【正文】 但在分析各種分型面方案的優(yōu)缺點(diǎn)之后，也有可能需要重新調(diào)整澆注位置。在 “運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)”下拉菜單選擇恒定的，速度設(shè)置為 “ 800”， 如圖 所示 ，點(diǎn)擊 “應(yīng)用” 退出。因此，運(yùn)動(dòng)分析不能使用執(zhí)行電動(dòng)機(jī) ，也不必為機(jī)構(gòu)指定質(zhì)量屬性 [14]。無錫太湖學(xué) 院學(xué)士學(xué)位論文 24 3 動(dòng)態(tài)仿真 關(guān)于動(dòng)態(tài)仿真 動(dòng)態(tài)仿真的起源 仿真技術(shù)是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展的。如圖 所示 。 無錫太湖學(xué) 院學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 支架間孔的配對(duì) 圖 支架間銷的定位 孔中間插入零件支架銷 “ 11” 及桿 “ 12” 。方法和裝配后罩是一樣的只不過選擇的平面不同。最后以連續(xù)的方式實(shí)現(xiàn)虛擬裝配過程。完成草圖拉伸厚度 60mm。圓角象限點(diǎn)與前面后座主視圖圓角象限點(diǎn)連接。然后在圓柱中心位置打孔，點(diǎn)擊 ，孔直 徑 50，深度通透，選擇“點(diǎn)對(duì)點(diǎn) ” 定位，然后選中圓柱體邊緣線，得到扇葉中間的簡單孔。 由頂向下的設(shè)計(jì)方法是在零件設(shè)計(jì)的初期就考慮零件與零件之間的約束和定位關(guān)系，在完成產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)之后，再實(shí)現(xiàn)單個(gè)零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)。 裝配時(shí)的約束可分為兩大類，無連接接口約束和有連接接口約束。實(shí)體特征可以是正空間特征 (如銷的突出部分 ),也可以是負(fù)空間特征 (如面板上上的孔、槽等 )。（ 4）支架模塊。由此可見，電風(fēng)扇還有很大的發(fā)展空間。利用這種方法可以在實(shí)際生產(chǎn)前就采取預(yù)防措施，能夠使產(chǎn)品一次性制造成功，大大降低了生產(chǎn)成本縮短了開發(fā)周期，為企業(yè)提供了可行的方法和流程。利用裝配模塊創(chuàng)建的裝配信息可以方便地建立裝配圖，包括快速 地建立裝配圖剖視、爆炸圖等。 SolidWorks能夠提供不同 的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和裝配階段 ，一般采用二維制圖和三維造型。它的產(chǎn)生和不斷發(fā)展，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)、科 學(xué)研究等領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響。 UG 軟件具有很強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬產(chǎn)品裝配仿真、工程圖生成等功能。 70年代初出現(xiàn)了簡單的具有一定實(shí)用性的基于實(shí)體造 CAD/CAM系統(tǒng)，實(shí)體造型在理論研究方面也相應(yīng)取得了發(fā)展。 Pro/E 的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。 （ 1） CAD 模塊 實(shí)體建模是集成了基于約束的特征建模和顯性幾何建模兩種方法，提供符合建模的方案，使用戶能夠方便地建立二維和三維線框模型、 掃描和旋轉(zhuǎn)實(shí)體、布爾運(yùn)算及其表達(dá)式。其主要內(nèi)容包括： （ 1） 對(duì)電風(fēng)扇的基礎(chǔ)零件三維繪制； （ 2） 三維建模、裝配約束、干涉檢測(cè)及系統(tǒng)優(yōu)化等； （ 3） 對(duì)電風(fēng)扇進(jìn)行虛擬裝配及運(yùn)動(dòng)仿真； （ 4） 對(duì)虛擬裝配理論和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究； （ 5） 完成電風(fēng)扇扇葉的注塑模設(shè)計(jì)。 從功能上來看，現(xiàn)在大多數(shù)電風(fēng)扇的功能都比較單一，不能實(shí)現(xiàn) “一專多能” ，這樣往往會(huì)導(dǎo)致某些材料和空間的浪費(fèi)。 在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)客戶提供的相關(guān)參數(shù)及性能要求合理選擇材料及產(chǎn)品尺寸。同時(shí)為了安全起見，底座、面板部分要注意進(jìn)行邊倒角。零件的繪制尺寸一定要得當(dāng)才能完成虛擬裝配工作。 