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基于UF/CAD技術(shù)的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)
2012-12-13 08:59:40   作者:   來源:   評(píng)論:0 點(diǎn)擊:

    UG軟件是美國(guó)UnigraphicsSolution公司(簡(jiǎn)稱UGS)開發(fā)的、世界最著名的通用大型CAD/CAM/CAE系統(tǒng)。UG于九十年代進(jìn)入我國(guó),已廣泛應(yīng)用于航空、汽車、機(jī)械等領(lǐng)域,并發(fā)揮著越來越重要的作用。UG三維建模方法打破了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的局限性,使設(shè)計(jì)人員在方案設(shè)計(jì)階段就能在計(jì)算機(jī)上看到產(chǎn)品的三維立體圖像,完成對(duì)產(chǎn)品的虛擬制造、可以最大限度地減少設(shè)計(jì)失誤,避免設(shè)計(jì)、加工過程中的浪費(fèi)和損失,降低成本縮短設(shè)計(jì)周期,提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。UG在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域已有許多成功的應(yīng)用實(shí)例,如用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、軋鋼設(shè)備、起重設(shè)備、挖掘設(shè)備方面的新產(chǎn)品開發(fā)。但是在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方面,UG的應(yīng)用尚處于起步階段。本文介紹UG實(shí)體建模、虛擬裝配與工程制圖方法,使廣大包裝工程技術(shù)人員了解UG軟件,掌握UG/CAD技術(shù),提高包裝機(jī)械設(shè)計(jì)水平,適應(yīng)包裝機(jī)械迅速發(fā)展的需要。
    UG實(shí)體建模模塊(Modeling……)提供了能滿足多種設(shè)計(jì)需求的正確建模工具:
    (1)可進(jìn)行實(shí)體、表面、特征、自由曲面、線框和參數(shù)化建模等;
    (2)支持和建立編輯孔、槽、型腔、圓柱、體、塊、球體、管、桿、倒圓和倒角等各種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)特征;
    (3)可將實(shí)體鏤空變成薄壁件;
    (4)既可以先畫草圖,根據(jù)特定要求生成參數(shù)化的實(shí)體模型,又可根據(jù)產(chǎn)品的特征直接進(jìn)行實(shí)體建模。
    實(shí)體建模是UG設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)。實(shí)體模型又稱主模型,UG虛擬裝配、工程制圖、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、有限元分析、編制加工程序等均須直接應(yīng)用已建立的主模型。如在UG機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模塊中直接應(yīng)用主模型進(jìn)行二維或三維機(jī)械系統(tǒng)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分析和設(shè)計(jì)仿真,并可完成大量的裝配分析工作,如最小距離、干涉檢查、反作用力、圖解合成位移、速度和加速度、繪制運(yùn)動(dòng)軌跡包絡(luò)等。
    2  虛擬裝配
  在許多CAD/CAM中,裝配構(gòu)架有兩種截然不同的類型:多零件方法和虛擬裝配方法。多零件裝配方法須把所有的零件數(shù)據(jù)拷貝進(jìn)裝配文件中,而這樣形成的裝配是非智能化的,而且必須用許多內(nèi)存來存儲(chǔ)組成這個(gè)裝配件的所有零件。UG裝配模塊(Assembies)使用指針鏈接零件而不是拷貝零件實(shí)現(xiàn)虛假裝配,具有以下特點(diǎn):
  (1)裝配的內(nèi)存需求減少
 。2)因?yàn)椴恍枰庉嫽編缀误w,裝配的顯示被簡(jiǎn)化;
  (3)如果組成裝配的零件有所改變,則裝配會(huì)自動(dòng)更新;
 。4)參與虛擬裝配的各零部件配對(duì)或定位靈活,并一直保持其相關(guān)性;
 。5)可定義一個(gè)裝配中部件之間的位置關(guān)系;
  (6)二維繪圖、加工等能使用主數(shù)據(jù),但不能更改主數(shù)據(jù);
 。7)UG裝配建模方法是并行的、自頂向下或自底向上的建模方法。
