基于SolidWorks软件的冲压机床虚拟设计与运动仿真

    冲压机床是为冲压工艺服务的。随着生产技术的发展，冲压机械已经越来越广泛的应用于国民经济各部门的工业生产中，除机械制造本身外，船舶、电机、汽车、航空、航天，以及人们日常生活密切相关的家用电器、日用五金等轻工业部门，均需要大量的冲压机械为之服务。随着科学技术的进步，需要更多、更好的各种冲压机械来实现各种冲压工艺，这就要求我们利用各种现代化的设计理论和算法，设计出重量轻、性能好、生产率高的各类新型冲压机械。现代CAD技术的发展，使得冲压机械的3D虚拟设计得以实现，同时在多刚体力学和弹性力学的基础上，还可以对冲压机床等冲压机械进行运动仿真。这样可以大大降低开发新产品的周期，极大地减少产品设计中的错误，降低开发新产品的成本。十是，研究冲压机床的虚拟设计和运动仿真具有重要的实际意义。

    1   功能简介

    为了开发基于微机平台的三维CAD软件，1993年PTC公司的副总裁与CV公司的副总裁共同成立了公司，并于1995年成功推出了。该软件具有很大的创新性，目前已经发展到2006版。该软件的主要功能特点如下:

    3D设计直接从三维模型人手，省去设计过程中三维与二维之间的转化。设计者可以方便地运用鼠标通过拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、特征阵列以及打孔等拖放式操作不断改变其结构，最终完成整个产品(或零件)的设计，直观易学，操作方便。采用参数驱动的设计模式，可以通过修改相关的参数来完善设计方案，支持设计方案的动态修改。软件包含丰富的标准件图库，用户也可任意扩充自定义的图库，因而减少了不必要的重复性设计工作，有效地缩短了设计周期，提高了设计效率。可以通过任意旋转和剖切对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测，发现问题立即修正，把"试制过程"放在设计阶段，可以避免做成实物后才发现问题，提高了新产品的设计效率。拥有数十个黄金合作伙伴，比如美国著名的结构研究公司的Cosmos软件能够和无缝集成，实现机械产品的运动学和动力学仿真，此外还可以对机械零件进行有限元分析，从而进一步进行强度校核或优化设计。

    2机械系统仿真的实现方法

    机械工程中的机械系统动态仿真又成为虚拟样机技术，是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程(CAE)技术。工程师在计算机上建立样机模型，对模型各种动态性能进行分析和评价，然后改进样机设计方案，用数字化形式替代传统的实物样机试验。机械系统仿真研究的主要范围是机械系统运动学和动力学分析，其核心是利用计算机辅助分析技术进行机械系统的运动学和动力学分析，以确定系统及其各个构件在任意时刻的位置、速度和加速度，同时，通过求解代数方程组确定引起系统及其各构件运动所需要的作用力和反作用力。应用只要输入材质属性(密度)，即可直接输出零部件的质量特性，如:质量、体积、表面积、重心、惯性主轴和惯性矩、惯性张量等，可减少复杂的计算，提高设计效率和正确性。