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随着日益激烈的经济竞争,企业要以最低的成本、最快的设计以及最高的质量的产品去竞争市场,提高产品的开发效率,缩短产品设计周期,快速应对市场的变化需求。本课题源于国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项——SLT系列伺服转塔/动力刀架产业化关键技术开发与应用(项目号2012ZX04002032),以SLT系列数控刀架为研究对象,建立数控刀架的快速设计通用平台。本文研究的结构设计模块是整体快速设计系统的子模块,主要完成了刀架零件、装配体参数化建模和刀架结构的快速有限元分析,开发出基于参数化设计理论、有限元理论,并适合于产品本身特点的数控刀架的结构快速开发模块。论文主要研究内容如下。 (1)参数化数控刀架的主要功能零部件 根据系列化SLT系列数控刀架的结构特征和工作原理,结合国家设计标准,确定该刀架的设计机理及各零件之间的设计顺序。提取各个零件的结构主要尺寸,利用自定义参数的方式表示。同时对SolidWorks软件进行二次开发,设计人机交互界面,建立基于参数驱动的主要功能零部件的参数化模型。 (2)参数化设计数控刀架的装配体 基于参数化装配体的理论基础,结合系列化刀架的结构特征,对参数化生成的零件,利用程序驱动实现基于装配约束的自动化装配过程,完成系列化数控刀架子装配体和整机的自动化装配过程。最后利用VB.NET开发出SolidWorks插件,完成SolidWorks软件与数控刀架三维建模系统的封装。 (3)数控刀架的快速有限元分析 利用用户界面设计语言(UIDL)和参数化程序设计语言(APDL)对ANSYS进行二次开发,结合系列化刀架的结构特征,开发出刀架的快速有限元分析系统。通过对UIDL控制文件的修改,设计刀架快速有限元分析系统的人机交互界面,用户输入结构的有限元分析的主要参数;然后APDL命令流实现刀架结构的快速有限元分析过程。 开出的数控刀架结构快速设计模块能避免大量重复性的设计、分析操作,缩短数控刀架产品的开发周期,提高了开发效率,同样地,非专业的用户也可以利用该系统模块进行数控刀架的进行快速设计、结构分析。