后階段，產(chǎn)品的質(zhì)量 (從產(chǎn)軸承內(nèi)外圈加工專用機床縱向機構(gòu)設(shè)計 品設(shè)計，零件制造到產(chǎn)品裝配 )終通過裝配得到保證和檢驗。 在本次的裝配中采用自底向上的裝配方法，這是一個先全部設(shè)計好裝配中的組件 ，然后將組件添加到裝配中，通過給定相配零件之間的配對約束關(guān)系，得到裝配體的過程在這次的裝配中在 UG 的開始界面設(shè)置新建功能為裝配，設(shè)置好名稱和文件存儲路徑后確定即可進(jìn)入裝配環(huán)境。點擊菜單欄中的添加組件按鈕，在彈出添加組件對話框內(nèi)，打開底板文件，設(shè)置為絕對原點定位，點擊確定后，將縱向進(jìn) 給機構(gòu)的底板添加進(jìn)裝配中，裝配的坐標(biāo)系在底板建模時的坐標(biāo)系處。 點擊添加組件，添加燕尾板，燕尾板的定位通過約束，參照設(shè)計的尺寸和組件的特性，運用同心約束 、 接觸約束，完成底板和燕尾板的約束 。 臺面版和剎鐵的裝配可以參照底板和燕尾板的 裝配步驟進(jìn)行。添加臺面板和剎鐵的裝配模型如圖 所示 圖 組件 裝配圖 a 接著完成油的裝配，點擊添加組件，添加油缸，通過 4 根拉桿的對齊約束和油缸前端蓋和底板的面接觸約束，將油缸安裝到底板上。如圖 所示 圖 組件 裝配圖 b 然后安裝節(jié)機構(gòu)，點擊添加組件將后調(diào)節(jié)機構(gòu)導(dǎo)入裝配圖中。創(chuàng)建調(diào)節(jié)套和底板的距無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 離約束和中心對齊，將后調(diào)節(jié)機構(gòu)裝配到主體上。然后安裝前調(diào)節(jié)機構(gòu)裝配方法參照后調(diào)節(jié)機構(gòu)的裝配方法。最終完成縱向進(jìn)給機構(gòu)的 裝配，如圖 所示 圖 縱向進(jìn)給機構(gòu) 裝配圖 裝配結(jié)束后，需要 對 各個組件之間 進(jìn)行干涉 檢查 。靜態(tài)干涉檢驗 不考慮 組件的運動。干涉檢測 結(jié)果 包括 ： 接觸、 包容 、 不干涉、干涉 四種類型。干涉檢查可以進(jìn)行選定組件 之間的檢查，也可以 對 整個裝配體 進(jìn)行 干涉檢查。 點擊 菜單欄中的 分析 ”/“裝配 間隙 ”對 整個裝配體進(jìn)行干涉檢查， 如果發(fā)現(xiàn)干涉檢查中存在 包容或 干涉， 那么說 明兩 個 裝配體之間存在尺寸關(guān)系 的 錯誤，需要 對模型進(jìn)行 重新修改。 此時 修改可以根據(jù)干涉檢驗結(jié)果 有 針對性的修改。 縱向進(jìn)給 機構(gòu) 的干涉檢查結(jié)果如圖 ， 所 示。 圖 干涉 檢查 結(jié)果 a 軸承內(nèi)外圈加工專用機床縱向機構(gòu)設(shè)計 圖 干涉 檢查 結(jié)果 b 由圖 和 圖 可知 該裝配無 零件 干涉，符合實際要求。 縱向自動進(jìn)給機構(gòu)在后面的運動仿真中，模型的準(zhǔn)確度對仿真結(jié)果的精度有著很大的影響。因此在縱向自動進(jìn)給機構(gòu)的組件的建模和縱向自動進(jìn)給機構(gòu)的裝配過程中，要嚴(yán)格按照縱向自動進(jìn)給機構(gòu)設(shè)計時的尺寸要求，充分發(fā)揮 UG NX 軟件強大的建模功能，在保證縱向自動進(jìn)給機構(gòu)組件的準(zhǔn)確性和美觀性，更能確保裝配好后的縱向自動進(jìn)給機構(gòu)組件間的位置的精確性，為縱向自動進(jìn)給機構(gòu)后面的仿真效果做好 鋪墊。 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 4 縱向自動進(jìn)給機構(gòu)的運動仿真 UG運動仿真簡介 目前計算機仿真技術(shù)作為一門高科技技術(shù)，在產(chǎn)品設(shè)計和制造，尤其是航空，航天等領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜系統(tǒng)的研制開發(fā)過程中，是一個不可缺少的輔助工具，他可以在制造產(chǎn)品前，就能夠很好地對產(chǎn)品的運動規(guī)律進(jìn)行掌握，以便減少損失 ； 同時還能縮短開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮重要作用。由于目前機械系統(tǒng)研究中，動力學(xué)仿真主要采用的是ADAMS 軟件，但對于中小企業(yè)來說，專業(yè)化的動力學(xué)軟件相對來說比較昂貴，而 UG 的仿真模塊可以對機構(gòu)進(jìn)行動力學(xué)仿真，分析機構(gòu)中各構(gòu)件上各 點的位移，速度和加速度，并通過加入驅(qū)動控制函數(shù)，可以控制機構(gòu)的運動規(guī)律。因此，對于一般的產(chǎn)品進(jìn)行基本的運動分析，可以從 UG 運動分析模塊 UG/motion 來替代 ADAMS。 