【正文】 ” ，因?yàn)樯热~需要旋轉(zhuǎn)，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中保留了扇葉旋轉(zhuǎn)的自由度。新建文件名為 “ fan” 的組件文件。 圖 支架與銷的裝配 然后點(diǎn) ，選中銷的外圓柱面與支架孔內(nèi)表面，點(diǎn)擊確定。 圖 后座與扇罩的裝配 在出現(xiàn)的添加現(xiàn)有組件對(duì)話框中將定位方式由絕對(duì)改為配對(duì)，圖層選項(xiàng)不變，點(diǎn)擊確無(wú)錫太湖學(xué) 院學(xué)士學(xué)位論文 18 定 。 虛擬裝配實(shí)際上是在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行裝配的過(guò)程，如何有效地模擬實(shí)際裝配過(guò)程是虛擬裝配的目的。操作面板的繪制主要涉及拉伸、修剪體、投影、偏移、 抽 殼 、掃略 等命令。 “ XCYC” 基 準(zhǔn)平面沿 “ ZC” 方向偏置 100mm。 圖 繪制完成的風(fēng)扇罩 2 無(wú)錫太湖學(xué) 院學(xué)士學(xué)位論文 10 電風(fēng)扇葉的 繪制 扇葉文件名 “ 4” 。把關(guān)鍵信息放在一個(gè)中心位置，在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)捕捉中心位 置的信息傳遞到較低級(jí)別的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，如果改變這些信息將自動(dòng)更新整個(gè)系統(tǒng)。它可以改變傳統(tǒng)裝配中的如下不足： （ 1） 傳統(tǒng)裝配必須等零件全部加工完成之后才能進(jìn)行裝配； （ 2） 傳統(tǒng)裝配不能體現(xiàn)并行設(shè)計(jì)思想； （ 3） 傳統(tǒng)裝配一般要反復(fù)修改，進(jìn)行多次試裝配，使得產(chǎn)品周期長(zhǎng)，成本高，不能適應(yīng)當(dāng)前制造的需要。 電風(fēng)扇的建模設(shè)計(jì)總體上來(lái)說(shuō)是使用了由頂而下的產(chǎn)品設(shè) 計(jì)方法，設(shè)計(jì)中將運(yùn)用拉伸、掃描、抽殼、偏移、陣列，進(jìn)行電風(fēng)扇各個(gè)部件的設(shè)計(jì) 以及 曲面建模，偏移，修剪實(shí)體等復(fù)雜的建模方法。（ 2）操作面板模塊，這個(gè)是根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行確定，比如會(huì) 4 檔變速，有 “搖頭” 、 “定時(shí)” 旋鈕開關(guān)。 我們知道電風(fēng)扇和空調(diào)相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，它比空調(diào)的耗能要小，特別是隨著國(guó)際能源短缺和人們節(jié)能觀念的深入，電風(fēng)扇更受重視。 快速、高質(zhì)量的進(jìn)行產(chǎn)品零件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)是快速制造的基礎(chǔ)。 UG 工程制圖模塊是以實(shí)體模型自動(dòng)生成平面工程圖，也可以利用曲線功能繪制平面工程圖。 Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 三維 CAD系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型，它所表達(dá)的幾何信息越來(lái)越完整和準(zhǔn)確，解決問(wèn)題的范圍越來(lái)越廣三維模型包含了更多的實(shí)際結(jié)構(gòu)特征，通過(guò)賦予零部件一定的物理屬性，就可以進(jìn)行產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析和各種 物性計(jì)算，并為后續(xù)設(shè)計(jì)制造模塊應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，使用戶在采用三維 CAD造型工具進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就能反映實(shí)際產(chǎn)品的構(gòu)造或者加工制造過(guò)程，成為實(shí)現(xiàn) CAD/CAE/CAPP/CAM集成的基礎(chǔ)。 simulation assembly。并對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的虛擬設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的差異、優(yōu)越性進(jìn)行了比對(duì)。它帶來(lái)算法改進(jìn)和未來(lái)發(fā)展的希望，同時(shí)也帶來(lái)了數(shù)據(jù)計(jì)算量的急速膨脹。 （ 2） Solidworks 軟件 SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技術(shù)副總裁與 CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸塞州的康克爾郡（ Concord,Massachusetts）內(nèi)，當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 UG 特征建模模塊提供了對(duì)建立和編輯標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特征的支持。 