液压集成体设计应用研究

　　引言

　　目前,国内液压机企业已普遍开展了产品的计算机辅助设计,使设计者在设计过程中不再是一笔一地划线条,而是直接调用二维图库的图块直接编辑,受到了设计人员的欢迎。但是,这仅仅只是使用了计算机的绘图功能,而应用计算机进行产品自主创新开发才是计算机辅助设计的功能和优势所在。例如,在设计液压集成体时,由于内部孔道布置关系错综复杂,计算机辅助的二维孔道设计的干涉错误不能被直观地检查出来,结构是否正确无法预测,设计的图形无法直接用于分析与加工。可见,二维设计已不能完全满足实践要求。随着计算机软、硬件的飞速发展,机械设计从二维设计阶段发展到三维设计阶段。现代产品设计方法是从三维模型入手,使设计人员能够把设计的重点放在零件的结构设计和相关问题的解决上(如装配的干涉检验、有限元分析等),根据设计要求随时重新构造零件模型,最后生成数控代码。所以,三维设计系统可很好地解决液压集成体中错综复杂的孔系网络的布置问题,完全实现了二维系统难以实现的功能。

　　本文利用已有的软件和数据库技术,基于Pro/E的Pro/Program模块,基本实现了液压集成块特征驱动的参数化设计。设计者可通过人机交互式设计模式,快速、准确的设计出液压集成体。

　　1　特征驱动的参数化设计的基本思想

　　在液压系统设计中,液压集成体是将液压控制系统中相关的控制阀、压力表等液压元件通过块体进行组合连接,取代了原先用管路来分别连接元件的方式。由于其体积小、结构紧凑、安装方便、振动小等优点,已被我国的液压系统设计者广泛使用。设计者根据液压系统的原理图,首先要构思总体方案,确定集成体上液压元件的种类和安装面,然后,进入液压集成块油道设计阶段。作为各类阀体及其他附件的承装载体,其内部孔道常常构成十分密集、复杂的孔系,设计工作量大而且极易出错。在布置这些内部孔道时,不但要保证这些孔道的布局应满足液压系统原理图的要求,同时也需考虑它的后续加工的工艺性问题。设计完毕后,为了确保全部孔道的合理通断关系,有必要对其进行校验,看是否满足液压原理要求,空间是否出现薄壁现象。如果系统主要由两通插装阀构成的逻辑集成控制回路,那么在一个六面体内安排数量众多的复杂孔道,且要保证它们之间应有的通断关系。由此看来,液压集成技术本身就是一项非常复杂的工作。

　　液压集成体的特征驱动参数化设计充分利用了三维设计系统的优越性。这里的特征是指在液压集成块的装配设计环境下,一组与液压元件、管接头、附件等零件的描述相关的信息集合。它可提供几何、拓扑、功能及加工制造要求等信息。特征的建立是特征驱动的参数化设计得以实现的基础条件。在特征驱动的参数化液压集体的设计过程中,经常要选用大量的液压元件、管接头、附件等,也需要经常开发许多系列零部件,为了避免重复劳动,首先需要建立常用液压元件及其相关信息的特征数据库。然后,设计人员可以通过主参数直接调用数据库中的数据作为特征驱动参数进行孔道设计,并可通过对参数的优化得到最小的液压集成体长宽高形状尺寸,大大地提高了设计效率。同时,设计人员将有更多的时间注重产品的整体设计,最大可能的降低生产成本,从而充分体现使用CAD系统带来的经济效益。