基于Pro/E軟件設(shè)計(jì)液壓集成塊①

宗振華

摘 要：該文提出了一種將空間六面體的集成塊用Pro/ENGINEER軟件設(shè)計(jì)出來，通過空間立體圖形確定集成塊上液壓油道在空間的位置，由于集成塊內(nèi)部孔道多，孔深不一，有的應(yīng)該相通，有的卻不能相通，且立體交叉，錯(cuò)綜復(fù)雜。平面圖不能形象、直觀表現(xiàn)出集成塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該方法還便于油道之間的相互關(guān)系檢查，避免加工出錯(cuò)報(bào)廢。立體效果圖采用Pro/ENGINEER三維參數(shù)化軟件，可提升設(shè)計(jì)手段，保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，提高一次性設(shè)計(jì)的成功率。

關(guān)鍵詞：三維實(shí)體造型 ?Pro/ENGINEER ?參數(shù)化設(shè)計(jì) ?液壓集成塊

中圖分類號：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0085-02

液壓集成塊內(nèi)部通油孔道常常構(gòu)成十分密集，其組成又非標(biāo)準(zhǔn)件，目前應(yīng)用一些計(jì)算機(jī)輔助手段方便了平面圖的設(shè)計(jì)，但仍難以獲得高質(zhì)量的設(shè)計(jì)結(jié)果。該文試用Pro/ENGINEER軟件對液壓集成塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，可降低設(shè)計(jì)人員的勞動強(qiáng)度，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。借助于人機(jī)交互設(shè)備和手段，可以在近于真實(shí)的現(xiàn)場進(jìn)行方案的構(gòu)思、實(shí)施及檢驗(yàn)，提高了設(shè)計(jì)的合理性和可行性，并可對設(shè)計(jì)的工藝性、可靠性方便地作出直觀的評估，保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，提高一次性設(shè)計(jì)的成功率。

1 液壓集成塊概述

在比較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)中，使用集成塊可充分利用各種液壓元件的功能，使結(jié)構(gòu)更緊湊，密封性更好，便于安裝和調(diào)試[1]。但是集成塊專用性強(qiáng)，表面安裝的液壓元件多，閥體內(nèi)孔系復(fù)雜，因此，合理設(shè)計(jì)油道之間的相互關(guān)系，保證各元件按照液壓原理圖的工作要求集合于集成塊上，要求準(zhǔn)確性高、工作量大。

按液壓系統(tǒng)工作要求選擇好各液壓元件后，集成塊設(shè)計(jì)要解決的主要問題就是裝配孔系的設(shè)計(jì)和檢查。傳統(tǒng)的二維工程圖設(shè)計(jì)，效率低容易出錯(cuò)，造成損失，延誤開發(fā)時(shí)間。使用三維參數(shù)化軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)方法和手段上得以提升，立體效果圖使問題容易在設(shè)計(jì)階段被發(fā)現(xiàn)，避免加工后被動浪費(fèi)，同時(shí)在系列化多型號的液壓機(jī)械設(shè)計(jì)中，參數(shù)化設(shè)計(jì)將大大提高設(shè)計(jì)效率。

2 三維參數(shù)化機(jī)械設(shè)計(jì)軟件簡介

Pro/ENGINEER是基于Windows下的一種具有強(qiáng)大三維建模功能與工程圖繪制、實(shí)物渲染功能的計(jì)算機(jī)軟件，其野火版綜合了UG與SolidWorks三維造型軟件的特點(diǎn)，是基于零件特征的三維實(shí)體建模技術(shù)，可以進(jìn)行實(shí)體裝配、運(yùn)動分析、動畫設(shè)計(jì)等，三維實(shí)體可以直接自動生成二維工程圖樣[2]。也可以單獨(dú)進(jìn)行二維圖形設(shè)計(jì)。Pro/ENGINEER是一個(gè)全方位的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件，集成了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動測量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理功能于一體[3]。它強(qiáng)大的功能為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了巨大支持平臺。

3 集成塊三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的意義

在傳統(tǒng)的液壓回路中，液壓元件通過油管來實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。而集成塊結(jié)構(gòu)緊湊，互換性能好，維修、拆裝方便。用Pro/ENGINEER軟件建立的三維實(shí)體效果圖，可以方便直觀地檢查各油孔之間的位置關(guān)系是否符合液壓系統(tǒng)原理圖的工作要求，各安裝孔的位置是否符合設(shè)計(jì)要求，通過立體圖形及透視圖，能夠清楚的了解集成塊的內(nèi)部油路結(jié)構(gòu)以及外面接口的走向，清楚的知道各個(gè)孔之間位置關(guān)系，形象直觀。由于是參數(shù)化的實(shí)體模型，設(shè)計(jì)人員能盡可能在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)問題，修改起來也很方便快捷。而且為了便于觀察各孔道，可以利用軟件的顯示功能將實(shí)體上擋住視線的部位切去，便可直觀顯示閥體內(nèi)部各個(gè)孔道的走向，采用透視的線框模型顯示，可從整體上觀察所有孔的空間分布情況，為了避免線型過多看不清，還可暫時(shí)不顯示與檢查無關(guān)的部位。