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的大環(huán)境形成，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越演越烈， 國(guó)內(nèi)許多企業(yè)正在面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，特別是經(jīng)濟(jì)危機(jī)以后，企業(yè)更多的在積極主動(dòng)的采用 先進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)方式，增強(qiáng)自身在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的應(yīng)變能力和生存能力。在市場(chǎng)發(fā)展越來(lái)越成熟的今天，電風(fēng)扇產(chǎn)品所涉及的學(xué)科和工業(yè)門類眾多，用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法很難達(dá)到。因?yàn)橹饕?UG 進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，材料的選擇不加詳細(xì)介紹。在整體尺寸大致確定以后，選擇合理的造型方法也是相當(dāng)困難的。傳統(tǒng)制造理論認(rèn)為，裝配應(yīng)該是整個(gè)制造過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，就是按規(guī)定的技術(shù)要求，將零件、組件和部件進(jìn)行裝配和聯(lián)接，使之成為半成品和成品的工藝過(guò)程 [4]。如圖 。 圖 草繪圖 圖 掃描（管道）對(duì)話框 最后進(jìn)行陣列工具，右擊需要陣列的工具欄會(huì)出現(xiàn)（陣列）工具選擇中心軸然后對(duì)象選擇為剛才所繪連續(xù)線段，環(huán)形陣列半徑 200 起始角 0 角度增量 360176。如圖 是基本制好的電風(fēng)扇葉，為了便于觀察美觀 ， 將不需要的線條，曲面隱藏即可。 另一支架 “ 10” 繪制相對(duì)簡(jiǎn)單，在 “ XZYZ” 平面繪制草圖，兩豎直邊倒圓角半徑 10mm如圖 所示。 圖 繪制完成的的前墊片 3 圖 繪制完成的前罩擋板 6 圖 繪制完成的后座散熱孔 7 圖 繪制完成的鎖緊套 18 圖 繪制完成的琴鍵開關(guān) 16 圖 繪制完成的底座 21 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 17 電風(fēng)扇的裝配體建模及爆炸圖 任何一臺(tái)機(jī)械，都是由很多零件以及部件組成。 第一步 選擇 新建命令輸入文件名稱點(diǎn)擊確定，選擇 “ 裝配 ” —“ 組件 ” —“ 添加現(xiàn)有組件 ” 命令，出現(xiàn)選擇部件對(duì)話框。選擇 添加現(xiàn)有組件命令，出現(xiàn)選擇部件對(duì)話框。 裝配好的電風(fēng)扇底座如圖 所示。 在 “裝配” — “組件” — “間隙檢查” ，彈出對(duì)話框后選擇所有組件，在干涉檢查對(duì)話框中分析組件。 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 25 電風(fēng)扇的動(dòng)態(tài)仿真 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真 運(yùn)動(dòng)仿真是 UG/CAE（ Computer Aided Engineering） 模塊中的 重要組成 部分 ， 它能對(duì)任何二維或三 維機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力分析和設(shè)計(jì)仿真。 在建立了一個(gè)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景和設(shè)置了連桿特性后，可以開始進(jìn)行運(yùn)動(dòng)副創(chuàng)建的操作 。在 40℃ 時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在 40℃ 到 85℃ 的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。 因此我們采用扇葉邊緣及中心轉(zhuǎn)軸的表面如圖 。 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 29 4 電風(fēng)扇葉注塑模設(shè)計(jì) 注塑模設(shè)計(jì)的 基本流程 傳統(tǒng)方法的注塑模設(shè)計(jì)是在二維環(huán)境下進(jìn)行，從圖 中可以看出，傳統(tǒng)的模具制造工藝路線只是典型的串行流程，任何其中一部分沒(méi)有完成都會(huì)影響下面的工作，相互之間的制約性太大，這樣的結(jié)果就是生產(chǎn)周期的延長(zhǎng)，人工進(jìn)行的工作量非常大，而且做工粗糙、精度不高，在 CAD/CAM 技術(shù)高速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)方法終將被取而代之。通過(guò)對(duì) 這個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)或動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)分析就以驗(yàn)證該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，并且可以利用圖形輸出各個(gè)部件的位移、坐標(biāo)、加速度、速度和力的變化情況，對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。