應(yīng)用實(shí)例

　　應(yīng)用面向產(chǎn)品全生命周期的虛擬開發(fā)系統(tǒng)布布，已經(jīng)成功地開發(fā)了洗衣機(jī)扑庞、投影儀氏淑、電視機(jī)兵琳、電訊產(chǎn)品狂秘、燈具、鍋爐闰围、空調(diào)赃绊、燃?xì)鉄崴鳌㈦姎饪刂乒裣哿瘛l(fā)動(dòng)機(jī)碧查、減速器等眾多新型機(jī)電產(chǎn)品。現(xiàn)以發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)為例校仑，說(shuō)明虛擬制造技術(shù)在全生命周期機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)中的主要應(yīng)用過(guò)程舅尸。主要步驟如下：

　　步驟1：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行需求分析，明確產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)要求捻仁，進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)得鸳；

　　步驟2：應(yīng)用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)V2軟件，或Pro-Engineer但紫、UG等三維CAD軟件進(jìn)行零件造型設(shè)計(jì)扳引。發(fā)動(dòng)機(jī)零件大多外形復(fù)雜，一般采用基於參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征設(shè)計(jì)的實(shí)體曲面混合造型吊任。零件造型完成後蛙府，利用三維CAD軟件的渲染模塊對(duì)零件進(jìn)行材質(zhì)、色彩揣交、環(huán)境树聪、光澤等真實(shí)感顯示；

　　步驟3：先對(duì)已造型的零件進(jìn)行相鄰各相關(guān)件色彩搭配的渲染殷靖，再通過(guò)約束關(guān)系或無(wú)約束的精確定位方式進(jìn)行部件裝配及發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)裝配胡电，并對(duì)裝配件進(jìn)行干涉檢查。若有干涉介劫，可以修改步驟2的零件尺寸和形狀徽惋，直至干涉檢查至合格為止案淋。裝配後，可對(duì)已虛擬裝配的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)模擬(如應(yīng)用CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)V2軟件的智能動(dòng)畫模塊或Pro-Engineer軟件的Mechanism模塊)险绘，顯示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的效果哎迄；

　　步驟4：通過(guò)將三維幾何模型轉(zhuǎn)換為有限元分析模型，利用ANSYS軟件或其它CAE軟件(如美國(guó)MSC軟件)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜力分析隆圆、動(dòng)力分析(如汽車發(fā)動(dòng)振動(dòng)特性分析、排氣管的動(dòng)力響應(yīng)分析等)翔烁、屈曲分析渺氧、強(qiáng)度分析、疲勞壽命分析蹬屹、熱傳導(dǎo)分析侣背、設(shè)計(jì)靈敏度及優(yōu)化分析等。若對(duì)初步設(shè)計(jì)的虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行有限元分析時(shí)不合要求慨默，則重新轉(zhuǎn)入步驟1贩耐，直至合格為止；

　　步驟5：對(duì)經(jīng)過(guò)CAE軟件分析合格的零件進(jìn)行CAM加工工藝分析锥酌，根據(jù)零件加工面的形狀特征確定工藝方案春佑，選擇機(jī)床、工藝裝備及切削用量连载，確定加工工藝路線及工藝規(guī)程栽不；

　　步驟6：設(shè)定零件毛坯、工藝參數(shù)异浸、選擇設(shè)定刀具和走刀方式哲童，借助CAM軟件(如Pro-Engineer、UG锐洞、CAXA制造工程師等)堡酗，生成加工刀具軌跡，并對(duì)軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)或快速仿真校驗(yàn)窜交。若仿真過(guò)程中出現(xiàn)刀具過(guò)切或干涉等錯(cuò)誤斜兽，CAM仿真系統(tǒng)可以編輯修改已生成的刀具軌跡，直至仿真刀具軌跡正確惜施；

　　步驟7：借助CAM軟件對(duì)選定的數(shù)控設(shè)備進(jìn)行後置處理壁挖，即按要實(shí)際加工的數(shù)控機(jī)床規(guī)定的格式進(jìn)行定制，可將步驟6經(jīng)過(guò)仿真校驗(yàn)正確的刀具軌跡条篷，方便地生成和特定機(jī)床相匹配的數(shù)控G代碼骗随；

　　步驟8：借助虛擬CNC軟件(如國(guó)外的Deneb系統(tǒng)、國(guó)內(nèi)的金銀花V-cnc系統(tǒng)等)的虛擬數(shù)控機(jī)床對(duì)步驟7生成的數(shù)控G代碼進(jìn)行虛擬實(shí)時(shí)加工赴叹。有些虛擬CNC系統(tǒng)借助虛擬照相機(jī)等動(dòng)態(tài)視點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)床加工狀態(tài)鸿染，輸出加工參數(shù)便於實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的實(shí)時(shí)優(yōu)化與控制指蚜。最後生成優(yōu)化的數(shù)控G代碼，以便進(jìn)行進(jìn)一步的真實(shí)數(shù)控加工涨椒；

　　步驟9：用戶評(píng)價(jià)虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)樣機(jī)摊鸡，在專業(yè)技術(shù)人員的協(xié)助下檢測(cè)性能，對(duì)其做出公正的評(píng)價(jià)蚕冬。設(shè)計(jì)人員結(jié)合用戶的意見免猾，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行部分或全部的修改，重新轉(zhuǎn)入步驟1囤热，直至用戶滿意猎提。

　　由于在設(shè)計(jì)開發(fā)中運(yùn)用了虛擬制造技術(shù)，可提高機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量旁蔼，降低成本锨苏，大大縮短設(shè)計(jì)周期，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力容厦。

　　結(jié)語(yǔ)

　　當(dāng)今旺民，制造業(yè)市場(chǎng)的全球化和競(jìng)爭(zhēng)加劇是人盡皆知的事實(shí)。以PLM為管理協(xié)同平臺(tái)牙茅、以并行工程為指導(dǎo)思想阵拜、以PDM為集成手段的面向產(chǎn)品全生命周期的虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，則是目前最先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造模式佛殉，為企業(yè)提供了強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)工具谨斥。它一經(jīng)提出就受到了廣泛關(guān)注，并得到大量的研究與成功的應(yīng)用姿叠，取得了可觀的效益蛾沪，展示出光明的發(fā)展前景。目前憋址，虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家還未完全取代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法拗炎，在發(fā)展中國(guó)家更是剛剛起步，而且其相關(guān)的部分單元技術(shù)還不是很成熟霍凛。但隨著虛擬制造技術(shù)的發(fā)展李根，虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)將日臻完善，對(duì)21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生不可估量的影響几睛。

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