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卡通食品加工设备的虚拟设计与制造

李德保  
【摘要】:近年来中国食品工业保持着一个较快的增速,促进了食品机械的显著发展,但是国内食品机械的增长率远低于食品工业的增长率。目前大部分的先进设备还是需要从国外进口,而且近年来食品机械的进口率呈现快速增长的趋势,造成我国大量资金的流出,阻碍了国内经济的发展。所以当前我们应该正确认清差距和形势,并且采取强有力的措施,尽快提高食品机械技术水平,尤其是新产品的研发能力,整体提升行业的竞争力,已成为我国食品机械行业重要的战略问题。本文主要对卡通食品加工设备虚拟设计与制造关键技术进行研究,虚拟设计与制造技术在目前的产品开发过程中,应用的越来越广泛,可以有效的缩短卡通食品加工设备开发周期、降低企业生产成本、提高产品质量等。 本文在简单介绍了卡通食品加工设备的基础上,结合卡通食品加工设备对虚拟设计和制造中的产品数字化建模、装配序列规划和有限元技术这三个关键技术进行研究。论文的主要工作内容如下: ⑴本文通过运用CATIA这款三维软件对卡通食品加工设备整机进行数字化建模,给出了关键零件、关键装配体及产品的结构模型图,缩短了产品设计开发周期,提高了工作效率,降低了生产成本,并为产品虚拟装配序列的生成提供了模型基础,为卡通食品加工设备有限元分析提供了信息来源和计算依据。 ⑵本文运用拆卸法生成卡通食品加工设备装配序列,将零件干涉表和零件局部自由度表相结合,解决了传统的拆卸法在生成装配序列的过程中的序列丢失问题,并且结合该算法对卡通食品加工设备中的出面嘴、张紧链轮和机架部装装配序列进行了分析,利用装配过程仿真技术对生成的装配序列进行验证,证明了生成的装配序列合理性。 ⑶本文利用有限元软件AnsysWorkbench对卡通食品加工设备关键支撑件机架进行有限元分析,简化了机架结构模型,并建立了机架结构优化设计数学模型,在保证安全性的前提下,运用有限元软件对机架进行轻量化优化设计,节约了企业成本,提高了经济效益。


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