【正文】 了由線框、曲面到實(shí)體的過(guò)程?；咎卣魇墙r(shí)創(chuàng)建的第一個(gè)特征，是零件結(jié)構(gòu)的基本要素?；咎卣骺梢允菍?shí)體特征，也可以是基準(zhǔn)特征，正交基準(zhǔn)平面就常常被用作基本特征。開(kāi)始做零件之前，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作，明確設(shè)計(jì)意圖。由于在CATIA中實(shí)體模型可以有多種不同的生成方法,采取何種方法更為合理、高效,需要有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)積累過(guò)程。草圖繪制盡量簡(jiǎn)化，最好不要繪制過(guò)渡圓角、倒角等非關(guān)鍵性信息。因?yàn)樵贑ATIA中我們可以對(duì)實(shí)體進(jìn)行各種編輯操作，如倒圓角。 動(dòng)臂的生成圖 311 動(dòng)臂實(shí)體零件圖動(dòng)臂建模實(shí)體建模主要采用凸臺(tái)、新建平面、鏡像等操作命令，首先新建一個(gè)平面選擇該新建進(jìn)入草圖繪制模式，繪制出二維草圖，然后在進(jìn)入三維繪圖模式進(jìn)行凸臺(tái)生成三維實(shí)體，對(duì)于另一個(gè)動(dòng)臂我們可以用鏡像復(fù)制的方法得到。最后添加一些細(xì)節(jié)如圖311動(dòng)臂上的筋板，建立筋板時(shí)要注意合理的選擇建立新的平面。因?yàn)檫x擇不正確的生成方法不但效率低，而且有些情況根本就不能生成實(shí)體模型。這就要求設(shè)計(jì)人員要有較好的空間感和抽象思維能力，這也是三維建模同二維圖形繪制最大的不同點(diǎn)之處。添加耳形狀時(shí)需要建立新的平面，然后使用鏡像命令就可以完成肋板的設(shè)計(jì)。圖 312 鏟斗實(shí)體圖圖 313 底座實(shí)體圖 先建立地盤框架，然后采用凸臺(tái)命令生成草鋼結(jié)構(gòu)，在框架上生成后續(xù)特征。在創(chuàng)建三角肋板時(shí)選擇先選擇肋板所在平面然后進(jìn)入草圖繪制模式這時(shí)無(wú)法看見(jiàn)凹槽內(nèi)部，可以采用“按草圖平面剪切零件”命令進(jìn)行草圖編輯，這樣為草圖繪制提供很大方便。圖314 連桿連桿的生成比較簡(jiǎn)單，主要采用凸臺(tái)命令，需要注意在草圖繪制時(shí)的尺寸，要保證主要尺寸的準(zhǔn)確，比如兩孔的中心距。最后在上面建立孔特征，應(yīng)注意各個(gè)孔間距離的準(zhǔn)確性。 液壓缸筒的生成圖316 液壓缸筒實(shí)體主要采用凸臺(tái)和凹槽命令，液壓缸只是建立的大概模型，其中的細(xì)節(jié)沒(méi)有完全建立，在三維實(shí)體建模仿真模擬中有些細(xì)節(jié)可以省略，在后續(xù)的制造加工中再進(jìn)行修改。 液壓缸活塞的生成圖318 液壓缸活塞實(shí)體也主要采用凸臺(tái)和凹槽命令注：本次設(shè)計(jì)的小型裝載機(jī)工作裝置需采用三個(gè)液壓缸，其中翻轉(zhuǎn)液壓缸和舉升液壓缸基本結(jié)構(gòu)相同，所不同的只是長(zhǎng)度尺寸不同，所以只需建立一個(gè)舉升液壓缸零件，翻轉(zhuǎn)液壓缸零件可在舉升油缸的基礎(chǔ)上通過(guò)修改尺寸再生而成。 工作裝置裝配模型建模零件設(shè)計(jì)完成后，往往需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)零件進(jìn)行裝配。同時(shí)在生成裝配體過(guò)程中，用戶可以根據(jù)需要添加生成新的零件和特征。 在上面兩種方法中，第1種方法相對(duì)第2種方法是比較低端的方法。比如設(shè)計(jì)一種新型號(hào)的汽車，先由設(shè)計(jì)師拿出汽車外觀的概念圖，然后由底盤工程師和車身工程師一起進(jìn)行汽車的布局協(xié)調(diào)，根據(jù)協(xié)調(diào)的結(jié)果，得到各自部分布局的概念圖，在這個(gè)布局概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行零件的細(xì)化設(shè)計(jì)。但是由底向上的設(shè)計(jì)方法并不是一無(wú)是處，對(duì)于一些已經(jīng)比較成熟的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，采用這種設(shè)計(jì)方法效率反而高一些。比如本次對(duì)礦用小型裝載機(jī)的改造設(shè)計(jì)，由于該項(xiàng)設(shè)計(jì)在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，所以采用第一種方法比較合適。