虚拟样机技术在300 MN模锻水压机接力器设计中的应用

     3. 1接力器零件三维建模
    
     接力器零件的二维建模是在SolidWorks零件模式下完成的。SolidWorks有全面的零件实体建模功能.其建模思想是:零件是由一系列的特征组成.整个零件可以看成各个特征的先后叠加陈。建模时.先在草绘环境下选择草绘平面和参考平面并绘制所要建立特征的二维图形.再通过SolidWorks提供的特征造型功能将所绘制的二维图形二维化。在SolidWorks的草绘菜单中提供了点、直线、矩形、圆、圆弧、样条曲线等图形绘制功能.可以方便地绘制各个特征的二维草绘图。此外.在草绘过程中可设定各种约束条件相切、垂直等.可支持参数化的智能尺寸驱动.还可以设定各个尺寸之间的相对关系.使得草绘图的修改十分方便。在特征造型过程中.SolidWorks提供了拉伸、切除、旋转、扫描、放样、倒角、镜像、复制、阵列等十余种特征.可根据各个零件的特点对其进行特征造型。对于一些复杂的标准件(如齿轮).SolidWorks还提供了标准工具箱插件TOOLBOX支持各种标准件的快速建模.大大提高了特征造型的速度。
    
     接力器齿轮轴的二维模型如图2所示.它的特征造型基本过程如下(1)建立齿轮本体的三维模型。在SolidWorks"插件"菜单中激活SolidWorks标准工具箱TOOLBOX.进人TOOLBOX界面.选择所要造型的标准件为"齿轮"并选择齿轮的样式为"ISO直齿轮".输人齿轮的模数及齿数等参数.点击"确定"完成齿轮本体的快速建模。(2)轴端的建模。以过圆柱齿轮轴线的平面作为草绘平面绘制相应草绘图作加材料的旋转.形成齿轮轴本体.通过"退刀槽"命令创建齿轮轴上的退刀槽.并通过"倒角"命令创建倒角。(3)孔及键槽的创建。以齿轮轴的一端面作为草绘平面绘制相应草绘图作切减材料的拉仲.切除属性设为穿过所有.形成齿轮轴的孔及键槽.并通过"倒角"命令创建孔端口的倒角。
    

     3. 2虚拟装配
    
     各零件二维建模完成后.可在SolidWorks装配体模式下对其进行虚拟装配。虚拟装配能以可视化的方式展示接力器的装配关系;同时.可对接力器各个零部件的静态干涉情况进行检验分析.能够初步评价设计是否合理.能够及时修改设计中的不合理部分.避免了在实际装配阶段因零件的设计错误而导致装配失败的情况发生。在实际装配工作中也可利用接力器的虚拟装配关系对其进行指导。
    
     接力器虚拟装配的基本过程如下:
    
     (1)确定接力器各零件间的装配关系。在SolidWorks三维装配平台上.各零部件之间的装配关系通过装配约束来实现。装配约束确定了不同零部件点、线、面之间的相对位置关系.使用配合约束.可设定不同零部件之间的配合关系.还可定义零部件相对于其他零部件的位移和旋转等位置关系.设计者通过这些约束关系的组合对零件进行虚拟装配。在进行接力器虚拟装配时应采用与实际工艺要一致的装配关系.首先应对接力器的结构及接力配求器各运动副进行详细的分析.再确定各个配合采用何种装配约束将零件进行装配。
    
     (2)将接力器进行分层装配。在大装配体里.如果将所有的零件装入最终的装配里.会是非常杂乱的情形，而且众多零件凌乱的装人还会使计算机的反应速度越来越慢，因此，有必要将产品按大的功能进行划分，先装配成一些的子装配体，再将各个子装配体装配成最终的产品。水压机接力器是一个多结构体，有必要进行分层装配，接力器装配分层图如图3所示。装配时先将整个接力器分成如图所示5个子装配体各自进行装配，最后将该5个子装配体装配成接力器。装配时当模型上现有点、线、面不足以或不便于确定零部件之间的相对位置关系时，还可以考虑在零部件模型上创建辅助特征来确定零部件之间的装配关系。接力器装配图如图4所示。