基于Pro_Engineer的變截面冷彎成型機三維動態(tài)仿 真

　　虛擬樣機技術(shù)（Virtual Prototyping Technology）是一種全新的機械設(shè)計方法，作為一項計算機輔助工程（ＣＡＥ）技術(shù)同傳統(tǒng)設(shè)計方法比較，可以更方便地修改設(shè)計、降低成本、提高產(chǎn)品性能、增強市場競爭力。其較大的優(yōu)點在于不需要制造出物理樣機的情況下，實現(xiàn)對機構(gòu)的修改和再設(shè)計，并進行結(jié)構(gòu)分析和運動仿 真，把問題在設(shè)計過程中解決。
　　PTC公司推出的Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ（Ｐｒｏ／Ｅ）軟件，以其先進的參數(shù)化設(shè)計、基于特征設(shè)計的實體造型、便于移植設(shè)計思想的特點、友好的軟件用戶界面和符合工程技術(shù)人員要求的設(shè)計思想，成為三維設(shè)計領(lǐng)域里非常富有魅力的軟件。由于它有數(shù)十個模塊供用戶選擇，故能將整個設(shè)計和生產(chǎn)過程集成在一起。因此，利用Ｐｒｏ／Ｅ進行變截面冷彎成型機進行虛擬樣機的設(shè)計，可以不必過多的考慮設(shè)計細節(jié)，能夠更快的繪制出三維圖形。
　　輥彎成型（ｒｏｌｌｆｏｒｍｉｎｇ）是一種節(jié)材、節(jié)能的金屬成型新工藝，新技術(shù)，因其多用于鋼材低溫狀態(tài)下的彎曲成型，也稱為冷彎型鋼。傳統(tǒng)的輥式冷彎成型工藝可以生產(chǎn)大批量的不變截面的產(chǎn)品。隨著市場競爭的加劇，以及節(jié)能和環(huán)保的要求，對產(chǎn)品形狀的需求更加多樣化，生產(chǎn)縱向可變截面的產(chǎn)品將會有廣泛的應(yīng)用前途。
　　本文介紹的變截面冷彎成型機由伺服電機控制，驅(qū)動機座在成型過程中移動和轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)板材變截面的要求。
１ 變截面冷彎成型機的總體設(shè)計方案設(shè)計
　　變截面冷彎成型機包括機座、連接在機座上的導軌、連接在機座和導軌之間的能夠使機座繞豎直方向轉(zhuǎn)動的機構(gòu)和能夠使機座沿水平方向移動的機構(gòu)。
　　轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)動通過絲杠使螺母轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動螺母與滑板底部不相連。與轉(zhuǎn)動螺母相連接的桿件和偏心軸底端的銷軸分別與一連桿以轉(zhuǎn)動副的形式鉸接，構(gòu)成了曲柄滑塊機構(gòu)。偏心軸處相當于曲柄，轉(zhuǎn)動螺母相當于滑塊。轉(zhuǎn)動螺母帶動偏心軸轉(zhuǎn)動，偏心軸與機座是連接在一起的，從而完成機座繞豎直方向的轉(zhuǎn)動。移動電機轉(zhuǎn)動通過絲杠使螺母移動，移動螺母固定在滑板上，帶動滑板移動，從而實現(xiàn)整個機座的移動。
　　在生產(chǎn)不同橫截面板材的時候，變截面冷彎成型機通過調(diào)整軋輥來完成，調(diào)節(jié)兩立輥的傾斜角度，軸向位置和輥縫的大小可以達到生產(chǎn)不同橫截面產(chǎn)品的目的。
２ Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ進行設(shè)計的流程
　　Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ的機械解決方案涉及機械設(shè)計、制造的整個流程，它按照機械設(shè)計的一般順序來模擬設(shè)計的整個過程，只需根據(jù)一個產(chǎn)品的三維實體造型，就可以建立一套與產(chǎn)品造型參數(shù)相關(guān)的設(shè)計、加工和分析模型。
２.１ 變截面冷彎成型機虛擬樣機的建立
　　根據(jù)零件的各尺寸參數(shù)，先設(shè)計出變截面冷彎成型機零部件的三維模型，它是后續(xù)工作的基礎(chǔ)。根據(jù)冷彎成型機各零部件的實際尺寸繪制出實體模型，然后再根據(jù)這些零件在實際工作中的位置及功能進行裝配。在裝配過程中，Ｐｒｏ／Ｅ會對裝配的零部件進行干涉檢查，如果存在干涉．Ｐｒｏ／Ｅ會給出干涉區(qū)域的大小。Ｐｒｏ／Ｅ的智能技術(shù)可以自動給出模型修改的意見，設(shè)計人員也可以根據(jù)自己的設(shè)計意圖，對模型進行修改，以消除干涉。裝配完成后，就可以進行以下工作了。
２.２ 變截面冷彎成型機的仿 真及運動學分析
　?。校颍铮胖械倪\動學分析模塊“機構(gòu)”可以進行裝配的運動學分析和仿 真。這樣可以使原來在二維圖紙上難于表達和設(shè)計的運動變得直觀和易于修改，并能簡化機構(gòu)的設(shè)計開發(fā)過程，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量。
　　在執(zhí)行分析的時候，Ｐｒｏ／Ｅ會模擬產(chǎn)品的真實運動情況，并且在模擬的過程中會計算出結(jié)構(gòu)的各種運動數(shù)據(jù)，其中包括速度、加速度、力等?？梢詫ψ兘孛胬鋸澇尚蜋C的移動機構(gòu)與轉(zhuǎn)動機構(gòu)進行速度分析，對軋輥進行軌跡分析，速度分析以及加速度分析等。
３ 結(jié)束語
　　本文給出了變截面冷彎成型機的結(jié)構(gòu)設(shè)計和三維動態(tài)仿 真的方法。通過Ｐｒｏ／Ｅ對變截面冷彎成型機進行仿 真及運動學分析，能直觀的觀察成型機的運動情況，檢驗設(shè)計方案的可行性，為變截面冷彎成型機的研制提供依據(jù)。