二通插裝閥集成塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)

二通插裝閥集成塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)

維液壓集成塊二通插銷控制技術(shù)是一種集成導(dǎo)向控制、主插銷連接和支持的社會(huì)化幅度大、標(biāo)準(zhǔn)化的能源控制元件和技術(shù)。經(jīng)過20多年的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,我國(guó)的插裝件先導(dǎo)控制蓋板都已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化,安裝孔亦已符合DIN24342/ISO7368/GB2877。因此,基于標(biāo)準(zhǔn)閥孔的二通插裝閥集成塊更加利于實(shí)現(xiàn)多樣化模塊化與集成化。液壓集成塊的諸多優(yōu)點(diǎn)已為眾多工程技術(shù)人員所熟知,隨著3D軟件的普及應(yīng)用,液壓集成塊的設(shè)計(jì)也從2D轉(zhuǎn)到3D設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)效率得到了大大提高,從而減輕了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。將較為復(fù)雜的液壓原理按照其功能體現(xiàn)在集成塊上,并要求達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì),使其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、緊湊,布置更加合理。液壓集成塊實(shí)體是一三維六面體。下面就以利用SolidWorks3D軟件進(jìn)行二通插裝閥集成塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)為例來(lái)做一介紹。1裝配型企業(yè)設(shè)計(jì)及配套設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)SolidWorks是美國(guó)SolidWorks公司開發(fā)的大型通用三維機(jī)械CAD平臺(tái),它是基于Windows下的一種具有強(qiáng)大三維建模功能與工程圖繪制以及實(shí)物渲染功能的計(jì)算機(jī)軟件。該軟件以其強(qiáng)大的基于特征的實(shí)體建模功能以及零件與裝配的控制功能,通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級(jí)抽殼、特征陣列以及打孔等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的設(shè)計(jì);可以對(duì)特征和草圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改;借助零件和裝配體的配置不僅可以利用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)來(lái)建立企業(yè)的產(chǎn)品庫(kù),而且解決了系列產(chǎn)品的設(shè)計(jì)問題;具有同心、重合、距離、角度、相切等關(guān)系的豐富多樣的裝配約束;可以實(shí)現(xiàn)智能化裝配,而且裝配體操作非常簡(jiǎn)便、高效;可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)裝配干涉檢查和間隙檢測(cè),以及靜態(tài)干涉檢查。2利用塊的三維設(shè)計(jì)過程集成塊產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程一般從液壓閥布局開始,進(jìn)行油路連通設(shè)計(jì)、連通關(guān)系和壁厚校核以及二維工程圖輸出。其設(shè)計(jì)流程見圖1。2.1確定插裝閥的位置和位置因其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn),二通插裝閥的功能在集成塊的設(shè)計(jì)中比較容易實(shí)現(xiàn),而且具有一定的規(guī)律性;對(duì)于插裝閥閥塊的設(shè)計(jì),首先需要明確用戶的要求,大致確定出油口的位置。然后,根據(jù)原理圖對(duì)插裝閥塊進(jìn)行合理的布置。其中,先要安排好通徑較大、與主油路關(guān)系密切的閥;對(duì)于小通徑的閥,可根據(jù)油路的要求同時(shí)考慮方便控制油路而就近擺放;可計(jì)算出閥塊的大致外形尺寸,以便為集成塊的設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù),并為優(yōu)化空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。2.2閥架油連接設(shè)計(jì)12啟動(dòng)能源代理數(shù)據(jù)庫(kù)2液壓閥的孔①連通孔道間的關(guān)系必須滿足原理圖中規(guī)定的要求,且無(wú)關(guān)連孔的間距要大于依據(jù)材料和壓力所確定的最小壁厚;②先配置大流量孔,大流量孔的長(zhǎng)度要盡可能短,以便減小液阻和加工難度,同時(shí)連通孔數(shù)也要盡量少;③盡量避免采用斜孔;④在保證實(shí)際安裝拆卸的可操作性的同時(shí),液壓閥之間絕對(duì)不能存在相互干涉。閥體的三維模型可通過建模來(lái)確定。