文档介绍：前言
目前,随着CAD/CAM技术的发展,三维实体造型、虚拟技术、工况仿真模拟已成为CAD的重要发展方向,并在产品设计和制造方面引起了重大变革。对有复杂运动的机械产品,建立三维动态图形和三维虚拟环境模拟,可以很好地描述其数学模型的准确性、装配过程的合理性、作业过程的动态性、运动轨迹的正确性。因此,了解和掌握三维建模方法和动态模拟技术十分重要。
此外,在机械产品零部件的设计过程中,运动机构的空间干涉问题历来都是令机械设计工程师深感头疼的事。按传统设计模式,设计人员在一些细节问题上耗费了很大精力,降低了设计效率。而有些错误又往往具有很强的隐蔽性,给生产造成不应有的损失。因此,利用计算机三维设计工具合理地解决这些问题无疑具有一定的现实意义。
目前,许多国内外的大型辅助设计软件都包含了机械装配和运动学仿真的功能模块,例如PTC的PRO/ ME2 CHANICA,SDRC的I- DEAS,MATRA的EUCLID 软件及DES的UG等。这给设计人员提供了更完善的机械设计途径。文章主要基于美国PTC公司的PRO/E(WILDFIRE)软件,PRO/ENGINEER无论从设计工作中的结构设计,以及装配图的形成方式,都有操作容易、使用方便、修改方便的特点,因此在机械三维实体造型设计中得到了广泛的应用。
选择翅片的自动送料装置作为本次设计和装配对象,是因为随着机电一体化的迅猛发展,不用人工操作或者很少需要人工操作的自动化设备已得到了广泛的应用,不仅将逐步取代人工加工的方式,目前国外的自动化程度已经达到了很高的程度,然而我国的自动化程度还不是很高。
1概述
装配的基本概念
任何一台机械,都是由许多零件和部件组成的。由零件组装成整台机械的全过程称为装配。由于机械的复杂程度不同,零件的组合情况不同,在机械装配中,根据零件组合的特点,把机械的组成单元作如下区分:
1) 零件是机械组装的基本单元。它是由一块材料制成的,不能再进行结构上的分解。在装配中,有的零件是装配的基础,它具有配合基准面,可以保证装配在它上面的零件具有正确的相对位置,这种零件称为基础零件。对于一台机床来说,机座或机架就是它的基础零件。
2) 组件由若干个零件组成,但不具有独立功能。如活塞连杆组成一个组件,它由连杆、活塞、活塞销等零件组成,但它不能独立发生作用,必须与缸体、缸盖和曲轴等到协调起来才能进行工作。
3) 部件和总成由若干组件或零件组成,具有结构上和作用上的独立性,这样的组件称为部件或总成。例如一个滤清器,只要让流体从它的内部流过,它就能对流体起滤清作用,这就可以称为部件或总成。但习惯上是把直接组成机械的单元称作总成。组成总成的单元称作部件。例如发动机是一个总成,而燃油泵、滤清器在性质上也可称作总成,但它们是安装在发动机这个总成上的,因此仍称作部件。
图1-1 机械装配路线示意图
Fig 1-1 Mechanical assembly Map
机械装配的过程,就是由零件组装成组件、由组件组装成部件、装成总成和最后组装成机械的过程。图1-1为这种过程的示意图。
传统意义的装配
传统制造业注重规模效益,以手工装配为主的传统的装配的方法还是能够适应对新产品开发的需要的。特别是在大规模生产下,新产品的开发也大都局限于对己有产品进行局部的改进设计,这时,由于设计人员及工人已对产品本身及装配工艺比较熟悉,还是可以较顺利的完成设计、试生产、装配验证、最终成批生产的整个开发过程的。
但是,随着全球市场的激烈竞争,加快产品开发速度己成为竞争的重要手段之一。近20年来,制造业市场环境发生了巨大变化:一方面表现为消费者兴趣的短时效性和消费者需求日益主体化、个性化及多元化;另一方面则是区域性、国际性市场壁垒的淡化或打破,使制造厂商不得不着眼于全球市场的激烈竞争。快速将多样化的产品推向市场是制造商把握市场先机而求生存的重要保障。制造业要满足日益变化的用户需求,其制造技术必须有较强的灵活性,能够以小批量甚至单件生产迎合市场。面对这样的市场现状,传统装配的缺点就逐渐暴露了出来:
1) 必须等零件全部加工完成之后才可进行装配。
2) 不能体现并行设计的思想。
3) 一般要反复修改,进行多次试装配、周期长、成本高、不能适应当前敏捷制造的需要。
产品装配的发展现状
由于加工技术超前于装配技术许多年,两者已经形成了明显的反差,装配工艺已经成为现代化生产的薄弱环节。当前,国内外对于装配研究的理论和实际操作方面出现了一些新的理论和方法,近来,自动装配和柔性装配也得到了一定的发展。但是,这些发展方向都不能很好地满足缩短新产品开发周期和并行工程的要求。
面对传统装配中出现的问题,许多产品设计开发人员致力于产品的预装配—虚拟装配。这是因为:
1) 在