在裝配件設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)需要對(duì)裝配件中的零件進(jìn)行修改，比如修改零件尺寸，移動(dòng)零件在裝配件中的位置，生成新的特征等。下面對(duì)本次裝載機(jī)工作裝置模型的裝配設(shè)計(jì)過(guò)程作簡(jiǎn)要敘述： 底座模型裝配打開(kāi)CATIA進(jìn)入裝配界面，點(diǎn)擊開(kāi)始選擇機(jī)械設(shè)計(jì)，接著點(diǎn)擊裝配設(shè)計(jì)進(jìn)入CATIA裝配設(shè)計(jì)模塊。點(diǎn)擊將底座固定。導(dǎo)入動(dòng)臂實(shí)體模型后發(fā)現(xiàn)動(dòng)臂和底座實(shí)體模型相對(duì)位置不適當(dāng)，這時(shí)點(diǎn)擊操作命令。圖323位置調(diào)整之后，點(diǎn)擊相合約束命令，進(jìn)行軸與軸之間的配合，然后點(diǎn)擊命令進(jìn)行更新操作，之后會(huì)發(fā)現(xiàn)底座和動(dòng)臂實(shí)體模型所要裝配的軸已經(jīng)配合到位。點(diǎn)擊接觸約束命令，然后分別選擇動(dòng)臂實(shí)體模型和底座實(shí)體模型相互接觸的平面，然后點(diǎn)擊命令之后會(huì)發(fā)現(xiàn)動(dòng)臂實(shí)體模型和底座實(shí)體模型已經(jīng)裝配完成。我們可以用操作命令將兩個(gè)實(shí)體模型之間的位置調(diào)整好，然后點(diǎn)擊命令，這時(shí)兩個(gè)實(shí)體模型的位置就是我們所期望的那樣了。 圖 324 圖 325 鏟斗實(shí)體模型裝配按照上述調(diào)入動(dòng)臂實(shí)體模型的方法導(dǎo)入鏟斗實(shí)體模型，動(dòng)臂實(shí)體模型和鏟斗實(shí)體模型的裝配方法與動(dòng)臂實(shí)體模型和底座實(shí)體模型的裝配方法相同，調(diào)整相對(duì)位置的方法也十分類似，這里就不進(jìn)行過(guò)多闡述。圖326這樣做是便于以后裝配方便，和方便后續(xù)進(jìn)行工作裝置的仿真模擬。第三步：活塞桿與動(dòng)臂實(shí)體模型連接活塞桿與缸筒之間的位置可以進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法與之前的方法相同，無(wú)需再次敘述，所需注意的是裝配時(shí)要盡量調(diào)節(jié)好活塞桿和缸筒之間的距離，如果距離不正確會(huì)造成之前已經(jīng)裝配好的零件間的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化，變化劇烈的可能還會(huì)放生干涉現(xiàn)象這里需要十分注意。圖327 圖328圖329 搖臂實(shí)體模型的裝配連接搖臂實(shí)體模型和動(dòng)臂實(shí)體模型裝配方法與調(diào)整方法同上所述。裝配方法同上所述，由于銷釘大小不一，個(gè)數(shù)較多，注意不要裝配錯(cuò)誤。需要提出的是在建模過(guò)程中，對(duì)于不同生成方法的選擇應(yīng)盡可能采用簡(jiǎn)單辦法，采取能簡(jiǎn)則簡(jiǎn)的原則，這樣能大大提高設(shè)計(jì)效率。如倒角、渲染效果等。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是小型裝載機(jī)工作裝置的動(dòng)態(tài)模擬設(shè)計(jì)，但為了簡(jiǎn)單明了,根據(jù)車體的基本結(jié)構(gòu)沒(méi)有進(jìn)行裝配,如圖329所示為本次設(shè)計(jì)裝配的裝載機(jī)在幾種不同情況下的裝配模型?？赡芤?yàn)槭浅醮卧O(shè)計(jì)，缺乏經(jīng)驗(yàn)的原因，但也能夠看出正確的裝配方法是確保運(yùn)動(dòng)仿真能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。點(diǎn)擊“開(kāi)始”選擇“數(shù)字化裝配”接著點(diǎn)擊“DMU運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)”進(jìn)入機(jī)械裝置仿真模擬界面，便可開(kāi)始進(jìn)行機(jī)械裝置的仿真模擬了。之后點(diǎn)擊確定。 圓柱結(jié)合設(shè)置在裝載機(jī)工作裝置實(shí)體模型仿真當(dāng)中要進(jìn)行對(duì)液壓缸實(shí)體模型的伸縮運(yùn)動(dòng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，點(diǎn)擊圓柱結(jié)合命令，彈出對(duì)話框如圖423所示，分別選擇缸體和推桿然后點(diǎn)擊確定就可以了。