圖 由 底向上的裝配 設(shè)計(jì) 按照一般人的思維方式 ,通常的設(shè)計(jì)過程是：先需求分析、概念設(shè)計(jì)，再進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后試制修改。 裝配體 部件裝配體 部件裝配體 零件 零件 零件 零件 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 9 圖 新建對(duì)話框 電風(fēng)扇前罩的繪制主要運(yùn)用了拉伸，掃描（管道），陣列等建模思想進(jìn)行繪制。多個(gè)副本可用，如圖 ，份數(shù)為 2。在平面孔為圓心繪制半徑 50mm 圓形成閉合面，拉伸長度 25mm 如圖 所示，然后布爾求差進(jìn)行修剪體得到圖 。由于時(shí)間和篇幅的關(guān)系，在此不再贅述。 裝配 風(fēng)扇 本體 電風(fēng)扇的主體裝配將分為扇葉部分、支架部分、操作面板部分、底座部分的裝配工作，在這些工作完成以后，將其分別作為一個(gè)整體繼續(xù)整機(jī)裝配，這樣的操作比較有序，也不會(huì)感覺太復(fù)雜。 “ fan_shanye” 的裝配完成，如圖 是裝配完成的風(fēng)扇部分，將這一部分作為一個(gè)整體保存，為整機(jī)電風(fēng)扇的裝配提供方便。變換對(duì)話框中 ZX 修改為 30mm，確定即可。 前面的的簡單干涉可以對(duì)組件進(jìn)行一對(duì)一的干涉檢查，并能創(chuàng)建干涉實(shí)體，但是對(duì)于整機(jī)部件來說，一對(duì)一的檢查太耗費(fèi)時(shí)間，而且容易錯(cuò)漏，這時(shí)候就要用間隙分析這個(gè)功能進(jìn)行解決。 仿真技術(shù)的特點(diǎn)就是能如實(shí)的模仿客觀現(xiàn)實(shí)，對(duì)一些不規(guī)則零件尤其顯示出其特點(diǎn)。 點(diǎn)擊起始菜單下的運(yùn)動(dòng)仿真命令，鼠標(biāo)右擊 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器，在 “裝配導(dǎo)航器 ”中選擇“仿真 ” — “新建仿真” 。塑料 ABS 具有以下性能： （ 1）沖擊強(qiáng)度極好，耐磨性優(yōu)良，尺寸的穩(wěn)定性好。 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 31 扇葉注 塑模具結(jié)構(gòu)及工作原理 塑件采用注射成形方法。 圖 傳統(tǒng)方式的注塑模具設(shè)計(jì)過程 圖 基于 UG 的注塑模設(shè)計(jì)工程 分析制件、消化工藝資料 設(shè)計(jì)分型面 設(shè)計(jì)型腔數(shù)目與型腔布局 繪制模具裝配圖與零圖 設(shè)計(jì)成型零件結(jié)構(gòu)及尺寸 設(shè)計(jì)模具裝配結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng) 設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng) 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)形式及尺寸 Y 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng) 拆模，生成模具成型零件三維 模型 沖模仿真，生成模塑件三維模型 開模仿真及干涉檢測(cè) 定義模架并添加頂桿和冷卻水道 制作三維實(shí)體設(shè)計(jì) 用參考零件和工件建立模具裝配模型 設(shè)置收縮率 對(duì)參考零件進(jìn)行開模檢測(cè)和厚度檢測(cè) 修改參考零件 零件是否需要改動(dòng) N 設(shè)計(jì)分型面 添加其他標(biāo)準(zhǔn)件完成總裝配 生成二維工程圖 用塑料顧問進(jìn)行流動(dòng)及填充分析 無錫太湖學(xué) 院學(xué)士學(xué)位論文 30 注塑模具的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 扇葉材料的分析 風(fēng)扇為人們?nèi)粘Ｉ畛Ｓ闷?，需大批量生產(chǎn)，又與人們緊密接觸，所以扇葉的材料必須無毒無害，同時(shí)考慮沒有很高的強(qiáng)度要求，收縮率方面也無特殊要求，故選擇 ABS 材料進(jìn)行注塑生產(chǎn)。 電風(fēng)扇模擬仿真 在本文的風(fēng)扇 動(dòng)態(tài)仿真的設(shè)計(jì)中，主要模擬電風(fēng)扇葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)，并對(duì)電風(fēng)扇的葉片進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)動(dòng)分析 。從而可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行合理的運(yùn)動(dòng)分析，并提供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行探討分析和修改設(shè)計(jì)總體方案，并有利于產(chǎn)品二次開發(fā)和創(chuàng)新。 