先在集成塊體上創(chuàng)建各閥的特征,再?gòu)拈y孔庫(kù)中調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)閥孔,而后按照設(shè)計(jì)要求確定連通孔孔徑和長(zhǎng)度,實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)上述程序可反復(fù)操作。按照原理圖上的工藝要求,并根據(jù)圖中所指定的液壓閥油孔之間的連通關(guān)系,從進(jìn)油口開始將所有該連通的油孔一一相互連通?？滋卣鞯膭?chuàng)建完成之后,在保證液壓元件和附件的布置空間以及滿足閥體強(qiáng)度要求的前條下,盡可能縮小集成塊的外形尺寸和減輕閥塊的重量,從而體現(xiàn)“小而精”的特色,實(shí)現(xiàn)綠色設(shè)計(jì)。2.3孔間的相互干涉用SolidWorks軟件建立的三維實(shí)體猶如一個(gè)逼真的零件,可以方便而直觀地檢查其上的油孔與油孔之間的連通關(guān)系是否符合原理圖的邏輯要求,各安裝孔的位置是否符合安裝規(guī)定,孔與孔之間是否存在相互干涉。校核過程中,還可以利用該軟件的下述顯示功能:1)將實(shí)體屬性改為透明,并且讓應(yīng)該相通的孔變?yōu)橥活伾珜傩?以便有助于校核孔與孔的連通情況;2)隱藏或關(guān)閉不需要的特征,使之不在零件模型里顯示,以突顯需要校核的孔隙線條;3)采用剖面視圖的方法切掉遮擋視線的部分,以便直觀地顯示閥體內(nèi)部的孔道走向;4)檢測(cè)孔與孔的三維空間距離,如發(fā)現(xiàn)不滿足要求或孔距過近,可適當(dāng)調(diào)整各個(gè)閥位置,直到滿意為止。鑒于各個(gè)閥的安裝孔均屬庫(kù)特征,閥的定位尺寸改變的話,隨之閥孔的螺釘孔和其它孔也要同步移動(dòng),以保持原有的關(guān)系。2.4液壓集成塊的設(shè)計(jì)與校核將閥體和液壓元件從庫(kù)中調(diào)到裝配環(huán)境中,按約束條件將閥放至相應(yīng)的位置進(jìn)行“安裝”,以生成一個(gè)逼真的虛擬裝配結(jié)構(gòu)。在“安裝”過程中,可同時(shí)檢查設(shè)計(jì)的正確性。由于裝配圖和零件圖是相互關(guān)聯(lián)的,修改一個(gè)則另一個(gè)也將同時(shí)得到修改。另外,通過虛擬裝配還可使以下幾個(gè)方面得到校核:1)元件之間是否存在干涉;2)分析設(shè)計(jì)的合理性,以便真正達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)。液壓集成塊整體虛擬裝配完畢后,經(jīng)審核無(wú)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤就可利用SolidWorks軟件自動(dòng)生成二維工程圖紙,二維工程圖紙可以根據(jù)加工工藝的要求進(jìn)行直接改動(dòng)。由于Solidworks軟件具有單一數(shù)據(jù)庫(kù)以及全相關(guān)性的特點(diǎn),故三維立體圖也會(huì)相應(yīng)的改動(dòng),以便進(jìn)一步驗(yàn)證改動(dòng)的合理性。同時(shí),可以把集成塊三維立體圖存入設(shè)計(jì)庫(kù)中。2.5插裝閥塊的設(shè)計(jì)315T四柱液壓機(jī)是用于產(chǎn)品的成型壓制、拉伸、翻邊等的設(shè)備,它的控制系統(tǒng)主要由主缸和頂出缸組成;其工作壓力為20MPa,流量為100L/min;根據(jù)其控制功能的要求,系統(tǒng)采用插裝閥結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)圖2所示的工作原理圖可設(shè)計(jì)出如圖3所示的集成塊。其中,閥塊的剖面如圖4所示,閥塊的透視線框模型見圖3。插裝閥的數(shù)量共計(jì)9臺(tái),閥塊的外形設(shè)計(jì)尺寸為160mm×160mm×410mm,重量82kg,孔的數(shù)量150個(gè)。此閥塊若采用二維軟件來(lái)設(shè)計(jì),至少需要24個(gè)小時(shí)。而在閥孔庫(kù)和元件外形庫(kù)建全的情況下,利用SolidWorks僅需10個(gè)小時(shí),時(shí)間縮短了2倍之多。由此可見,設(shè)計(jì)效率得到了極大的提高?？筛鶕?jù)圖5所示系統(tǒng)裝配透視圖校核各個(gè)閥之間是否存在相互干涉,拆裝是否方便等。《閥孔庫(kù)和相互通插裝閥的孔道網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)》圖7SolidWorks軟件的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)體模型的全方位觀察,使閥體孔系變得一目了然,便于設(shè)計(jì)者及時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)、修改、分析,以對(duì)集成塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,從而大大提高了二通插裝閥集成塊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率,為加快企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新,縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,最大可能地滿足市場(chǎng)需求提供了可靠的保障。其中也包括閥孔庫(kù)和元件外形庫(kù)的建立。依據(jù)工作原理圖中所要求的閥規(guī)格,首先查看預(yù)先設(shè)計(jì)的閥孔庫(kù)與外形庫(kù)中是否已存在,若沒有就需繪制并將其加入上述庫(kù)中。閥體的創(chuàng)建主要指孔特征的創(chuàng)建,各種孔特征的創(chuàng)建都可以先通過創(chuàng)建該孔庫(kù),