基于ug的汽車制動(dòng)器三維裝配技術(shù)研究

基于ug的汽車制動(dòng)器三維裝配技術(shù)研究

1ug軟件應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè)的設(shè)計(jì)ug軟件是高端三維圖形軟件cae。它具有強(qiáng)大的建模、分析和加工功能。目前,該軟件已在我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)逐漸獲得推廣應(yīng)用。將UG軟件應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)分析和制造過(guò)程,可以改進(jìn)設(shè)計(jì)方法,提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,加快產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新。結(jié)合汽車鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì)研究實(shí)例,總結(jié)了應(yīng)用UG軟件建立制動(dòng)器三維模型和裝配模型的方法和技巧,以期為有效應(yīng)用該軟件提供參考。2建立三維模型汽車鼓式制動(dòng)器主要由制動(dòng)底板、制動(dòng)蹄、制動(dòng)蹄襯片、制動(dòng)凸輪、支架和回位彈簧組成。在由制動(dòng)器零件二維AutoCAD圖形建立三位實(shí)體模型時(shí),可以在UG中直接打開二維*.dwg文件,進(jìn)入建模模式,建立零件的三維模型,或由建模模式進(jìn)入到草圖界面,對(duì)已有的二維輪廓進(jìn)行約束,然后回到建模模式建立零件的三維模型。在建立零件三維實(shí)體模型時(shí),應(yīng)遵循下列基本原則和方法:(1)保證滿足模型質(zhì)量基本要求。即要保證模型的正確性、相關(guān)性、一致性、可編輯性和可靠性。(2)在建模之前,應(yīng)先作全局考慮,通過(guò)分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),確定合理的建模順序和建模方法;其次應(yīng)仔細(xì)檢查、核實(shí)零件尺寸,確保零件輪廓幾何關(guān)系明確,尺寸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。一般的建模順序是:先搭建建模環(huán)境,確定工作坐標(biāo)系位置,建立初始基準(zhǔn),然后創(chuàng)建模型的各個(gè)特征,各特征的建立順序應(yīng)盡可能與零件的加工順序相一致。(3)在建模過(guò)程中,應(yīng)注意靈活應(yīng)用基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)軸,靈活設(shè)置工作坐標(biāo)系的原點(diǎn)和方向輔助建模;可通過(guò)將二維AutoCAD視圖中的某些視圖旋轉(zhuǎn)900并移至主要視圖,形成空間互相垂直的三個(gè)平面內(nèi)的投影輪廓,然后通過(guò)延展、旋轉(zhuǎn)或掃描等操作形成三維實(shí)體;盡量避免產(chǎn)生“無(wú)參數(shù)”的實(shí)體,以免影響模型的可編輯性能;應(yīng)利用“分析”和“工具”中的有關(guān)功能及時(shí)檢查參數(shù),避免出錯(cuò);針對(duì)不同的工作階段,備份存儲(chǔ)相應(yīng)的文檔,以備文件丟失、損壞或需要返回操作時(shí),能調(diào)用相應(yīng)的文檔。2.1底板結(jié)構(gòu)及功能制動(dòng)底板的二維視圖如圖1所示。底板上部圓柱孔和凸緣用于安裝凸輪軸和支架,下部?jī)蓤A柱孔用于通過(guò)支承銷安裝兩制動(dòng)蹄,為實(shí)現(xiàn)連接和緊固,底板上設(shè)有光孔和螺紋孔。首先設(shè)置圖層、線型等,然后根據(jù)底板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn),以某一視圖為主,設(shè)置工作坐標(biāo)系,結(jié)合其他視圖,建立模型。在此,以主視圖為主,以底板后端面圓心點(diǎn)為原點(diǎn),建立工作坐標(biāo)系。首先利用平面輪廓線串,在不同位置沿厚度方向延伸,創(chuàng)建底板主體部分;然后創(chuàng)建圓柱型腔和孔特征;最后創(chuàng)建圓角、倒角、螺紋、修剪和陣列特征。