圖 電風(fēng)扇爆炸視圖 （二） 干涉檢查 干涉檢查在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常重要，運(yùn)用傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方法，檢查零件之間是否干涉難度較大，甚至只能在產(chǎn)品的裝配調(diào)試過程中才能發(fā)現(xiàn)，一旦有問題就要返修或者改進(jìn)設(shè)計(jì)，有時(shí)候造成無法更改的錯(cuò)誤，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的失敗。 圖 裝配完成的操作面板 繼續(xù)選擇添加現(xiàn)有組件命 令完成底座部分的裝配。散熱板 “ 7” 的裝配時(shí)選擇 “對(duì)齊” ，散熱板 “ 7”的弧面與后座內(nèi)面，應(yīng)用以后，散熱板并沒有裝在后座相應(yīng)位置。裝配思路一般有兩種：（ 1）由底向上裝配，這是傳統(tǒng)的裝配方法，先建立好裝配用到的所有零件，然后從小到大逐步完成。 圖 圓柱體創(chuàng)建 圖 操作面板 13 的抽殼 無錫太湖學(xué) 院學(xué)士學(xué)位論文 16 面板上、下孔直徑與上下連接桿配合，在剛才所畫圓柱體中心位置 如圖 所示 設(shè)置孔的直徑 25mm 深度 25mm。選擇拉伸命令長度 25mm 得到如 圖 所示實(shí)體。 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 11 圖 直紋面的生成 進(jìn)入草圖繪制 ，在 “ XCYC” 基準(zhǔn)面繪制直徑 60mm 的圓，完成草圖，對(duì)所畫圓進(jìn)行拉伸使得葉片在圓柱體中間位置 ,設(shè)置起始值 10 結(jié)束值 30，確定得到如圖 所示。 電風(fēng)扇罩的繪制 單擊 “ ” ，或者 “文件 ”下拉菜單里的 “新建” 會(huì)出現(xiàn)圖 所示的對(duì)話框，取名 “ 2” 。它的主要思路是先設(shè)計(jì)好各個(gè)零件，然后將這些零件拿到一起進(jìn)行裝配，如果在裝配過程中發(fā)現(xiàn)某個(gè)零件不符合要求，比如：零件與零件之間產(chǎn)生干涉、某一零件根本無法進(jìn)行安裝等，就要對(duì)零件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，重新裝配， 再 發(fā)現(xiàn)問題， 再 進(jìn)行修改，如此反復(fù) [6]。一般來說，基準(zhǔn)特征主要用于輔助三維模型的創(chuàng)建。操作面板分為 4 檔，有定時(shí)開關(guān)的旋鈕。這樣主次分明，先做什么后做什么問題就迎刃而解了。 除少數(shù)幾家工廠以外，大多數(shù)工廠均需要相當(dāng)數(shù)量的外購?fù)鈪f(xié)件，例如電鍍件、琴鍵開關(guān)、定時(shí)器、塑料件等。 MoldWizard為產(chǎn)品的分型、型腔、型芯、滑塊、嵌件、推桿、鑲塊、復(fù)雜型芯或型腔輪廓?jiǎng)?chuàng)建電火花加工的電極及模具的模架、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等提供了方便的設(shè)計(jì)途徑，最終可以生成與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的、可用于數(shù)控加工的三維模具模型。 它的 設(shè)計(jì)思想足夠靈活地支持多種離散方案 ， 因此軟件可對(duì)許多不同的應(yīng)用再利用 [2]。 Pro/E 第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。 （ 2） 曲面造型系統(tǒng) 法國達(dá)索飛機(jī)制造公司基貝塞爾算法，在上個(gè)世紀(jì) 70年代開發(fā)出以表面模型為特點(diǎn)的三維造型系統(tǒng) CATIA，從而標(biāo)志著 CAD技術(shù)突破了單純模仿工程圖紙三視圖的模式，首次實(shí)現(xiàn)完整描述產(chǎn)品零件的主要信息，使得 CAD技術(shù)有了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)的裝配設(shè)計(jì)相比，虛擬裝配技術(shù)能滿足并行工程的要求，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品可裝配的設(shè)計(jì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的問題，提高裝配質(zhì)量和裝配效果。在這種背景下， CAD技術(shù)得到迅速普及和極大發(fā)展。 常用三維造型軟件介紹 三維軟件技術(shù)經(jīng)過幾十多年的發(fā)展，每個(gè)時(shí)代都有流行的軟件滿足當(dāng)時(shí)的要求，隨著時(shí)間推移，技術(shù)的不斷革新，現(xiàn)在，工作站的微機(jī)平臺(tái) CAD/CAM 軟件已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀的商業(yè)化軟件。 