传统的产品设计无法从根本上解决和从总体上把握产品设计的时间、质量和成本等问题，因此已无法满足多变的、持续发展的市场需求。要对快速多变的市场需求做出敏捷响应，就必须寻求*的设计方法和手段。虚拟样机技术是以计算机支持的仿真技术为基础，在产品设计阶段就可以实时并行地模拟出产品设计的全过程，通过计算机模拟的虚拟样机，预测产品结构、产品性能、产品的可制造性及产品制造成本，减少了产品开发中的试生产环节，从而达到产品的开发周期zui短、成本zui低、产品的设计等目的。因此，我们将虚拟制造技术应用到折剪机床设计开发中，在概念设计阶段利用系统仿真软件真实地模拟系统的运动，对整个系统进行分析，并及时地发现并修改设计中的不足和缺陷，直至获得*设计方案后，再做出物理样机。这样极大地加快了产品开发进度，减少产品开发费用和成本，获得*化的设计产品。
1 折剪机床的结构设计
折剪机床的传动系统目前普遍采用的是双缸驱动的液压传动，成本较高，且滑块的同步运动性较差。本机采用液压中动式单缸驱动，对称式连杆增力机构及齿轮同步机构传动，不仅解决了同步问题，还实现了增力，具有结构简单、紧凑、易于维护等优点。
2 折剪机床虚拟样机模型仿真的软件平台
ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是由美国MDI公司开发的虚拟样机分析软件。该软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库来创建*参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论的Langrage方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。其仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。
然而由于这个软件的重点是在力学分析上，所以在建模方面还存在很多不足，尤其是一些复杂零部件的三维建模很难实现。因此，这里利用SolidWorks软件进行折剪机床的零部件实体建模及装配体建模，然后将装配体文件以ADAMS和Solidworks都支持的Paras01．id格式输入到ADAMS 中，在ADAMS里给各零件之间加上质量、力、约束和运动等初始条件就可以进行静力学、动力学和运动学仿真。在两个软件结合的基础上，实现折剪机床的仿真研究。
3 折剪机床虚拟样机几何模型的创建
SolidWorks是一款的基于Window/NT／2000／XP的三维造型软件。通过它可以进行三维零件设计和三维虚拟装配。还可以通过三维装配图动态地仿真出构件间的传动关系，因此被广泛应用于产品开发中，已经发展成为机械产品三维造型的主流设计工具。
在SolidWorks中先按实际尺寸建立各零部件的三维模型，再利用SolidWorks提供的自底向上的装配技术，按各零部件实际装配位置关系建立虚拟装配体模型，见图1、2。并利用SolidWorks提供的"干涉检查"和"物理模拟"工具对装配体进行静态干涉检查和动态碰撞检查，以便从中发现问题及时修改。zui后将折剪机床装配体文件另存成Parasolid格式的图形文件，以减少装配体模型导入ADAMS环境中时的数据丢失。
以上工作完成之后，就可以把在SolidWorks中创建的折剪机床装配体模型导入到ADAMS中进行仿真分析，为折剪机床的工作参数和结构设计参数的优化提供理论依据。
4 虚拟样机的仿真分析
4．1 将装配体模型导入ADAMS
首先在ADAMS中的"Units Setting"对话框中设置与Solidworks相同的单位。然后打开Parasohd格式的折剪机床装配体文件，将其导入ADAMS／View环境。
4．2 在ADAMS中构建虚拟样机仿真模型
首先在导入的几何模型上添加标记点，根据几何关系，计算出各点坐标。如果模型中零件的材料属性与实际不符，可以在特性修改对话框中重新定义，使其满足要求。利用ADAMS提供的几何建模工具中的组合形体命令，将相关零件组合成一个构件。如将左右墙板、上固定板、工作台等组合成机架。使用 ADAMS／View中的约束库添加各联结件间的约束副，以定义各构件之间的运动关系。如在机架与地面之间添加固定副，滑块与机架之间添加一个沿y轴的移动副，滑块与上连杆、上连杆与油缸、上连杆与下连杆、下连杆与同步连杆、下连杆与机架、同步齿轮与机架、同步连杆与同步齿轮之间各添加轴线为x轴的旋转副，两个同步齿轮之间添加齿轮副，油缸与活塞之间添加一个沿z轴的移动副。至此完成折剪机床虚拟样机模型的建立。如图3所示。
4．3进行仿真模拟
滑块的运动精度直接影响折剪机床的工作性能，虚拟样机模型中，滑块相对机架沿Y轴方向的移动是折剪机床工作的主运动，其运动性能反映了折剪机床和动力进行仿真，获取滑块的位移、速度和加速度的动态变化曲线及滑块的输出力，实现产品的优化设计。采用ADAMS／View提供的函数 F（time，…）=SIGN（98000，-VX（zjje．huosai．MARKER_147）定义施加在活塞杆上的推力。给定总的仿真时间2 s，仿真步长200，进行仿真，然后用后处理显示得到滑块等主要构件的位移、速度和加速度曲线，见图4一图9。
4．4仿真结果分析
图4是滑块的位移曲线，滑块在2．5 s内移动距离约为50 nun，位移曲线基本为直线，说明其运动平稳，无振动现象，符合折剪机床的性能要求。图5、图6分别为滑块速度和加速度曲线，在1．75 s发生了锐变，均开始急剧增大，这与图7、8中连杆增力机构的角速度、角加速度曲线相吻合，*符合平面连杆机构的急回特性。这一特性也符合剪板、折弯的工艺要求。图9反映的是滑块在y轴方向输出的力，即折弯力。从图中看出折弯力是逐渐增大的，在2．5 s左右（折弯开始位置）力增加到了zui大值650 kN，*符合平面连杆机构的增力特性。
根据仿真结果，优化折剪机床设计，并制作出实物样机。通过测试，可知折剪机床的机械系统的装配性能、运动性能、输出力等*折剪机床的性能要求。
5 结论
利用SolidWorks软件完成了折剪两用机床机械系统各零部件和装配体三维模型，并进行了干涉和碰撞检查。通过parasolid格式将装配体模型导入ADAMS中，建立了折剪机床虚拟样机仿真模型，设置了初始和边界条件，通过对滑块力学性能和运动特性的仿真分析，获得zui化结果，并制造了实物样机，通过对样机测试，各项性能指标均符合设计要求，性能稳定、可靠。
