面向设计的液压阀库建模方法及应用研究

　　0 引言

　　液压集成块是集成式液压系统中主要而关键的零件,近年来,随着集成式液压系统需求的日益增加,集成块的设计与制造已成为集成式液压系统开发的关键。由于液压集成块油路系统的复杂性,传统的二维设计存在设计周期长、难于实现孔系的有效性验证以及设计结果的正确性难于保证等缺点。通常,一个中等复杂程度的集成块,采用人工二维设计来完成集成块零件设计、校核、工艺规程设计、数控编程到加工制造,往往需要近一个月或更长的时间[1]。三维设计可有效克服上述缺点,在三维液压集成块设计中,液压阀模型包含了集成块设计的重要信息,是集成块设计的基础。因此,建立合理有效的三维液压阀及相关附件的模型库,对于实现液压集成块的三维设计,具有重要意义。

　　本文系统阐述了液压集成块三维特征设计过程及其对液压阀及相关附件的要求,在分析传统标准件库建模方法存在的缺点基础上,提出了面向设计的液压阀库建模方法。在液压阀调用过程中,通过在集成块模型上自动创建相应的螺纹孔、插装阀安装孔等关联特征,并完成液压阀与集成块的装配,实现了基于装配的液压集成块设计。利用三维CAD软件SolidWorks及其二次开发工具,开发了液压阀库软件工具,验证了建模方法的可行性。

　　1 基于装配的液压集成块设计

　　液压集成块是集成式液压系统的中枢,通过法兰、管接头及管路,连接动力元件--液压泵,及执行元件--液压马达、液压缸,控制元件--液压阀则直接安装在集成块上。液压集成块、动力元件、执行元件、控制元件与液压油箱、过滤装置、加热冷却装置、蓄能器及其它附件等构成一个完整的液压系统。对于液压系统制造商来说,其主要设计工作是液压原理图设计和液压集成块设计。

　　液压集成块的关键设计工作:液压阀布局,根据液压原理图选择并装配液压阀,并依据集成块的设计要求,对液压阀在集成块上进行布局设计;在液压阀的装配过程中,同时在集成块上建立与液压阀相关的螺纹孔、销孔以及插装阀安装孔等关联特征。油路设计,根据液压原理图所提供的液压元件之间的连通关系,通过选择油路中液压阀上油孔之间、液压阀上油孔与外部连接油孔之间的连通关系,实现集成块上的油路连通设计;然后根据油路连通设计所提供的信息及相关要求,建立油路上的油孔详细设计特征。油路连通关系与最小壁厚校核,根据液压原理图上的油路连通关系信息,对集成块上的油路设计特征进行连通关系校核,并对油孔之间的最小壁厚进行强度校核。

　　由上述设计过程分析可知,在液压集成块设计过程中,液压阀为其主要信息来源。为实现液压集成块的三维关联设计,液压阀模型中应包含的集成块设计信息如下:连接螺栓孔的位置和尺寸信息;º销孔的位置和尺寸信息;插装阀安装孔的结构及尺寸信息;液压阀上的油孔位置及直径信息等。