自动闭合式夹钳广泛应用于钢厂中用于搬运各种冷热轧的半成品及成品钢卷,属于冶金行业中的特种起重设备,夹钳机构设计中引入虚拟制造技术,既可以降低风险,也可以缩短开发周期。 本文介绍了虚拟制造的一些基本原理,并将虚拟制造技术引用于夹钳机构设计中,分析了自动闭合式夹钳的工作原理及其待改进的问题,提出了解决自动闭合式夹钳问题的方法,建立了夹钳机构的运动学与动力学模型,比较全面地分析了夹钳各组成部件的受力,并分析了夹钳工作过程中,带卷不脱落、不松脱应满足的条件,以及带卷偏心角度的分析计算。同时介绍了基于面向装配过程的夹钳设计方法,在三维软件中建立了比较精确的夹钳三维实体模型,并对夹钳静态及其动态时进行干涉检查,比较了零件几种不同格式导出的优缺点,并将其成功导入到仿真软件ADAMS中,在ADAMS软件中建立夹钳机构整机的虚拟样机,对其进行动态仿真分析,得到了该机构工作中各铰点受力的一些关键数据,分析了夹钳在ADAMS环境下的平衡状况,最后成功地将夹钳组成部件的三维实体模型导入到有限元分析软件ANSYS中,对其进行应力分析,得到了各构件应力及应变的主要数据,为夹钳优化奠定了基础。 研究表明:采用虚拟制造技术,它能在较短时间内快速建立起整个夹钳机构的整体模型,并可实时仿真其运动过程;它大大减少了昂贵费时的夹钳机构制造和实验过程,使得我们的研究具有重要的现实意义和巨大的工程应用价值。同时本文的研究为虚拟制造技术在新产品开发中的应用提供了方法及使用经验,为缩短新产品开发周期、减少开发费用和提高研制质量提供了有效方法。