基于Pro_Engineer的变截面冷弯成型机三维动态仿 真

基于Pro_Engineer的变截面冷弯成型机三维动态仿 真

　　虚拟样机技术（Virtual Prototyping Technology）是一种全新的机械设计方法，作为一项计算机辅助工程（ＣＡＥ）技术同传统设计方法比较，可以更方便地修改设计、降低成本、提高产品性能、增强市场竞争力。其较大的优点在于不需要制造出物理样机的情况下，实现对机构的修改和再设计，并进行结构分析和运动仿 真，把问题在设计过程中解决。
　　PTC公司推出的Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ（Ｐｒｏ／Ｅ）软件，以其先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型、便于移植设计思想的特点、友好的软件用户界面和符合工程技术人员要求的设计思想，成为三维设计领域里非常富有魅力的软件。由于它有数十个模块供用户选择，故能将整个设计和生产过程集成在一起。因此，利用Ｐｒｏ／Ｅ进行变截面冷弯成型机进行虚拟样机的设计，可以不必过多的考虑设计细节，能够更快的绘制出三维图形。
　　辊弯成型（ｒｏｌｌｆｏｒｍｉｎｇ）是一种节材、节能的金属成型新工艺，新技术，因其多用于钢材低温状态下的弯曲成型，也称为冷弯型钢。传统的辊式冷弯成型工艺可以生产大批量的不变截面的产品。随着市场竞争的加剧，以及节能和环保的要求，对产品形状的需求更加多样化，生产纵向可变截面的产品将会有广泛的应用前途。
　　本文介绍的变截面冷弯成型机由伺服电机控制，驱动机座在成型过程中移动和转动，实现板材变截面的要求。
１ 变截面冷弯成型机的总体设计方案设计
　　变截面冷弯成型机包括机座、连接在机座上的导轨、连接在机座和导轨之间的能够使机座绕竖直方向转动的机构和能够使机座沿水平方向移动的机构。
　　转动电机的转动通过丝杠使螺母转动，转动螺母与滑板底部不相连。与转动螺母相连接的杆件和偏心轴底端的销轴分别与一连杆以转动副的形式铰接，构成了曲柄滑块机构。偏心轴处相当于曲柄，转动螺母相当于滑块。转动螺母带动偏心轴转动，偏心轴与机座是连接在一起的，从而完成机座绕竖直方向的转动。移动电机转动通过丝杠使螺母移动，移动螺母固定在滑板上，带动滑板移动，从而实现整个机座的移动。
　　在生产不同横截面板材的时候，变截面冷弯成型机通过调整轧辊来完成，调节两立辊的倾斜角度，轴向位置和辊缝的大小可以达到生产不同横截面产品的目的。
２ Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ进行设计的流程
　　Ｐｒｏ／ＥＮＧＩＮＥＥＲ的机械解决方案涉及机械设计、制造的整个流程，它按照机械设计的一般顺序来模拟设计的整个过程，只需根据一个产品的三维实体造型，就可以建立一套与产品造型参数相关的设计、加工和分析模型。
２.１ 变截面冷弯成型机虚拟样机的建立
　　根据零件的各尺寸参数，先设计出变截面冷弯成型机零部件的三维模型，它是后续工作的基础。根据冷弯成型机各零部件的实际尺寸绘制出实体模型，然后再根据这些零件在实际工作中的位置及功能进行装配。在装配过程中，Ｐｒｏ／Ｅ会对装配的零部件进行干涉检查，如果存在干涉．Ｐｒｏ／Ｅ会给出干涉区域的大小。Ｐｒｏ／Ｅ的智能技术可以自动给出模型修改的意见，设计人员也可以根据自己的设计意图，对模型进行修改，以消除干涉。装配完成后，就可以进行以下工作了。
２.２ 变截面冷弯成型机的仿 真及运动学分析
　　Ｐｒｏ／Ｅ中的运动学分析模块“机构”可以进行装配的运动学分析和仿 真。这样可以使原来在二维图纸上难于表达和设计的运动变得直观和易于修改，并能简化机构的设计开发过程，同时提高产品质量。
　　在执行分析的时候，Ｐｒｏ／Ｅ会模拟产品的真实运动情况，并且在模拟的过程中会计算出结构的各种运动数据，其中包括速度、加速度、力等。可以对变截面冷弯成型机的移动机构与转动机构进行速度分析，对轧辊进行轨迹分析，速度分析以及加速度分析等。
３ 结束语
　　本文给出了变截面冷弯成型机的结构设计和三维动态仿 真的方法。通过Ｐｒｏ／Ｅ对变截面冷弯成型机进行仿 真及运动学分析，能直观的观察成型机的运动情况，检验设计方案的可行性，为变截面冷弯成型机的研制提供依据。