仿真技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)時(shí)期，根據(jù)仿真模型及實(shí)現(xiàn)方式的不同，如圖 、模型仿真、混合仿真、數(shù)字仿真和基于圖形工作站的三維可視交互仿真等從實(shí)物到計(jì)算機(jī)仿真的這樣五個(gè)階段 [12]。 在編輯爆炸視圖對(duì)話框中，點(diǎn) “選擇對(duì)象” ，選中需要移動(dòng)的零部件，然后單擊 “移動(dòng)對(duì)象”等選項(xiàng)組來(lái)調(diào)整爆炸 圖中元件的位置，得到滿意位置后，點(diǎn)擊 “確定” 按鈕。操作面板部分包括 “ 13” 面板、 “ 14” 旋鈕、 “ 15” 墊板、“ 16” 琴鍵開關(guān)、 “ 17” 桿。文件 名為 “ 5” 的前罩， “配對(duì) — 平面對(duì)平面” ，選中前罩與后罩需要對(duì)接的面即可。屏幕上能看到的所有部件都是顯示部件，而工作部件只有一個(gè)，只有工作部件可以進(jìn)行編輯修改工作。 然后由于設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮實(shí)際運(yùn)作中面板中間要排布電線電路板之類的，所以在這里將操作面板進(jìn)行抽殼命令，厚度為 。 圖 繪制好的后座 無(wú)錫太湖學(xué) 院學(xué)士學(xué)位論文 14 電風(fēng)扇 支架部分 的 繪制 新建文件名 “ 8” ?！熬W(wǎng)絡(luò)曲面 — 直紋面”將 投影得到的曲線生成直紋面，如圖 所示。本章節(jié)的建模設(shè)計(jì)并非實(shí)際設(shè)計(jì)先后順序。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的過(guò)程中是一個(gè)復(fù)雜的創(chuàng)造性活動(dòng)，產(chǎn)品的內(nèi)的質(zhì)量和生產(chǎn)總成本從根本上來(lái)講由產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 決定。本論文的曲面主要是通過(guò)網(wǎng)格曲面創(chuàng)建，或者用藝術(shù)線條創(chuàng)建直紋面，然后片體加厚形成。扇葉部分用注塑成型，厚度 ~2mm。 分清哪些是基本特征（如配合面，保證產(chǎn)品外形輪廓的特征），哪些是構(gòu)造特征（如面和面之間的過(guò)渡、凹槽、倒圓、倒角等）。 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 5 2 基于 UG的風(fēng)扇設(shè)計(jì) 電風(fēng)扇的發(fā)展現(xiàn)狀 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)電風(fēng)扇行業(yè)發(fā)展很快，但是由于各地設(shè)備情況、管理水平不同，產(chǎn)品質(zhì)量也有很大的差別 。同時(shí)又提供了制造資源管理系統(tǒng)、切削仿真、圖形刀軌編輯器、機(jī)床仿真等加工或輔助加工。 基于 UG 的家電造型設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真 3 UG 的開發(fā)始于 1969 年，它是基于 C 語(yǔ)言開發(fā)實(shí)現(xiàn)的。 1988 年， 的 Pro/ENGINEER 誕生了。經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展， CAD/CAM技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，而三維CAD技術(shù)到目前為止共經(jīng)歷了 4次大的技術(shù)革新。 III 摘 要 面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，制造業(yè)必須加速產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)程，縮短設(shè)計(jì)開發(fā)周期。 CAD技術(shù)從最初的工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域已滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹拿總€(gè)角落，從機(jī)械、電子、建筑、教學(xué)、管理等，可以說(shuō)無(wú)數(shù)不包。 （ 1） Pro/ENGINEER 軟件 1985 年， PTC 公司成立于美國(guó)波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著 PC 硬件的發(fā)展和個(gè)人用戶的迅速增長(zhǎng)，在 PC 上的應(yīng)用 取得了迅猛的增長(zhǎng)，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用。 （ 2） CAM 模塊 UG/CAM 模塊是 UG NX 的計(jì)算機(jī)輔助制造模塊，該模塊提供了對(duì) NC 加工的 CLSFS建立與編輯，提供了包括銑、多軸銑、車、線切割、鈑金等加工方法的交互操作，還具有圖形后置處理和機(jī)床數(shù)據(jù) 文件生成器的支持。