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電機新聞

摹擬配備技能在減速機預設上的運用

 

1虛擬裝配內涵及設計思想

1.1虛擬裝配技術

虛擬裝配技術是一種全新的設計概念。狹義的虛擬裝配是指在虛擬環境中快速把單個的零件或部件組裝形成產品的方法;廣義的虛擬裝配是指在虛擬環境中,如何使設計人員方便地進行結構設計、修改,讓設計人員更專注于產品功能的實現,即現在所說的面向裝配的設計(DFA)。虛擬裝配包含著以狹義的虛擬裝配為主要研究對象的自底向上的設計過程和以廣義的虛擬裝配為主要研究對象的自頂向下的設計過程。

1.2虛擬裝配的設計思想

(1)以設計為中心的虛擬裝配是指在產品三維數字化定義應用于產品研制過程中,結合產品研制的具體情況,突出以設計為核心的應用思想,表現在以下三個層次:面向裝配的設計,自頂向下的并行設計,以及與主模型相關的可制造性和裝配性設計等。

(2)以過程控制為中心的虛擬裝配即對產品總體設計進程進行控制管理、實現虛擬裝配流程控制。通過對過程模型的有效管理,實現對工程研制過程中各種產品設計結果和加工工藝等產品的管理,從而實現優化產品開發過程的目的。

(3)以仿真為中心的虛擬裝配是在產品裝配設計模型中融入仿真技術,并以此來評估和優化裝配過程。其主要目標是評價產品可裝配性。目的是使產品能適應當地具體情況,合理劃分成裝配單元,使裝配單元能并行地進行裝配。主要是評價產品裝配的相對難易程度,計算裝配費用,并以此決定產品設計是否需要修改。

2虛擬裝配技術的應用

2.1研究目標

減速器作為重要傳動部件之一,其設計的優劣直接影響到性能的體現和發揮。為了適應現代化制造及并行設計的思想,把虛擬裝配技術應用到減速器設計中,具體到減速器的設計過程包括:①減速器實現面向裝配的設計;②減速器零件全部實現三維實體建模;③質量體積特性、慣性力矩及空間干涉檢查等;④實現自上而下的設計;⑤減速器的運動仿真。

2.2減速器實現虛擬裝配的關鍵環節

(1)建立減速器主模型主模型必須保證減速器各個零部件(注射模具某零件的參數化方法探究)數據的完整性,實現減速器在CAD/CAE/CAM系統中的高度集成。根據減速器的設計要求和總體參數,借助CAD設計軟件PRO/E建立減速器各個零件的三維實體模型。

(2)減速器虛擬裝配區域分層和劃分裝配層次在建立好的減速器各個零件的三維實體模型基礎上,按照設計要求分出幾個裝配區域,然后再進一步劃分裝配層次。

(3)裝配數據管理由于減速器各項設計的復雜性,所以各項設計數據的流動和對數據的有效管理是實現虛擬裝配的重要環節。為了便于設計數據的管理,所有的信息都應存儲在統一的數據庫中,并由信息管理系統進行統一的產品數據管理,保證順利實現整個減速器自頂向下的設計。

(4)建立虛擬裝配約束

進行減速器模型虛擬裝配前應該先將其功能和設計意圖轉化為設計約束,并進行數據管理,確保設計模型具有設計者所定義的約束關系,如平行、垂直、共軸和共面等,使減速器約束模型能夠管理所有的組件的形狀特征和裝配特征,以及它們之間的約束關系。若其中某個特征發生改變,虛擬模型能夠根據設計約束關系發生相的特征變化,從而保證整個數據的一致性。

(5)裝配運動仿真和干涉分析虛擬裝配運動仿真就是對裝配體中零部件的空間位置,按其裝配路徑連續地進行操作,并將此過程以動畫的形式表現出來,以檢測減速器各組件在其運動軌跡上的相互干涉情況。對減速器進行運動學仿真,模擬減速器的實際工作狀態,檢查各運動機構間的協調關系。為減速器的運動仿真圖。

最后根據零部件的干涉和運動情況,修改原三維設計模型。在保證減速器所有零件的干涉自由和運動協調時,完善減速器所有零件的設計工作。減速器的特性檢驗和干涉檢驗圖。

3結論

以Pro/E軟件為平臺,以減速器組件為產品設計對象,利用虛擬裝配技術,成功地在計算機虛擬環境中完成了產品的裝配過程。對裝配體進行干涉檢驗、動態仿真等??筛鶕z驗結果,修改設計。

大大縮短了新產品的開發設計過程,降低成本、提高了產品質量。采用合理的虛擬裝配的方法,對設計數據進行有效的管理,虛擬裝配將在以后產品的設計和制造中發揮越來越重要的作用。


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