張成杰 曹蘇群 左曉明

淮陰工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 223003

基于布局的客車氣動內(nèi)擺門氣缸自動裝配

張成杰 曹蘇群 左曉明

淮陰工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 223003

使用Pro/Engineer中的布局實(shí)現(xiàn)客車氣動內(nèi)擺門氣缸自動裝配，不僅效率高，可控性強(qiáng)，而且當(dāng)建模尺寸改變時不影響裝配關(guān)系，同時，可方便實(shí)現(xiàn)定義約束關(guān)系，防止虛擬仿真時活塞桿跑出缸體等異常情況的發(fā)生。

布局；自動裝配；約束

布局，是一種用于以概念方式記錄和注釋零件和組件的二維草繪，它是實(shí)體模型的一種概念塊圖表或參照草繪，用于建立尺寸和位置的參數(shù)和關(guān)系，以便于成員的自動裝配或數(shù)據(jù)傳遞[1]。布局與工程圖類似，但它不是精確比例的繪圖，而且與實(shí)際的三維模型幾何不相關(guān)。布局的作用在于以參照基準(zhǔn)的形式提供用于尺寸和全局放置約束的全局關(guān)系，從而滿足設(shè)計(jì)目的要求[2-4]。通過布局建立參照、基準(zhǔn)平面、軸、坐標(biāo)系或點(diǎn)，然后，在設(shè)計(jì)和裝配零件時，Pro/Engineer（簡稱：Pro/E，下同）就會識別對應(yīng)于布局中所建立參照基準(zhǔn)[5-6]。例如，當(dāng)兩個零件參照同一個參照軸時，Pro/E就知道將這些軸對齊。

以客車氣動內(nèi)擺門氣缸裝配為例，說明運(yùn)用布局實(shí)現(xiàn)氣缸自動裝配的方法和具體步驟。

首先新建一個布局取名lay_qigang，然后利用畫直線的工具在布局中繪制如圖1的示意圖，利用工具欄下的【插入】插入基準(zhǔn)軸線分別取名為axis_1、axis_2、axis_3；插入基準(zhǔn)平面，取名d t m_1、d t m_2、dtm_3、front_1，注意繪制是要自右向左，自下而上，平面是有方向的。

圖1 創(chuàng)建布局

新建名稱為qigang的裝配體，添加氣缸零件，運(yùn)用剛剛創(chuàng)建的布局lay_qigang進(jìn)行位置關(guān)系的聲明。在【文件】中選擇【聲明】，選擇剛才制作好的lay_qigang，如圖2所示。

在聲明之后，點(diǎn)選上圖中的聲明名稱，再在組件中選取你所要選的軸線或是平面，選擇后輸入在lay_qigang中所建立的基準(zhǔn)，如選擇軸線的可以將其對應(yīng)為lay_qigang中的axis_1等等，定義好以后可以看到所定義的基準(zhǔn)已經(jīng)將名字換成了lay_qigang中的基準(zhǔn)名稱，如圖3。

同樣的方法將其他的裝配組件進(jìn)行聲明然后保存。接著進(jìn)行裝配，界面上會出現(xiàn)這樣一個如圖4選項(xiàng)，選擇【自動】，這樣就會自動裝配如圖5所示。

圖2 聲明布局

圖3 定義基準(zhǔn)

圖4 自動/手工選項(xiàng)

圖5 自動裝配

再次打開lay_qigang，選擇在工具欄下的【工具】下的【參數(shù)】選項(xiàng)，增加一個實(shí)數(shù)型的參數(shù)名為“offset”，如圖6。

圖6 添加offset參數(shù)

切換窗口到裝配體，選擇【工具】下的【關(guān)系】選項(xiàng)，之后在裝配件中選擇活塞桿組件，這樣其自身的參數(shù)就出現(xiàn)了，如圖7所示。

圖7 活塞桿參數(shù)

在出現(xiàn)這些參數(shù)符號后，在關(guān)系對話框中輸入：

這樣，就可以利用offset這個參數(shù)對氣缸活塞桿的伸長情況進(jìn)行控制了。將offset數(shù)值設(shè)置為10，按再生；再將數(shù)值設(shè)置為100，按再生，分別可得圖8(a)和圖8(b)裝配體。

圖8 offset參數(shù)對裝配的影響

若將offset的值設(shè)置為-10，將看到如圖9的錯誤提示，這樣就有效地防止了活塞桿跑出缸體的情況。

圖9 錯誤提示

[1]吳宏宇, 王霜, 彭燕軍.Pro/E 布局功能在虛擬樣機(jī)裝配中的應(yīng)用.機(jī)械工程師.2011, 2(1): 49-51

[2]詹友剛.Pro/ENGINEER中文野火版4.0高級應(yīng)用教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008

[3]丁淑輝, 曹連民.Pro/Engineer Wildfire 4.0基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與實(shí)踐.北京:清華大學(xué)出版社.2008

[4]林清安.完全精通Pro/ENGINEER野火4.0中文版零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)入門.北京:電子工業(yè)出版社.2009

[5]李慎旺.基于Pro/ENGINEER系統(tǒng)的虛擬裝配技木應(yīng)用與研究.科技信息.2008,5(1): 88-90

[6]楊新順, 王濤.基于Pro/E虛擬裝配技術(shù)在車裝鉆機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.石油礦場機(jī)械.2009, 38(6)： 68-71

TH126；TH138.51

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.21.041

江蘇省高校自然科學(xué)重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目資助(11KJA460001); 2011年江蘇省蘇北科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目名稱: 客車氣動內(nèi)擺門制造及產(chǎn)業(yè)化); 江蘇省高校青藍(lán)工程資助項(xiàng)目; 江蘇省淮安市科技項(xiàng)目(HAG2010039, HAG2010062)

曹蘇群(1976-), 男, 江蘇淮安人, 博士, 副教授, 研究方向?yàn)槟Ｊ阶R別, 智能系統(tǒng), 故障診斷。