proe的懸臂式掘進(jìn)機(jī)后支撐的虛擬裝配設(shè)計(jì)

2013-07-20 by:ProE/Croe軟件應(yīng)用培訓(xùn)中心來源:仿真在線

0 前言

虛擬裝配的主要目的是根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖和裝配順序?qū)嵤ρb配結(jié)構(gòu)的分析和評價(jià)。在虛擬裝配階段可對設(shè)計(jì)提出修改建議,進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,以便于加工及裝配,減少加工和裝配的時(shí)間。對提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期,降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本有重要的意義。

1 基于proe自頂向下的設(shè)計(jì)方法

Top-down設(shè)計(jì)是自頂向下設(shè)計(jì)的簡稱,其含義是先確定總體思路、設(shè)計(jì)總體布局,然后設(shè)計(jì)零件和子組件,從而完成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)。自頂向下設(shè)計(jì)從一個(gè)系統(tǒng)的角度,計(jì)劃所有的設(shè)計(jì)過程,建立整個(gè)系統(tǒng)或設(shè)計(jì)與組件和次組件系統(tǒng)之間的關(guān)系。在proe中用戶獲得設(shè)計(jì)意圖的自頂向下設(shè)計(jì)方法有:

(1)布局(Layout)-定義設(shè)計(jì)產(chǎn)品最主要的參數(shù)和尺寸及其相互之間的關(guān)系。

(2)骨架(Skeleton)-定義設(shè)計(jì)產(chǎn)品最主要的空間位置是對layouts定義思路的3D細(xì)化。

(3)Pacl擴(kuò)定義設(shè)計(jì)產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu),將零部件粗略定位在裝配中。

(4)Publish Geometry-提取設(shè)計(jì)產(chǎn)品的重要原則和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),將其傳遞到整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。

(5)復(fù)制幾何實(shí)體(Copy Geometry)-提取和接受設(shè)計(jì)產(chǎn)品的重要數(shù)據(jù)。

(6)關(guān)系(Relations)-設(shè)定各尺寸、各參數(shù)間的關(guān)系。

2 后支撐的功能與結(jié)構(gòu)分析

掘進(jìn)機(jī)屬長臂類的機(jī)器,較長的截割臂在截割作業(yè)時(shí),產(chǎn)生很大的截割力,此時(shí)行走履帶所受的外力比正常行走時(shí)將顯著增加,改變了正常行走時(shí)履帶與地面合理接地比壓的分布狀態(tài),形成整機(jī)的不穩(wěn)定,甚至產(chǎn)生劇烈振動和傾翻。而后支撐的后部撐壓在地面上,可以增加機(jī)器的接地長度,以防止和緩解履帶的接地比壓偏移,進(jìn)而增加整機(jī)的穩(wěn)定性。主要由支架、支撐腿、支架與二運(yùn)部連接架、二運(yùn)部回轉(zhuǎn)臺、銷軸和襯套等組成。

3 利用top-down設(shè)計(jì)后支撐

(1)草圖設(shè)計(jì)

草圖即布局,是proengineer所提供的一個(gè)單獨(dú)模塊,其作用是可以通過簡單的線條和符號來描繪產(chǎn)品的大概輪廓,布局的核心就是定義產(chǎn)品的主要參數(shù)和主要尺寸。而它在整個(gè)裝配中的作用就體現(xiàn)在:通過聲明(Declare)建立各個(gè)零部件之間的關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)零部件之間自動裝配的目的,有利于設(shè)計(jì)過程中對整個(gè)產(chǎn)品的控制。圖l給出了利用proe軟件對后支撐做出的總成布局圖,即頂級布局模型houzhichengbuju.lay。

(2)建立骨架模型

對于一個(gè)產(chǎn)品來說,骨架就是產(chǎn)品裝配的構(gòu)架,產(chǎn)品的裝配應(yīng)該按照骨架模型裝配。有了骨架,產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、大小和尺寸就由骨架確定了,此時(shí)在骨架上裝上各個(gè)零部件,裝配也就完成了?？梢园压羌芪募斫鉃?D化的布局Layout文件,它同樣是一個(gè)設(shè)計(jì)思路和參考標(biāo)準(zhǔn),骨架是一些立體化的、有位置、有尺寸的點(diǎn)、線、面,這些點(diǎn)、線、面就像布局中的平面軸線一樣為裝配提供依據(jù)和基準(zhǔn)。在產(chǎn)品的自頂向下設(shè)計(jì)中,主設(shè)計(jì)首先完成布局的設(shè)計(jì),通過點(diǎn)線面包含了產(chǎn)品的主要形狀、位置等信息,然后把整個(gè)項(xiàng)目分給多個(gè)子項(xiàng)目,隨同骨架模型一同分給不同的小組和個(gè)人,子項(xiàng)目再以骨架為參考,骨架改變后,子項(xiàng)目自動改變。如圖2所示,為后支撐的骨架模型。

(3)連接設(shè)計(jì)信息

連接設(shè)計(jì)信息是自頂向下設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn),通過布局或骨架的方式,把設(shè)計(jì)信息傳遞到各個(gè)零部件中,以達(dá)到對裝配件控制的目的。在自頂向下設(shè)計(jì)中,可以通過布局和骨架向各個(gè)零部件傳遞設(shè)計(jì)信息。

通過布局向零部件中分配信息,需要在零部件中聲明,把零部件的各種信息聲明到布局中去,所聲明的參數(shù)必須與布局中的參數(shù)一致。當(dāng)作完聲明之后,在打開零部件的參數(shù)窗口中,就會發(fā)現(xiàn)參數(shù)窗口中多了布局中的參數(shù)值。以支撐腿零件為例,圖3為支撐腿零件的參數(shù)表,其上半部分是原零件的參數(shù),下半部分是布局的參數(shù)。

骨架的信息傳遞就是映射幾何特征,即(Geometry的傳遞,它是通過Publish Geometry和Copy GeometrY實(shí)現(xiàn)的。通過復(fù)制點(diǎn)、曲面和表面幾何和特征作為參考基準(zhǔn),再建立新的幾何特征。通過復(fù)制過來的這些點(diǎn)、曲面和表面作為參照,從而保證建立的零件具有復(fù)制元件的幾何特征。Geometry傳遞的是比較具體的形狀和數(shù)據(jù),如點(diǎn)的位置、曲線和曲面的形狀等,這些形狀和數(shù)據(jù)主要用于零件特征的建立。

4 基于總成模型的干涉檢測

產(chǎn)品裝配設(shè)計(jì)的干涉檢測目標(biāo)是:提高裝配效率和裝配質(zhì)量,降低裝配成本。其具體目標(biāo)為在功能確定的條件下,產(chǎn)品零部件數(shù)量盡量少,易于裝卸,具有最優(yōu)的零部件定位方案和最少的裝配調(diào)整操作。進(jìn)行干涉檢測主要是對裝配關(guān)系進(jìn)行檢測,在proe中,全局干涉檢測的操作步驟為:分析一模型分析一全局干涉。進(jìn)而觀察計(jì)算結(jié)果,若存在干涉,則需要回頭修改布局或骨架以求最終的無干涉。本論文中的總成模型經(jīng)全局干涉檢測后,并無干涉存在,證明各個(gè)零件在各方向上相對距離合理,滿足虛擬裝配的要求。

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