當(dāng)在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段應(yīng)用運(yùn)動(dòng)仿真、并且作為設(shè)計(jì)過(guò)程的一個(gè)完整部分時(shí)，運(yùn)動(dòng)仿真可以對(duì)產(chǎn)品性能提供寶貴見(jiàn)解，這些見(jiàn)解可以幫助發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計(jì)問(wèn)題 ， 運(yùn)動(dòng)仿真有助于從一開始就獲得產(chǎn)品模型，因此它可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和發(fā)揚(yáng) 設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)。造型時(shí)感到 無(wú)從下手，但只要能合理地對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分解，確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的主要特征，也就是將設(shè)計(jì)者構(gòu)思的初步輪廓用 UG強(qiáng)大的三維實(shí)體造型功能，生成三維實(shí)體模型，即提供一個(gè)可視化界面，再在該界面上逐步進(jìn)行詳盡的設(shè)計(jì)造型 。為了節(jié)省能源和材料，扇葉形狀呈三葉形，直徑 360mm。 曲面特征主要用于產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)、外形設(shè)計(jì)和逆向工程等設(shè)計(jì)領(lǐng)域。 下面簡(jiǎn)單介紹一下本文裝配所用到的設(shè)計(jì)方法 ：由底向上和由頂向下的裝配設(shè)計(jì)方法?？紤]到實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中的先后循順序及裝配順序，建模過(guò)程中只是將文件命名為數(shù)字，在文中將有所提及。選擇圓柱體外邊緣鼠標(biāo)中間確定點(diǎn)擊孔內(nèi)表面確定，在 “編輯” 菜單下隱藏圓 柱體及所畫直線。 圖 是繪制好的后座。偏移基準(zhǔn)平面，繪制直徑 50mm圓，拉伸求差，琴鍵孔與旋鈕 部分如圖 所示。在一個(gè)裝配件中零部件有兩種不同的工作方式：工作部件和現(xiàn)實(shí)部件。 圖 配對(duì)條件對(duì)話框 圖 重定位組件對(duì)話框 繼續(xù)加載文件名為 “ 4” 的扇葉部分，選擇配對(duì)命令，選中扇葉孔平面與轉(zhuǎn)軸頂端平面點(diǎn)擊確定，在對(duì)話框中點(diǎn)擊中心，選中孔內(nèi)徑與轉(zhuǎn)軸外圓柱面，點(diǎn)擊確定扇葉完全定位裝配在轉(zhuǎn)軸上。 接下來(lái)工作是裝配操作面板其實(shí)方法都是一樣的，只不過(guò)要好好研究一下具體裝配步驟及配 對(duì)類型及選擇的位置。 生成爆炸視圖的步驟如下： 從菜單欄中選擇 “裝配” — “爆炸視圖” — “創(chuàng)建爆炸視圖” ，命名為 “ Explosion 1” ，打開編輯爆炸圖對(duì)話框。仿真就是在模擬環(huán)境下實(shí)現(xiàn)和預(yù)測(cè)產(chǎn)品的真實(shí)環(huán)境下的性能和特征（動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的），它包含了一系列步驟，從建模和約束、干涉檢查到預(yù)測(cè)在真實(shí)情況下的響應(yīng)。 UG/Motion 的功能可以對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行大量的裝配分析工作、運(yùn)動(dòng)合理性分析工作，諸如干涉檢查、軌跡包絡(luò)等，得到大量運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 注：由于系統(tǒng)軟件原因，動(dòng)態(tài)仿真需將電腦時(shí)間設(shè)置為 2020 年以前。 （ 3）盡量減少分型面數(shù)目，簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)。 （ 3） ABS 的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響。點(diǎn)擊連桿特性和運(yùn)動(dòng)副模塊中的 運(yùn)動(dòng)副 按鈕后，將彈出一個(gè)對(duì)話框要求用戶選擇鉸鏈連接的類型 。通過(guò) UG/Modeling的功能建立一個(gè)三維實(shí)體模型 ， 利用 UG/Motion的功能給三維實(shí)體模型的各個(gè)部件賦予一定的運(yùn)動(dòng)學(xué)性 ， 再在各個(gè)部件之間設(shè)立一定的連接關(guān)系既可建立一個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真模型。從菜單欄中選擇分析裝配間隙，在 “間隙瀏覽器” 中可以直觀的看到分析結(jié)果。 圖 裝配完成的底座部分 電風(fēng)扇的整體裝配是在完成上面幾部分的任務(wù)之后，將四部分分別作為一個(gè)整體完成的。這 一部分我們主要裝配風(fēng)扇支架部分，所涉及到的零件有 “ 8” 端面支架、 “ 9”豎銷、 “ 10” 豎直支架 、 “ 11” 支架銷、 “ 12” 連接桿。這一部分主要裝配的是零件 “ 1” 后座 、“ 2” 后罩、 “ 3” 后座墊片、 “ 4” 扇葉、 “ 5” 前罩 、 “ 6” 前罩擋板、 “ 7” 散熱板。我們把零件以及部件組裝成一臺(tái)完整的機(jī)械的過(guò)程稱為裝配。