   運(yùn)用UG虛擬裝配技術(shù)進(jìn)行裝配建模,可以及時(shí)檢查裝配模型是否存在設(shè)計(jì)尺寸干涉,為將來實(shí)際裝配的順利進(jìn)行提供可靠保證。由此所產(chǎn)生的裝配信息可以方便地繪制裝配圖,并能快速生成裝配分解圖,節(jié)省繪制裝配圖和零件圖的時(shí)間和成本。
  3 工程制圖
  UG工程制圖模塊(Drafting)具有以下功能:
 。1)圖樣與設(shè)計(jì)模型完全關(guān)聯(lián);
 。2)能創(chuàng)建與模型完全關(guān)聯(lián)的實(shí)體剖視圖;
 。3)能自動(dòng)生成實(shí)體模型中隱藏線顯示特征;
 。4)可用相同的對(duì)話框創(chuàng)建和編輯大多數(shù)制圖對(duì)象。
  利用UG工程制圖模塊,可方便地得到與實(shí)體模型協(xié)調(diào)一致的二維工程圖。
  當(dāng)實(shí)體模型改變時(shí),工程圖尺寸會(huì)同步自動(dòng)更新,減少因模型改變二維圖更新所需時(shí)間,可以從根本上杜絕傳統(tǒng)的二維工程圖設(shè)計(jì)中尺寸矛盾、丟線等覺錯(cuò)誤,從而保證二維工程圖的正確無誤。
  4 UG軟件在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景探析
  我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)自九十年代以來發(fā)展迅速,目前已成為機(jī)械工業(yè)的重要組成部分。
 。1)包裝機(jī)械種類繁多,更新?lián)Q代快。如可分類為包裝制品加工機(jī)械、包裝容器加工機(jī)械、直接包裝機(jī)械、包裝裝潢印刷機(jī)械及其它,每大類又可分若干小類。隨著包裝制品(如紙包裝、塑料包裝、玻璃包裝、金屬包裝)材料、結(jié)構(gòu)與造型、裝潢的不斷創(chuàng)新的以及人們對(duì)包裝美的追求,帶動(dòng)了包裝機(jī)械行業(yè)的迅速發(fā)展。因而包裝機(jī)械更新?lián)Q代之迅速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其它機(jī)械行業(yè)。
  (2)包裝機(jī)械產(chǎn)品中,機(jī)電一體化技術(shù)、微機(jī)應(yīng)用技術(shù)、熱管技術(shù)等高新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,而相應(yīng)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)(CAD/CAM/CAE)則較為落后。目前,二維 CAD在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用較多,而三維CAD的應(yīng)用尚處于起步階段。因此應(yīng)大力推廣三維CAD的應(yīng)用,以提高設(shè)計(jì)水平,滿足包裝機(jī)械新產(chǎn)品開發(fā)的需要。
  (3)包裝機(jī)械中機(jī)構(gòu)多而且運(yùn)動(dòng)復(fù)雜。如一臺(tái)包裝機(jī)中就有可能同時(shí)存在四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)械、齒輪機(jī)構(gòu)或它們的組合形式,利用UG軟件進(jìn)行裝配建模,可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的相干尺寸。此外利用UG軟件還可進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真、有限元分析及優(yōu)化,檢查機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中是否會(huì)發(fā)生碰撞干涉,為確定合理設(shè)計(jì)方案提供理論依據(jù)。
  將UG應(yīng)用于包裝機(jī)械設(shè)計(jì),它所賦予的是一種全新的設(shè)計(jì)方式,它不僅突破了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的局限性,更好地體現(xiàn)、驗(yàn)證、豐富、完善設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖,而且可以早在產(chǎn)品投標(biāo)報(bào)價(jià)之時(shí),就將未來產(chǎn)品的外觀、造型、技術(shù)性能及特點(diǎn)介紹給用戶,使產(chǎn)品更具有競(jìng)爭(zhēng)力。鑒于包裝機(jī)械的諸多特點(diǎn)以及UG三維設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)越性,可以預(yù)期UG軟件在該領(lǐng)域中將有著廣闊的應(yīng)用前景。

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