UG軟件的介紹 UG NX 是 Unigraphics Solutions 公司推出的集 CAD/CAM/CAE 于一體的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，在汽車、交通、航空航天、日用消費(fèi)品、通用機(jī)械及電子工業(yè)等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了大規(guī)模的應(yīng)用。裝配建模的主模型可以在總裝配的上下文中設(shè)計(jì)和編輯，組件以邏輯對(duì)齊、貼合和偏移等方式被靈活地配對(duì)或定位。在這種情況下產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)虛擬制造技術(shù)，而虛擬裝配是計(jì)算機(jī) 虛擬 制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，是當(dāng)前裝配設(shè)計(jì)技術(shù)的一種嶄新的思路和方法，具有非常重要的研究價(jià)值。但是由于種種原因，仍有許多產(chǎn)品，設(shè)計(jì)和制造者面對(duì)的是實(shí)物樣件，為了適應(yīng)先進(jìn)制造的發(fā)展，需要通過一定途徑，將實(shí)物轉(zhuǎn)化為 CAD 模型，使之能利用 CAD/CAM 等先進(jìn)技術(shù)處理，這種從實(shí)物取樣再獲取三維模型的技術(shù)就是通常所說的“求反工程”（ Reserve Engineering）。（ 5）底座模塊，這一部分相對(duì)固定?；A(chǔ)特征是三維模型設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，包括拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征、掃描特征和混合特征等。扇葉部分和后座（里邊裝有電機(jī)轉(zhuǎn)軸，這里只是繪制模型，電機(jī)部分不作考慮）的裝配就要是有連接口的約束，因?yàn)橐錾热~轉(zhuǎn)動(dòng)的仿真。 由頂向下的設(shè)計(jì)過程能充分利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)良特性， 能最大限度地發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的潛力，最大限度地減少設(shè)計(jì)實(shí)施階段不必要的重復(fù)工作，使企業(yè)的人力、物力等資源得到充分的利用，大大地提高了設(shè)計(jì)效率，減少了新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研究 [7]。 找到 “投影” 命令 ，即 圖標(biāo)。 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 13 圖 后座主視圖草繪 選擇 “插入 偏置 /比例 抽殼” 選中拉伸圖形底面，如圖 所示，厚度為 。 圖 操作面板草圖 圖 拔模角對(duì)話框 以“ YCZC”為繪圖平面，建草圖，繪制半徑 500mm、 260mm 圓弧作為引導(dǎo)線，如圖 所示。 裝配的過程是應(yīng)用多個(gè)約束關(guān)系對(duì)自由度進(jìn)行限制的過程。如圖 所示。支架部分裝配完成。此時(shí)應(yīng)當(dāng)打開 “ 文件 ” — “ 裝配加載選項(xiàng) ” 。系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及仿真技術(shù)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具 [11]。如果伺服電動(dòng)機(jī)具有不連續(xù)輪廓，在運(yùn)行運(yùn)動(dòng)分析前軟件會(huì)嘗試使其輪廓連續(xù)，如果不能使其輪廓連續(xù)，則此伺服電機(jī)將不能用于分析。 如圖 圖 運(yùn)動(dòng)分析文件。另一方面考慮到澆注系統(tǒng)，有利于氣體的排出。 分型面的選擇 分型面是指上、下兩模芯互相接觸的表面，而分型面的設(shè)計(jì)在電風(fēng)扇葉的注塑模設(shè)計(jì)中是非常重要的。扇葉的轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)連桿繞固定機(jī)架上的一根軸旋轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)分析應(yīng)該在滿足伺服電動(dòng)機(jī)輪廓和接口連接、凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)、槽從動(dòng)機(jī)構(gòu)或者齒輪副連接的要求的情況下，模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 23 圖 干涉檢查 由分析結(jié)果可知，后座 “ 1” 與 扇葉“ 4” 之間狀態(tài)為 “ 接觸