1 概述

    變化的市場(chǎng)和客戶的要求，需要不斷推出新產(chǎn)品。如何在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，這是大多數(shù)工業(yè)企業(yè)面臨的主要問(wèn)題。近幾年，隨著計(jì)算機(jī)的普及，各種計(jì)算機(jī)軟件的應(yīng)用，使機(jī)械工程設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)生了根本的變化。如采用二維計(jì)算機(jī)繪圖代替手工制圖，從而大大提高了設(shè)計(jì)效率。運(yùn)用“三維實(shí)體建模”的設(shè)計(jì)方法.方便了設(shè)計(jì)方案的選擇與確定。這為提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本提供了保障。我們?cè)趹?yīng)用I-DEAS軟件開發(fā)設(shè)計(jì)大型蝶閥的過(guò)程中，取得了良好的效果。

    2 I-DEAS軟件特點(diǎn)

    I-DEAS軟件分為幾個(gè)模塊，其中實(shí)體建模是并行工程的起點(diǎn)，可以使用在許多后續(xù)應(yīng)用中，如干涉檢查、質(zhì)量特性計(jì)算、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、應(yīng)力分析、動(dòng)力學(xué)分析、加工、測(cè)試或其他應(yīng)用。計(jì)算機(jī)模型不僅能獲得幾何體，還可以使以此為基礎(chǔ)進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)節(jié)省大量的時(shí)間。

    2.1 實(shí)體造型

    I-DEAS可以對(duì)蝶閥進(jìn)行三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)。也可以針對(duì)蝶閥的每一組件進(jìn)行實(shí)體造型，同時(shí)還可以對(duì)關(guān)鍵部件如閥體及蝶板進(jìn)行有限元?jiǎng)偠群蛷?qiáng)度分析，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

    造型的過(guò)程就是對(duì)每個(gè)零部件進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)的過(guò)程。按照設(shè)計(jì)的要求，做出三維模型，其尺寸可根據(jù)后續(xù)設(shè)計(jì)的需要在模型的線框中進(jìn)行更改，而三維模型的形狀，也會(huì)隨之做相應(yīng)的改變。這對(duì)以后設(shè)計(jì)形式相同而只有尺寸變化的零件極為方便。

    大型蝶閥中有很多形狀不規(guī)則的零件，進(jìn)行實(shí)體造型后，零件的體積、重心及質(zhì)量只要通過(guò)查看物理特性就可以列表形式表示出來(lái)，提高了設(shè)計(jì)的工作效率。

    2.2 裝配設(shè)計(jì)

    在裝配設(shè)計(jì)階段，可以根據(jù)蝶閥各零部件裝配關(guān)系，在工作臺(tái)上建立裝配體系結(jié)構(gòu)。裝配模塊包含組成機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的零件模型，可以從工作臺(tái)、臨時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化庫(kù)和公共庫(kù)中獲得零件。蝶閥是一個(gè)復(fù)雜的部件，包含閥體、蝶板和重錘等其他部件作為子部件。

    當(dāng)建立一個(gè)部件時(shí)，部件并不復(fù)制所有零件和子部件，而僅僅是指向它們。因此，改變一個(gè)零件或子部件的幾何形狀，這種變化將反映到指向它的所有部件中去。所以可在現(xiàn)有的零部件基礎(chǔ)上組合成多種形式的部件，建立多個(gè)方案，進(jìn)行選擇。在零件與零件之間或零件與子部件之間要建立約束關(guān)系，這種約束定位是永久性的，在解除約束關(guān)系以前，這種約束關(guān)系是永久不變的，不能修改。

    在初步完成裝配后，可以制作動(dòng)畫來(lái)簡(jiǎn)單地摸擬部件的動(dòng)作，研究部件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可能發(fā)生的問(wèn)題。

    2.3 干涉檢查

    在零件設(shè)計(jì)中，干涉用來(lái)檢查2個(gè)零件間的干涉。在部件設(shè)計(jì)中，干涉用來(lái)檢查兩組對(duì)象間是否發(fā)生干涉，而不檢查每組對(duì)象內(nèi)部的干涉問(wèn)題。在蝶閥的裝配設(shè)計(jì)中，閥體與蝶板及重錘轉(zhuǎn)臂與鎖定裝置之間*容易發(fā)生干涉，可以用I-DEAS中的干涉檢查來(lái)檢查它們之間的干涉情況。在檢查中如果發(fā)現(xiàn)有干涉，可以在干涉的地方建立新的零件，研究新的實(shí)體零件，用新的實(shí)體零件切割干涉體積。在研究完干涉情況后，再刪除所建立的新零件。

    2.4 有限元分析

    I-DEAS有限元分析結(jié)果（圖1）已經(jīng)成為工業(yè)界所承認(rèn)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，其基于幾何的邊界條件處理技術(shù)形象直觀，軟件內(nèi)包含一個(gè)應(yīng)用向?qū)�，可以隨時(shí)提示下一步應(yīng)該進(jìn)行的工作，分析結(jié)果可信度高。

    2.5 工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)應(yīng)用

    Drafting是I-DEAS中的一個(gè)模塊，是IDEAS的工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)應(yīng)用，它既可以獨(dú)立使用，又可以和其他模塊結(jié)合使用。獨(dú)立使用時(shí)，用它的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航功能、動(dòng)態(tài)尺寸標(biāo)注和雙向相關(guān)性，可以提高制圖的工作效率。在實(shí)體模型建立之后，該軟件還具有只需要在Drafting Setup下作少量工作，就可以自動(dòng)生成二維圖紙的能力。如在蝶閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于形狀復(fù)雜的零部件，可先用三維實(shí)體建模，然后轉(zhuǎn)化成二維圖紙，使零部件中較復(fù)雜的相貫線等輕松地表示出來(lái)，并且可以標(biāo)出準(zhǔn)確的數(shù)值，表明其體積、重心位置和質(zhì)量等，為設(shè)計(jì)及加工制造提供了方便。

    2.6 與其他軟件的相互轉(zhuǎn)化及數(shù)據(jù)共享

    產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Date Management）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PDM系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的共享數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。這些數(shù)據(jù)不僅可以方便地獲得，而且可以直接使用，實(shí)現(xiàn)共享數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出。這樣，用I-DEAS設(shè)計(jì)三維蝶閥模型時(shí)的數(shù)據(jù)就不是孤立的，它可以通過(guò)PDM系統(tǒng)將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，其中包含了打印報(bào)表的功能，可將各種匯總表以標(biāo)準(zhǔn)格式打印出來(lái)，還可以將各種管理系統(tǒng)所需要的共享數(shù)據(jù)導(dǎo)入到公共數(shù)據(jù)庫(kù)中。

    用I-DEAS繪制的*終施工設(shè)計(jì)圖紙（二維DWG格式）可以轉(zhuǎn)換成常用的Aato CAD格式，并可在Auto CAD中進(jìn)行更改。另外，DWG圖紙還可轉(zhuǎn)換成DXF文件，在word文檔中作為插入的文件讀取，但不可以更改，也可以將DWG文件轉(zhuǎn)換成PDF格式文件，在裝有閱讀器（Acrobat）的計(jì)算機(jī)上讀取（這可用作電干郵件的傳輸），也不可以更改。

    3 結(jié)語(yǔ)

    I-DEAS的應(yīng)用，對(duì)于縮短大型蝶閥設(shè)計(jì)周期，降低成本，提高質(zhì)量，改善性能，提高企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)效率，提供了有效的方法。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動(dòng)化儀表有限公司