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n of of a of a to a is in in of of of is a to of of of on to is in it if in by to in of to of as as at to At in of of 2 in a of of a is a of is of a of G of of is on of of be be a as a be 3 ) of is on a of in of to of is on is a of to so on is of a of to of in to of is of of on to of 2) of of is a of it be of of of of as is of it In to be to (1)to on of of to (2)of be is of (3)to do or of do in to of 3) of of o on a of as of so be to a of to of or of it is by is a as a of of it be in 4) of he of be to in to a to of of to of If be in as is be at (1) is or of in (2) in of of in s is (3) of of as of of (4) be by to to of to of 5) of r as a of of so in to of to of of to on a to or of of is as a of if of of as be be as on or as or or 4 of is on of to 2 8 50 in to of in of of In a of II of is to in II is is I in of 00 4200 t a of of a 00 a 1000 200 600 t of so of a 5 of as as at in to be to to on of to to of be of so to of on to of 基于 件的液压集成块设计 1 概述 在比较大型和复杂的液压系统中 ,使用集成块可充分利用各种液压元件的功能 ,使结构更紧凑 ,密封性更好 ,便于安装和调试。但是集成块专用性强 ,表面安 装的液压元件多 ,阀体内孔系复杂 ,因此 ,按照液压原理图的逻辑要求 ,正确合理地设计集成块 ,是一项艰苦而又要求准确性高的工作。 集成块的设计要解决两个主要问题 :一是阀体零件的设计和校核 ;二是装配结构的检查。二维工程图样表达的设计方法 ,要靠人脑进行二 维图样和三维空 间结构的转换 ,设计效率低 ,容易出错 ,有的错误很难在图纸上发现 ,如果在样机制造出来后才发现 ,将给企业带来经济损失 ,延误产品开发时间。因此 ,使用三维 参数化软件进行设计 ,在设计方法和手段上进行提升 ,使问题尽量在设计阶段被发现 ,避免失误 ;同时在系列化、多型号的液压机械设计中 ,参数化设计使设计效率得到很大提高。 2 三维参数化机械设计软件简介 随着计算机软、硬件技术的飞速发展 ,涌现出了很多三维参数化机械设计软件 ,功能强大而有代表性的有 : ,某国 司开发的三维参数化机械设计软件 ,它是基于 的一种具有强大三维建模功能与工程图绘制、实物渲染功能的计算机软件 ,它综合了 维造型软件的特点 ,使用更简单方便。它是基于零件特征的三维实体建模技术 ,可以进行实体装配 ,运动分析、动画设计等 ,三维实体可以直接自动生成二维工 程图样。也可以单独进行二维图形设计 ,如液压系统原理图的绘制 ,系统提供有一个类似 二维绘图模块 ,可以直接绘制工程图样。 3 集成块的三维参数化设计 1)基于特征的阀体设计集成块的阀体是安装各种液压元件 ,并且其内部按照液压系统原理图要求能实现各元件之间油道连通 的复杂功能块 ,是集成块设计的关键。设计时根据阀体的特征进行建模 ,阀体的基本体是一个长方体 ,各面上要安装液压元件 ,因此阀体上的孔是主要的设计特 征。孔的大小与液压元件的通径有关 ,已基本规格化 ,孔分通孔和盲孔 ,分别构成阀体的油孔、安装螺孔、工艺孔和台阶孔。