制動(dòng)底板三維模型如圖2所示(圖中模型為帶表面邊緣線的模型,其他模型也采用此種顯示方式)。2.2停止身體、輪子和支架2.2.1創(chuàng)建準(zhǔn)平面、繪制圓通過(guò)各輪廓線串沿軸向延伸一定距離形成延展體,創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行布爾減操作,創(chuàng)建孔特征、倒圓、倒角、修剪和沿對(duì)稱面對(duì)已建立的一半實(shí)體進(jìn)行境像創(chuàng)建。其中,在柱面上創(chuàng)建孔時(shí),可先建一基準(zhǔn)平面,或通過(guò)移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)在指定方位建立工作坐標(biāo)系,然后在基準(zhǔn)平面或坐標(biāo)平面內(nèi)繪制圓,通過(guò)延伸形成工具體,由目標(biāo)體和工具體進(jìn)行布爾減生成。制動(dòng)蹄三維模型如圖3所示。2.2.2旋轉(zhuǎn)生成旋轉(zhuǎn)體利用凸輪輪廓沿軸向延伸生成延展體,軸輪廓繞軸線旋轉(zhuǎn)生成旋轉(zhuǎn)體,花鍵部分?jǐn)嗝孑喞剌S向延伸和沿過(guò)渡部分引導(dǎo)線掃描生成延展和掃描工具體,并與目標(biāo)體進(jìn)行布爾減等操作創(chuàng)建。凸輪軸三維模型如圖4所示。2.2.3延遲體的生成以主視圖為主,將其他有關(guān)視圖轉(zhuǎn)動(dòng)900,并移到主視圖上正確位置,通過(guò)延伸各輪廓線串生成延展體。對(duì)于筋板,要利用曲線組合投影法生成其表面輪廓空間曲線,由空間曲線創(chuàng)建筋板表面,通過(guò)延伸其二維輪廓線串到表面生成筋板。支架三維模型如圖5所示。2.3維彈性化掃描體創(chuàng)建回位彈簧由中間的彈簧主體部分、兩端的鉤環(huán)和連接彈簧主體與鉤環(huán)的過(guò)渡部分組成。彈簧按裝配狀態(tài)即伸展?fàn)顟B(tài)建模。先繪制主體部分螺旋曲線,然后通過(guò)將彈簧截面圓廓沿螺旋線掃描形成彈簧主體部分。過(guò)渡部分中心線為空間曲線,利用其在二維視圖平面中的兩投影曲線進(jìn)行組合投影,可以建立實(shí)際空間曲線,彈簧截面圓廓沿中心線掃描生成過(guò)渡部分。其余部分也是通過(guò)圓廓沿中心線掃描形成掃描體創(chuàng)建?；匚粡椈扇S模型如圖6所示。3對(duì)組件裝配過(guò)程中的約束關(guān)系和裝配模型的建立在建立了所有零件的三維模型后,需要將零件裝配起來(lái)。通過(guò)裝配可以發(fā)現(xiàn)零件尺寸及零件間關(guān)系是否正確,還可以進(jìn)行其他操作。UG的裝配模塊采用了虛擬裝配技術(shù),可以把各個(gè)零件和子裝配的信息關(guān)聯(lián)在一起,當(dāng)零件修改時(shí),裝配模型可以自動(dòng)更新。UG虛擬裝配設(shè)計(jì)有自底向上和自頂向下設(shè)計(jì)兩種,采用自底向上設(shè)計(jì)方法。進(jìn)入裝配模式,新建一個(gè)裝配部件,然后將已設(shè)計(jì)好的零件模型添加到裝配中,使其成為裝配部件的一個(gè)組件。在裝配過(guò)程中,可以建立約束關(guān)系,將零件一次加入到裝配組件中正確的位置,也可以采用重新定位方式,先將零件添加到參考點(diǎn),然后再重新定位到正確位置。在建立裝配模型時(shí),應(yīng)遵循如下基本原則:(1)按零件的實(shí)際安轉(zhuǎn)順序進(jìn)行裝配;(2)避免出現(xiàn)過(guò)約束和零件間交叉約束現(xiàn)象;(3)如果同一零件要裝到裝配部件的不同部位時(shí),可將其存為不同的文件名,然后裝配。制動(dòng)器主要零部件的裝配順序是:將滾輪裝入蹄鐵,裝滾輪軸和卡環(huán),將掛簧柱裝入蹄鐵,裝彈簧墊圈和螺母,裝摩擦襯片和鉚釘,裝蹄鐵襯套,生成左蹄鐵總成;將裝配好的總成鏡像,生成右蹄鐵總成;將底板襯套裝入底板,將O型圈裝入底板軸孔適當(dāng)位置;將左蹄鐵總成裝入底板,裝支承銷和緊定螺釘,按同樣方法安裝右蹄鐵總成;將防塵罩裝到底板適當(dāng)位置,裝螺栓、彈簧墊圈和螺母;將支架襯套裝入支架軸孔,將O型圈裝入軸孔適當(dāng)位置,將支架裝到底板上,裝聯(lián)接螺柱、簧墊圈和螺母;將凸輪軸裝入底板軸孔和支架軸孔。制動(dòng)蹄裝配模型和制動(dòng)器裝配模型分別如圖7和圖8所示。建立鼓式制動(dòng)器三維實(shí)體模型和裝配模型,是對(duì)制動(dòng)器