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基于CREO自顶向下的垃圾压缩机设计

2017/9/25    来源:互联网    作者:庞金才      
关键字:PRO/E  自顶向下设计  骨架模型  垃圾压缩机  
在CREO环境下,阐述了自顶向下设计方法的基本原理,介绍自顶向下设计方法在垃圾压缩机设计中的应用。自顶向下设计是一种将产品最顶层结构的设计规范传递到所有下级结构的设计方法,选择主控零件、建立骨架模型是实现自顶向下设计的关键步骤。通过垃圾压缩机的设计实例来论述,采用自顶向下设计方法能够控制和传递设计意图,实现信息共享及并行设计,减少装配工作提高设计效率,缩短设计周期。

    垃圾压缩机(以下简称压缩机)是环卫产品垃圾压缩转运站的一个重要部件,主要用于将收集来的垃圾进行压缩达到脱水、减容的目的后压缩进入车箱后由环卫车辆从城镇市区转运到垃圾处理中心。传统的设计采用自底向上的方法,设计人员分析每个零件的结构和功能,首先创建零件模型,然后按照装配关系将零件装配成部件,所有部件装配完成后再进行总成的装配,如不合格则需要对零件进行一次甚至多次修改,如此逐步地完成整个产品的设计。此传统设计存在较多弊端:不适应现代化机械产品小批量多批次生产需求,设计人员无法实现信息共享,无法进行并行设计,设计意图不易传递,装配精度不易保证,产品的整体品质、研发周期以及数据管理都会受到影响;而采用CREO自顶向下设计方法,从产品整体布局及最顶层结构考虑,选择合适的主控零件,以骨架模型为数据传递载体,将设计意图通过骨架模型传递下去,对大型、复杂的产品分成不同的部件,由不同的设计人员同时进行设计,实现不同部件的同步设计,可提高设计效率、缩短设计周期。

    1 自顶向下的设计方法

    自顶向下设计是一种将产品最顶层结构的设计规范传递到所有下级结构的设计方法。CREO软件下的自顶向下设计具有如下优点:

    (1)完全控制和传递设计意图,防止建立不正确的参考;

    (2)实现信息共享,确保公用信息与设计的一致眭;

    (3)有效减少重复设计,提高设计效率;

    (4)传递设计规范,实现并行设计;

    (5)设计框架简单,便于复杂组件的设计管理;

    (6)实现精确定位,有效减少组件装配工作。CREO白顶向下的设计过程是一个将产品模型创建从顶层结构传递到底层结构的过程,通过选取主控零件建立骨架模型把顶层结构的设计意图传递到底层结构中去,修改控制骨架模型的主要参数后CREO系统会自动更新所创建的三维模型。

    2 自顶向下设计主要流程

    2.1 产品结构的分析

    对产品的整体布局进行结构分析可提高设计人员规划设计意图的意识,便于数据管理和任务分配,利于设计人员沟通交流。CREO除通过将设计好的零部件装配到上级组件中外也可以通过在组件状态下创建不含零件的空部件或不含特征的空零件来传递设计意图。

    2.2 顶层结构模型的建立

    顶层结构模型的建立需要从产品整体布局考虑,通过选择合适的主控零件用其尺寸参数创建骨架模型,骨架模型控制装配结构和尺寸,创建后再参照骨架模型创建各级零部件,在装配体中零部件问的位置关系参照骨架模型并以其为设计规范自动进行装配,设计过程如图1所示。

    1

    图1 设计流程图

    2.3 各级装配结构设计信息的传递

    顶层结构的设计信息如重要的位置信息及空间信息通过复制几何特征的方法传递到下一层结构中,这样每个下层结构都包含有属于本层的相关装配信息,设计信息就这样一层又一层地传递下去,直至最低一层结构。设计人员根据每层装配信息开展相对独立的设计工作,不同的结构由不同的设计人员设计,使不同的结构得以同步进行设计。

    2.4 零部件的具体设计

    在CREO自顶向下设计中可以直接在组件状态中进行零部件设计,也允许修改已创建的零件。设计时可以用拉伸、旋转及扫描等命令来直接生成零件,也可以用合并、阵列及镜像等操作进行零件的复制,还可以用孔、壳及加强筋等命令来设计配合件。

    2.5 零部件修改的变更

    每当完成一个零部件的设计,CREO系统即可参照骨架模型传递下来的设计传信息将零部件自动装配在既定位置,不需要一个一个去装配,减少装配工作量。当有零件尺寸不符合设计意图出现错误时,可按照作为参考的骨架模型进行修改,完成后三维模型即时显示修改后的形状及位置。

    3 自顶向下设计实例

    本文所用的建模对象是某型号的垃圾转运站的压缩机,压缩机由机体、破碎板、挤压板、压缩板、锁钩及液压油缸等子组件组成。与传统自底向上设计零件不符合设计意图时需要进行一次甚至多次修改的方法相比,自顶向下的设计方法更加容易实现对产品的修改和重建,且可方便实现并行设计,大大减少修改工作量,提高设计效率。现结合垃圾压缩机总成的设计来表述CREO自顶向下设计方法的工作步骤。

    3.1 分析自顶向下设计的产品结构选择主控零件

    破碎板、挤压板、压缩板、锁钩及液压油缸等子组件通过销轴装配到机体相应的销轴孔上,彼此之间的间距由销轴孔距决定,而机体由左、右边板通过加强筋焊接成整体,左、右边板上的销轴孑L是相同的,孔中心线即是各子组件的装配轴线,根据分析结果将边板选为主控零件。

    3.2 建立顶级骨架模型

    建立顶级骨架模型的具体步骤如下:

    (1)在CREO环境下选择标准模板创建压缩机组件,开始进行三维建模;

    (2)在组件中创建骨架模型:在组件模块中,点击“组件模式下创建元件”,选择“骨架模型”进行创建;

    (3)打开骨架模型:选择骨架模型文件点击鼠标右健,选择下拉菜单中的“打开”选项;

    (4)绘制骨架模型:在出现的界面中选择标准坐标系绘制骨架图,如图2所示。

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    图2 主控零件骨架模型

    (5)发布几何:完成骨架模型后进行保存、发布几何。

责任编辑:张纯子
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