在设计时先建立各设计特征的库特 征 ,在阀体零件实体建模时 ,调用库特征 ,添加到基本体上 ,因此 ,零件的设计过程也就是特征的生成过程。并且在零件的特征树上有记录 ,便于修改 ,大大加快了 建模速度。 2)阀体 的孔系检查 用 件建立的阀体三维实体是一个逼真的零件 ,可以方便、直观地检查其上的油孔与油孔之间的位置关系是否符合液压系统原理图的逻辑要求 , 各安装孔的位置是否符合设计要求 ,由于是参数化的实体模型 ,修改起来很方便。为了便于观察可以利用软件的显示功能。 (1)将实体上挡住视线的部位切去 ,可以直观显示阀体内部的孔道走向 ; (2)采用透视的线框模型显示 ,可从整体上观察有孔的空间分布情况 ; (3)将与所检查部位无关的孔或其他特征压缩 ,即暂时不显示 ,以避免线型过多 ,扰乱视线。 3)三维液压元件库的建立 阀体上要安装各种液压元件 ,如插装阀 ,电磁阀 ,比例阀 ,各种管接头等 ,在设计时可先建立一个液压元件库 ,参照本企业的零件图或专业制造厂商的产品样本建立模型。阀类元件如插装阀 ,它是由阀芯 ,阀座等基本元件组成 ,实际上是一个子装配结构 ,由于液压元件的通径已标准化和规格化 ,因此 ,可以通径为主参数在装配时调用。 4)整体结构的虚拟装配 集成块的总体设计可采用自底向上的设计方法 ,将阀体和液压元件从库中调出至装配环境中 ,按照约束条件进行安装 ,生成一个逼真的虚拟装配结构。设 计者利用视角变换观察装配体的 各个部位 ,检查设计的正确性。如发现设计问题可及时在零件上修改 ,由于装配图与零件图是关联的 ,零件也可以同时得到修改。 (1)检查设计是否合理 ,零件尺寸是否正确 ,装配体中元件之间有没有产生干涉 ; (2)液压元件在空间布局的合理性和准确性 ,整个集成块在整机上的安装位置是否合适 ; (3)对装配后各液压元件进行运动分析 ,如插装阀阀芯的行程 ,调接杆的行程范围等 ; (4)可以生成爆炸图 ,以展示各零件间的装配关系 ,便于设计、制造及安装人员之间的技术交流 ,减少各环节出错的可能性。 5)二维工程图的输出 由于生产中还是普遍采用 二维工程图 ,因此 ,在三维软件中设计的零件要输出二维的加工图和装配图 ,件可以自动生成标准的工程视图 ,也可以 生成其他视图 ,如 :向视图、局部视图、轴测图等 ,可以对某个视图进行剖切而生成全剖、半剖、阶梯剖、旋转剖视图或剖面图 ,对二维工程图的尺寸标注也是自动的 ,由于三维实体模型和二维工程图是关联的和参数化的 ,如果对其中之一的尺寸进行修改 ,由于联动关系 ,两者都会得到修改。可以像其他的二维编辑软件 一样 ,对图形标注粗糙度 ,尺寸或形位公差等 ,进行图层、线形设置 ,打印出图或输出 形文件 ,与其他绘图或文字编辑软件进行数据交换。 4 设计实例 陶瓷液压机是墙地砖坯体成形的专用设备 ,工作时主活塞驱动上模对粉料进行加压 ,工作节拍 1218 次 /统工作压力为 15压后主液压缸的工 作压力为 30 求液压系统压力高 ,流量大 ,换向要快 ,可靠性要好。压机的液压系统根据控制功能 ,设计成 3 个以插装阀为主要液压元件集成块 :阀组件 I 的功能是按照成形工艺的要求 ,控制主活塞的工作压制。在一个工作循环内 ,驱动上模进行轻压、中压和重压 3 次压制 ;阀组件 功能是控制主活塞上升、下降和速度调整 ;阀组件 功能是顶模和墩料。 笔者参与设计的压机从 6004200 t 共有 8 种型号 ,形成一个系列 ,600 型设计时用铅笔画图 ,1000 型到 1200 型用二维软件设计 ,从 1600 t 开始的 5 个型号用三维参数化软件 行设计。出错率大大降低 ,设计效率大大提高 ,使新产品的推出速度加快 ,企业创造了较好的经济效益。 5 结束语 液压集成块采用三维参数化软件进行设计 ,建立虚拟装配结构 ,使分析 观察的方式变得直观 ,设计人员能尽可能在设计阶段发现问题 ,从而能够摆脱繁重的绘图工作 ,把主要精力放在对功能结构等方面 的分析和思考上 ,保证设计质量 ,提高设计效率 ,避免产品损失报废。可以对实体模型进行不同视点的观察 ,使阀体孔系的正确性检查变得直观可靠。对装配体进行干涉检查 ,提高一次性设计的成功率。
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