楊娜?王仁明?黃秀利

摘 要：本文通過對模具運動結(jié)構(gòu)的分析，介紹了SolidAidMdister（簡稱SAM）三維運動干涉檢查軟件對運動模型設(shè)置的方法，展示SAM運動干涉檢查軟件在模具設(shè)計階段的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：沖壓模具；運動仿真；干涉

一、引言

近幾年模具三維設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，使模具三維運動仿真技術(shù)帶來實施的可能。 三維運動仿真過程模擬，可以實時地檢查出零部件之間是否存在干涉，可以直觀地看到整個模具的運動過程。為模具的合理設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)，提高模具設(shè)計的整體質(zhì)量。

二、設(shè)計階段存在問題

據(jù)不完全統(tǒng)計，根據(jù)以往模具項目存在問題情況，模具干涉問題要占到總問題的20%以上。為了減少復(fù)雜模具設(shè)計過程中的錯誤發(fā)生和零部件間的干涉，我們必須借助先進(jìn)的CAE技術(shù)，應(yīng)用機構(gòu)運動分析軟件，對復(fù)雜模具的運動全過程進(jìn)行仿真分析，并依據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。

三、三維運動仿真軟件

SolidAidMeister簡稱SAM，是Nihon Unisys Excelutions，Ltd. 在中國的合作伙伴大連優(yōu)聯(lián)科技有限公司推銷的一款可視化運動仿真軟件，是針對設(shè)計的三維構(gòu)造實體數(shù)據(jù)進(jìn)行測量、簡易圖面制作、動作解析、干涉檢查的系統(tǒng)軟件。它能夠分析產(chǎn)品在運動過程中存在的干涉問題，根據(jù)分析結(jié)果可以指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

該軟件是針對模具行業(yè)開發(fā)的軟件，專用性很強，它不考慮系統(tǒng)運動起因的情況下研究各部件的位置與姿態(tài)的關(guān)系，即可在短時間內(nèi)開展工作。模具沖壓過程仿真SAM軟件三維運動仿真干涉檢查流程如下：

（一）格式轉(zhuǎn)換

首先采用UG NX4.0的Modeling功能模塊作為三維實體模型設(shè)計平臺，完成模具的設(shè)計，然后輸出VRML文件格式。

（二）利用SAM功能建立運動仿真模型

首先要建立模具的基本運動模型。模具的基本運動模型的設(shè)定是建立模具運動分析的先決條件，只有設(shè)定了基本運動模型，其運動分析菜單才能全部激活。

1.運動條件設(shè)置

下面就以吊楔結(jié)構(gòu)為例，講解一下運動條件設(shè)置：

當(dāng)模具中有吊楔結(jié)構(gòu)時，我們只要單擊運動分析的圖標(biāo)中的按鈕。跳出對話框。對話框提示通過設(shè)定滑塊角度，滑塊行程，斜楔壓料板行程完成設(shè)置。若斜楔工作部分無壓料板，可不用設(shè)置。

2.運動部件的追加

設(shè)定完成之后，運動分析工具欄會生成菜單，各個部件的狀態(tài)都可通過[ON要素追加]來讀取。即按方法，將各應(yīng)部件分別加入Driver，Slide，Base和Cam pad中。

（三）模具干涉檢查

通過輸入干涉計算開始角度，結(jié)束角度和角度間隔。設(shè)定間隙量（表示設(shè)定間隙以下的值）來完成。干涉檢測計算完成后會顯示計算結(jié)果的窗口，該窗口精確反映出模具運動過程中各組件在某一點的干涉情況。

（四）模具沖壓過程仿真

SAM運動分析模塊可以設(shè)置運動分析的類型，并通過對運動分析過程的控制，可以直觀的以動畫的形式輸出運動模型不同的運動狀況，便于用戶比較準(zhǔn)確了解所設(shè)計的運動機構(gòu)實現(xiàn)的運動形式。在運動分析中用戶可以很精確的得到運動模型在運動的各個場景中的數(shù)據(jù)，但是同時運動分析模塊還給用戶提供了一個更為直觀的觀察運動模型在運動過程中前后變化的工具。單擊運動分析的圖標(biāo)中的按鈕可以實現(xiàn)該功能。

運動仿真是基于時間的一種運動形式，機構(gòu)在指定的時間段中運動，并同時指定該時間段中的步數(shù)，從而進(jìn)行運動分析。通過對運動分析過程的控制，可以直觀地以動畫的形式輸出運動模型的不同運動狀況，可以比較準(zhǔn)確地模擬分析所設(shè)計的模具機構(gòu)的真實運動情況。在干涉檢查完后進(jìn)行運動仿真，干涉部位就會按給定的顏色顯示出來。

（五）動畫和干涉曲線輸出

SAM求解器根據(jù)運動模型的各項參數(shù)計算出運動模型在各個步驟的數(shù)據(jù)，不但可以以動畫的形式輸出運動分析的結(jié)果，還可以直接以圖表的形式輸出各個數(shù)據(jù)。對端拾器而言可以輸出干涉曲線，干涉曲線輸出的格式是DXF文件。

（六）編寫干涉分析報告

根據(jù)分析結(jié)果寫出干涉分析報告，提交設(shè)計人員更改設(shè)計。

四、沖壓件搬送仿真

沖壓線虛擬仿真的主要目的就是要在實際沖壓線裝配之前，對裝配方案進(jìn)行可行性分析即對端拾器設(shè)計方案進(jìn)行驗證。因此，虛擬裝配結(jié)果的驗證，即沖壓線各組成單元之間的運動干涉檢查，是虛擬沖壓線仿真運行的主體內(nèi)容。端拾器有兩種方式：Feedbar和Crossbar兩種傳送裝置，分別用在兩種不同的沖壓線壓機中。端拾器送件、取件是模具設(shè)計必須考慮的重要事項。

在SAM中建立沖壓線仿真模型，關(guān)鍵要注意各運動部件運動規(guī)律的確定，實現(xiàn)端拾器吸盤機構(gòu)的送件、取件過程。在設(shè)置端拾器的運動之前，必須了解壓床的送料行程、夾緊行程、提升行程和滑塊行程，根據(jù)幾個行程完成動作曲線的*.csv 文件。

五、結(jié)論

通過三維運動干涉檢查，可以及時有效地發(fā)現(xiàn)問題所在，并提出相應(yīng)的解決方案，大大縮短新產(chǎn)品設(shè)計周期。

通過對數(shù)字化模型的分析可以提早發(fā)現(xiàn)模具產(chǎn)品的缺陷并加以修改，能夠直觀的展現(xiàn)出模具各組件的運動過程，直接驗證運動組件的正確性，有效控制干涉的發(fā)生。