UG 運動仿真模塊是 CAE 應(yīng)用軟件，它是 UG/CAE（ Computer Aided Engineering）模塊中的主要部分。用于建立運動機構(gòu)模型，分析其運動規(guī)律。運動仿真模塊自動復(fù)制主模型的裝配文件，運動仿真是 UG/CAE（ Computer Aided Engineering）模塊中的主要部分它能對任何二維或三維機構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜的運動學(xué) 分析、動力分析和設(shè)計仿真。通過 UG/Modeling的功能建立一個三維實體模型，利用 UG/Motion 的功能給三維實體模型的各個部件賦予一定的運動學(xué)特性，再在各個部件之間設(shè)立一定的連接關(guān)系既可建立一個運動仿真模型。UG/Motion 的功能可以對運動機構(gòu)進(jìn)行大量的裝配分析工作、運動合理性分析工作，諸如干涉檢查、軌跡包絡(luò)等，得到大量運動機構(gòu)的運動參數(shù)。通過對這個運動仿真模型進(jìn)行運動學(xué)或動力學(xué)運動分析就可以驗證該運動機構(gòu)設(shè)計的合理性，并且可以利用圖形輸出各個部件 的位移、坐標(biāo)、加速度、速度和力的變化情況，對運動機構(gòu) 進(jìn)行優(yōu)化。 UG 運動仿真主界面 在建立仿真之前要先打開 UG/運動仿真主界面，在 UG 的主界面中選擇“菜單” /“運動仿真” 進(jìn)入運動仿真界面后，它和建模界面相比有一些變化。運動仿真界面分為 4 大部分：菜單欄 、 工具欄 、 運動導(dǎo)航器和繪圖區(qū)。如圖 所示 圖 運動仿真界面 軸承內(nèi)外圈加工專用機床縱向機構(gòu)設(shè)計 運動導(dǎo)航器在運動仿真操作中很重要，很多重要的命令或操作只能在運動導(dǎo)航器實現(xiàn)。如：創(chuàng)建，刪除仿真，求解器選擇等。運動導(dǎo)航器以圖形樹的形式詳細(xì)顯示各數(shù)據(jù)。在導(dǎo)航器中可以使用連桿，運動副，約束等任何運動工具欄的命令。設(shè)置運動仿真環(huán)境 和運動仿真求解器。對運動仿真進(jìn)行動畫，電子表格，曲線等分析。運動工具欄幾乎可以實現(xiàn)運動仿真所有命令的執(zhí)行。從連桿的創(chuàng)建到運動副，載荷設(shè)置和 載荷傳動等，甚至包括運動分析，如圖 所 示 圖 運動 工具條 運動 仿真 流程圖 如圖 所示 ，各步驟的 簡介 如表 41 所示 圖 運動 仿真流程 圖 新建運動仿真 環(huán)境設(shè)置 創(chuàng)建連桿 定義材料 創(chuàng)建運動副 添加載荷和接觸 創(chuàng)建驅(qū) 動 指定封裝選項 創(chuàng)建解算方案 求解 執(zhí)行分析工作 無錫太湖學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 表 41 運動 仿真各步驟的 簡介 名稱 簡介 新建運動仿真 在運動導(dǎo)航器，右擊控件節(jié)點，新建仿真。 環(huán)境設(shè)置 根據(jù)分析類型，需要初始化環(huán)境 設(shè)置。 創(chuàng)建連桿 連桿包括 柔性連桿 和 剛體連桿 ，剛體連桿可以定義質(zhì)量特性等參數(shù)，慣性，移動速度和旋轉(zhuǎn)速度等。當(dāng)環(huán)境選項設(shè)置柔性動力學(xué)后，柔性連桿才被激活，需要有限元分析的結(jié)果文件，后綴為 RFI 的文件。 定義材料 動力學(xué)分析必須設(shè)置零部件的材料屬性。軟件默認(rèn)密度為 創(chuàng)建運動副 兩構(gòu)件直接接觸組成的可動連接，它限制了兩構(gòu)件之間的某些相對運動。旋轉(zhuǎn)副，圓柱副，平面副，球面副，螺旋副等。其他運動副，齒輪副，齒輪齒條副，線纜副等。 添加載荷和接觸 如果有必要，定義力量，扭矩，彈簧，阻尼器 ，襯套，接觸。 創(chuàng)建驅(qū)動 一般在運動副對話框中設(shè)置驅(qū)動，也可以單獨新建運動驅(qū)動。 指定封裝選項 指定封裝選項，可以對有必要的零件進(jìn)行分析，如零件干涉，零件軌跡跟蹤，零件測量等。 創(chuàng)建解算方案 創(chuàng)建一個或多個解算方案，可以在同一個機構(gòu)里設(shè)置不同的條件，方便結(jié)果對比。 求解 可選擇 Adams求解器和 RecurDyn 求解器，對分析求解。 執(zhí)行分析工作 運用動畫，關(guān)節(jié)運動，電子表格，圖表等對結(jié)果分析和評估。 由于在 UG 運動仿真中無法將同一個零件共用于兩個連桿中，而本機構(gòu)的運動會有相同零 件屬于不同連桿，所以本次運動仿真通過創(chuàng)建調(diào)節(jié)機構(gòu)的運動仿真和進(jìn)給過程的運動仿真達(dá)到預(yù)期的仿真運動效果。連桿創(chuàng)建界面如圖 所示