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GB／T 39334.1-2020 机械产品制造过程数字化仿真 第1部分：通用要求.pdf

机械产品制造过程数字化仿真模型包括： a）工艺仿真模型 ·机加工工艺模型，包括机床模型、夹具模型、刀具模型、工件模型和工序模型等； 装配工艺模型，包括产品或零部件模型、环境模型、设备模型、工装模型、虚拟操作者模 型等； 钣金工艺模型，包括数控折弯机模型、上下模模型、钣金各状态工序模型等； · 焊接工艺模型，包括焊接设备模型、工件模型、焊接辅料模型等： · 铸造工艺模型，包括模样、芯盒和上下砂型、型芯等的三维模型，以及对铸造工艺进行仿真 的有限元模型； ? 锻压工艺模型，包括锻压设备模型、锻压模具模型、锻压件各状态工序模型，以及对锻压工 艺进行仿真的有限元模型： ·增材制造工艺模型，包括增材制造设备模型、工件各状态工序模型和对增材制造过程进行 仿真的有限元模型。 b） 制造系统仿真模型 ·布局仿真模型，包括产品或零部件模型、工序模型、环境模型、设备模型、工装模型、虚拟操 作者模型等： ·物流仿真模型，包括车间布局模型、工艺规划模型、逻辑控制模型等

机械产品制造过程数字化仿真模型的构建应满足

品制造过程数字化仿真模型的构建应满足以下要

GB/T39334.1—2020

a）制造过程仿真模型应完整、无穴余； b）制造过程数字化仿真模型的建模环境设置、模型比例、坐标系的定义与使用、模型的命名应符 合GB/T26099.1—2010的规定； c）零件模型的构建应符合GB/T26099.2一2010的规定； d）装配模型的构建应符合GB/T26099.3一2010的规定 e）为提高仿真效率，在保证仿真精度的前提下，装配工艺仿真、布局仿真、物流仿真应采用轻量化 模型或简化模型； 设备模型、工装模型、虚拟操作者模型应按实际模型构建完整的装配约束关系，装配约束的构 建应符合GB/T26099.3一2010中第7章的规定： g 为保证切削加工的仿真精度，机加工工艺仿真宜采用原始CAD模型进行仿真，当采用近似仿 真方法时，应确保仿真精度能满足要求； h） 机加工工艺模型应能反映工件的装夹、定位方式及位置，其工序模型应能正确表达本道工序加 工完成后的状态； 装配工艺模型应能反映零部件的装配顺序，其工序模型应能反映零部件装配的中间状态； j）钣金工艺模型应能反映钣金成型各工序的状态； k）焊接工艺模型应能反映焊接顺序、坡口的形状和焊缝特征； 1）铸造工艺有限元模型的构建应符合GB/T33582一2017的规定； m）锻压工艺有限元模型的构建应符合GB/T33582一2017的规定； n）增材制造工艺有限元模型的构建应符合GB/T33582一2017的规定； o）制造系统仿真中的环境模型、设备模型、工装模型应与车间实际物理对象一致，不应存在信息 缺失、元余； P 生产线布局应综合考虑待布置区域形状、产品的种类和批量、生产效率、成本等因素，常用的生 产线布局形式有单行布局、多行布局、U型布局、半圆型布局、环形布局、网状布局。

械产品制造过程数字化仿真内容一般包括： 工艺仿真 ·机加工工艺仿真，包括工件装夹仿真、刀位轨迹仿真、切削过程仿真、碰撞干涉检查、验证 NC代码正确性； ·装配工艺仿真，包括装配序列仿真、装配路径仿真、人机工程仿真、装配公差分析等，确保 装配过程无碰撞十涉，同时对装配工具的可达性和操作空间进行验证； ·钣金工艺仿真，包括钣金成型仿真，预测金属流动规律（位移场、速度场、应力应变场和温 度场）以及成型缺陷（回弹量、撕裂和起皱等）的产生和演化过程； ·焊接工艺仿真，包括焊接温度场、焊接应力与变形、焊接化学与物理冶金过程、焊接接头的 力学行为和性能等； 铸造工艺仿真，包括温度场、流场、应力场、相场仿真等，以预测铸件成型缺陷（缩孔、缩松、 裂纹、变形等）； ·锻压工艺仿真，包括温度场、位移场、应力场仿真等，以预测不同工艺条件下锻件组织性能 及缺陷； 一 增材制造工艺仿真，包括温度场、位移场、应力场仿真等，以预测增材制造零件的力学性能 及缺陷

b）制造系统仿真 ·布局仿真，包括生产流程、节拍、产能、瓶颈、人员配比、空间利用率、设备利用率、碰撞干 涉等； 物流仿真，包括物料出人库、分栋、配送，AGV调度仿真，线边库库存仿真等，