圖424點(diǎn)擊確定，然后點(diǎn)擊用命令進(jìn)行模擬，就會(huì)彈出如圖425所示對(duì)話框。 工作裝置的干涉檢測(cè)干涉是裝載機(jī)工作做裝置設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題，也是工作裝置設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)之一。一般可將其干涉問(wèn)題歸納為三大類：（1） 連桿機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性，如工作裝置在作業(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的極限位置而引起機(jī)構(gòu)構(gòu)件間的干涉問(wèn)題；（2） 連桿機(jī)構(gòu)與工作裝置其他構(gòu)件間的干涉問(wèn)題，如搖臂和橫梁、前車架等之間的干涉；（3） 動(dòng)臂舉升缸與轉(zhuǎn)斗缸間的干涉問(wèn)題等。傳統(tǒng)的干涉檢測(cè)是通過(guò)各個(gè)桿件的長(zhǎng)度，利用各干間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系計(jì)算并畫圖檢測(cè)，效率低而且準(zhǔn)確度不高。利用CATIA軟件監(jiān)測(cè)工作裝置虛擬樣機(jī)各桿件干涉問(wèn)題，使干涉問(wèn)題的解決變得十分容易。如果桿件在運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)干涉，CATIA軟件就會(huì)提示，設(shè)計(jì)者就可以利用軟件參數(shù)化建模特點(diǎn)，方便的進(jìn)行修改知道沒(méi)有干涉為止。下面就介紹如何利用CATIA軟件來(lái)生成性能曲線。彈出對(duì)話框如圖441所示。圖442之后可以用CATIA編程語(yǔ)句進(jìn)行法則編寫，編寫完命令后點(diǎn)擊確定就可以了。圖443選擇“激活傳感器”會(huì)彈出如圖444對(duì)話框。（3）工作裝置虛擬樣機(jī)所得到的運(yùn)動(dòng)學(xué)曲線大大簡(jiǎn)化工作裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，為研究工作裝置運(yùn)動(dòng)情況和試制物理樣機(jī)提供了參考依據(jù)。得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論：1設(shè)計(jì)了裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)對(duì)工作裝置進(jìn)行受力分析，確定了其基本設(shè)計(jì)參數(shù)，為進(jìn)一步的有限元分析奠定基礎(chǔ)。因?yàn)樵撊S實(shí)體模型為參數(shù)化設(shè)計(jì)，它可大大提高模型生成和修改的速度，克服了物理樣機(jī)成本高、開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)。3對(duì)工作裝置的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模擬、制作播放文件(見(jiàn)附件)，得到各種工況位置圖。運(yùn)動(dòng)仿真分析對(duì)工作裝置作業(yè)過(guò)程、實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀況、檢驗(yàn)工作裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理和判斷桿件是否與其它桿件發(fā)生干涉具有現(xiàn)實(shí)意義。參考文獻(xiàn)[1][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1985,10.[2][J].機(jī)電一體化，.[3]熊光楞，[N].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，.[4]:2004中國(guó)煤炭市場(chǎng)形勢(shì)預(yù)測(cè)[J].安邦分析，.[5]高夢(mèng)熊，[J].礦山機(jī)械，[6][J].工程機(jī)械，.[7][M].工程機(jī)械與維修，.[8][N].機(jī)電新產(chǎn)品導(dǎo)報(bào)，.[9][J].建筑機(jī)械化，.[10][J].建筑機(jī)械，. 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