基于Pro/E的攪拌車Top-down三維設計

2014-11-27 裴志軍 華菱星馬汽車股份有限公司

  基于Pro/E 軟件,以混凝土攪拌運輸車整車為例,對三維設計中Top-down 的設計思想、設計流程、設計方法和實施過程進行詳細闡述。通過設計布局傳遞參數至骨架,并將骨架發布幾何至零部件,以控制零部件及總成的變型設計。設計實踐表明,使用自頂向下的設計方法和流程,可實現工程師并行工作,有效縮短產品開發周期,提高產品質量,增強企業競爭力。

  近年,隨著我國城市基礎設施建設的加速,混凝土攪拌車的需求量急劇增加,生產量越來越大,種類也越來越多,主要表現為:

  1)攪拌車底盤生產廠家多,而不同廠家的底盤參數是不同的,目前國內主流廠家就有12 家之多,加之日系、歐系等國外底盤生產廠家也不在少數,使得市場上攪拌車底盤的類型和規格很多;

  2)攪拌車底盤、發動機等關聯上裝設計的配置多;

  3)攪拌車上裝系列化方量規格多;

  4)攪拌車上裝液壓系統等部件總成的配置多。

  攪拌車產品多樣性及不斷增多的客戶個性化需求,使得設計人員的工作量大大增加。因此,攪拌車車型的快速設計成為縮短設計周期,提高設計效率的重要環節。

  傳統的攪拌車產品設計,采用的是先設計零件,后裝配總成,各總成獨立裝配的設計方法。這樣各系統總成借用難,不易編輯修改,會造成重復工作。設計者也不易根據其設計意圖修改整體方案布局。設計方法、經驗和思路無法固化,不利于企業知識庫的建立。

  實踐表明,建立基于Pro/E 的Top-down 設計平臺,能夠實現在產品設計過程中檢測設計缺陷,提煉設計規范的目的,從而將技術人員的智慧固化為企業生產能力,實現產品類型的快速設計。

1、基于Pro/E 的Top-down 設計思路及工具

  Top-down 設計是用自頂向下的設計流程創建復雜的組件。通過創建布局控制組件的設計參數,采用骨架捕捉設計者的設計意圖,用發布幾何、復制幾何的功能將參數傳遞至零部件,從而完成整個組件的設計。

  1.1、Top-down 設計工具

  Pro/E 為Top-down 設計方法提供的主要設計工具包括:

  (1)布局(Layout):用于參數直觀發布,控制零部件的設計;建立全局關系式,定義參數間的關系;建立全局基準特征,實現各零部件按照全局規劃的基準特征自動裝配。

  (2)骨架(Skeleton):對布局設計思想細化,以空間的點、線、面、坐標、基準面的形式勾畫思路的輪廓,是用于捕捉裝配中設計意圖的框架。

  (3)發布幾何(Publish Geometry):將設計信息傳遞給其他模型參照的數模特征。

  (4)復制幾何(Copy Geometry):一個模型與另一個模型交流設計信息的數模特征。

  (5)關系(Relation):聯系布局與骨架的紐帶,用于貫徹設計意圖。

  1.2、Top-down 設計過程

  在進行產品設計前,預先歸納產品總成框架信息,勾勒主參數。在布局文件中定義框架和主參數,并將所有參數放置于表格中,同時標示在框架二維圖上。

  布局文件建立完成后,建立骨架模型,創建點、線、面、基準、坐標等重要輪廓信息。然后聲明布局(Declare layout),將參數傳遞至架,并作條件定義。骨架建立后,創建零部件所需的主要骨架信息發布幾何,并將發布幾何復制進來。創建特征過程中即可參照這些復制幾何,可避免零部件間的相互參照。

  按照以上步驟,便可完成產品的Top-down 設計。而綜合使用設計工具,能夠確保產品的設計過程更加規范。

3、結論

  作為專用車的攪拌車,由于底盤種類多,上裝結構變化多,系列化方量規格多,選配件多,導致攪拌車種類繁多。基于Pro/E 的Top-down 的設計方法,可將繁重的設計工作濃縮,提升為參數的簡單設置,利用該設計方法可以不斷擴展多種總成,對已有總成拓展多種配置,這將大大提高設計效率和設計能力。

  對于專用車而言,基于Top-down 思想的三維設計是一種切實可行、行之有效的設計方法。設計人員應靈活掌握布局、骨架、關系、程序等設計工具,有效地構建產品設計思路,實現總體目標。此外,通過配合使用Intralink 軟件,還可實現團隊協同設計,共享產品資源。