机械产品制造过程数字化仿真分析应满足以下通用要求： 机加工工艺仿真应建立数控机床的运动学模型和数学模型，并能对NC代码的正确性、位轨 迹的有效性、切削加工过程中的碰撞十涉、加工精度等进行儿何仿真验证： D 装配工艺仿真应能对装配顺序、工装的合理性、装配工具的可达性进行验证，并采用干涉检查 工具对可能存在碰撞的模型进行十涉检查分析，同时应采用公差仿真分析工具对装配模型的 误差累积进行仿真分析，以保证产品或零部件的最终装配质量满足产品的设计要求； C 钣金工艺仿真应能对钣金成型过程进行模拟，并能够预测回弹量、撕裂和起皱等缺陷； d）火 焊接工艺仿真应能对焊接顺序，焊接工具的可达性和可视性，焊接温度场，焊接应力和变形等 进行仿真分析： e） 铸造工艺仿真应能对铸造工艺方案进行仿真模拟，以分析或预测铸件充型、凝固过程中的缺陷 （包括缺陷种类、大小、形貌或分布），并能对铸件应力、应变场进行仿真分析； 锻压工艺仿真应能对锻件的成型过程进行仿真模拟，以预测不同工艺条件下锻件组织性能及 缺陷； 增材制造工艺仿真应能对增材制造的过程、成形精度、力学性能等进行仿真预测； h） 布局仿真应能对物体之间碰撞干涉、安全距离、物流路径、设备/人员工作空间等进行分析； 物流仿真应能对物流路径、物流效率、物流调度、物流强度、线边库库存等进行仿真分析

机械产品制造过程数字化仿真结果的评价指标如下： a）工艺仿真 ·机加工工艺仿真，评价指标主要有碰撞干涉、加工质量、加工效率等； ? 装配工艺仿真，评价指标包括可装配性，装配单元稳定性，装配成本、时间，公差合理性，碰 撞干涉等，其中装配顺序评价考虑的因素应符合GB/T26101一2010中6.2.2的规定； ? 钣金工艺仿真，评价指标包括成形质量、成形时间和成形成本； 焊接工艺仿真，评价指标包括焊接质量、时间、成本和安全性； 铸造工艺仿真，评价指标包括成形质量、成形时间和成形成本； 锻压工艺仿真，评价指标包括成形质量（变形均匀、应力集中小、锻件力学性能优良）、成形 时间和成形成本； ·增材制造工艺仿真，评价指标包括成形质量（成形精度、力学性能）、成形时间和成形成本 b）制造系统仿真 ·布局仿真，评价指标包括物流成本、物流距离、设备利用率、设备间距、生产效率、在制品数 量、在制品停留时间、产能等： 物流仿真，评价指标包括平均物流路径、峰值物流强度、平均物流强度、等待时间、资源利 用率等

7.4.2评价与优化要求

机械产品制造过程数字化仿真的结果评价与优化应满足以下要求： 可制造性评价应对产品结构合理性和工艺设计合理性进行评价，具体包括结构工艺性、加工工 艺合理性、装配工艺合理性等； b 可装配性评价包括装配序列评价，装配路径规划与仿真验证GB 8965.1-2020 防护服装 阻燃服，能实现静态十涉检查和动态十激 检查，确保装配路径的有效性； C 生产线规划和布局仿真评价的目标是在给定生产纲领的前提下，合理地选择生产系统的设备 优化系统的参数（工位数、缓冲区容量等），把加工或装配任务分配给各工位或设备，使其负荷 平衡，并且降低生产成本和周期； d）布局仿真评价的目标是合理的安排设备在平面或车间的位置，使物料运输成本、设备成本、工 时最小；

机械产品制造过程数字化仿真数据管理应接GB/T16722.1一2008、GB/T16722.2一2008、 GB/T16722.3一2008、GB/T16722.4一2008中的规定，在产品的全生命周期中都能提供必要的信息， 认保证对仿真数据的管理和跟踪。 机械产品制造过程数字化仿真数据管理还应考虑以下内容： a）宜将仿真数据放在产品数据管理系统（PDM）中进行管理； b）应定期对仿真数据的安全性、完整性、有效性进行检查； C）应建立有效的仿直数据安全权限管理机制，并定期对仿直数据进行备份