4 液壓集成塊設(shè)計(jì)

根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作要求，進(jìn)行受力分析設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的原理圖、選擇液壓元件、對液壓系統(tǒng)的性能進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證、然后用Pro/ENGINEER軟件設(shè)計(jì)液壓集成塊。設(shè)計(jì)液壓集成回路是設(shè)計(jì)液壓集成塊的一個(gè)關(guān)鍵，液壓集成塊的孔道設(shè)計(jì)是否合理，有沒有干涉孔，都和液壓回路的選擇有密切相關(guān)。設(shè)計(jì)液壓集成回路時(shí)，一般可以把液壓回路劃分為若干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設(shè)計(jì)液壓單元集成回路時(shí)，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。

把各液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和原液壓系統(tǒng)進(jìn)行比較，分析工作原理是否相同[4]。

液壓集成塊裝配由底板、方向調(diào)速塊、壓力塊、夾緊塊和頂蓋組成，由四個(gè)緊固螺栓把它們連接起來，再將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油管與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。集成塊的閥體是安裝各種液壓元件，并且其內(nèi)部按照液壓系統(tǒng)原理圖要求能實(shí)現(xiàn)各元件之間油道連通的復(fù)雜功能塊，是集成塊設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)閥體的特征進(jìn)行建模，閥體的基本體是一個(gè)長方體，各面上要安裝液壓元件，因此閥體上的孔是主要的設(shè)計(jì)特征。孔的大小與液壓元件的通徑有關(guān)，已基本規(guī)格化，孔分通孔和盲孔，分別構(gòu)成閥體的油孔、安裝螺孔、工藝孔和臺階孔。

如圖1所示為底板塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應(yīng)的壓力油P由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄漏油路L經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。圖2為底板的透視圖。頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開關(guān)及壓力表來觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力。設(shè)計(jì)頂蓋時(shí)，要充分利用頂蓋的有效空間，也可把測壓回路、卸荷回路以及定位夾緊回路等布置在頂蓋上。

繪制好液壓集成塊的底塊、方向塊、壓力塊、夾緊塊、頂塊后，檢查校核各個(gè)塊之間的油路是否相通，是否有干涉，檢查無誤后，就可以把各個(gè)模塊組裝成一個(gè)完整的液壓集成塊裝配圖，Pro/ENGINEER軟件強(qiáng)大的功能，裝配起來比較簡單，能夠自動的生成三視圖。通過裝配立體和透視圖，能很清楚的觀察到各個(gè)油路管道的連通，這在Pro/ENGINEER軟件上能夠形象直觀的反映出來，也方便了設(shè)計(jì)人員與安裝維修人員之間的技術(shù)交流。如圖3圖4所示。利用Pro/ENGINEER軟件繪制出集成塊的各個(gè)模塊后，設(shè)計(jì)人員可以很清楚的檢查油路是否相通，各個(gè)管道之間是否有干涉，還可以看透視圖，由于是三維立體圖，效果很好。尺寸可以不用顯示在圖上，需要時(shí)讓它顯示出來即可。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇（上）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[3] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇（下）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[4] 何存興，張鐵華.液壓傳動與氣壓傳動 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.endprint

摘 要：該文提出了一種將空間六面體的集成塊用Pro/ENGINEER軟件設(shè)計(jì)出來，通過空間立體圖形確定集成塊上液壓油道在空間的位置，由于集成塊內(nèi)部孔道多，孔深不一，有的應(yīng)該相通，有的卻不能相通，且立體交叉，錯(cuò)綜復(fù)雜。平面圖不能形象、直觀表現(xiàn)出集成塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該方法還便于油道之間的相互關(guān)系檢查，避免加工出錯(cuò)報(bào)廢。立體效果圖采用Pro/ENGINEER三維參數(shù)化軟件，可提升設(shè)計(jì)手段，保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，提高一次性設(shè)計(jì)的成功率。

關(guān)鍵詞：三維實(shí)體造型 ?Pro/ENGINEER ?參數(shù)化設(shè)計(jì) ?液壓集成塊

中圖分類號：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0085-02

液壓集成塊內(nèi)部通油孔道常常構(gòu)成十分密集，其組成又非標(biāo)準(zhǔn)件，目前應(yīng)用一些計(jì)算機(jī)輔助手段方便了平面圖的設(shè)計(jì)，但仍難以獲得高質(zhì)量的設(shè)計(jì)結(jié)果。該文試用Pro/ENGINEER軟件對液壓集成塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，可降低設(shè)計(jì)人員的勞動強(qiáng)度，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。借助于人機(jī)交互設(shè)備和手段，可以在近于真實(shí)的現(xiàn)場進(jìn)行方案的構(gòu)思、實(shí)施及檢驗(yàn)，提高了設(shè)計(jì)的合理性和可行性，并可對設(shè)計(jì)的工藝性、可靠性方便地作出直觀的評估，保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，提高一次性設(shè)計(jì)的成功率。

1 液壓集成塊概述

在比較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)中，使用集成塊可充分利用各種液壓元件的功能，使結(jié)構(gòu)更緊湊，密封性更好，便于安裝和調(diào)試[1]。但是集成塊專用性強(qiáng)，表面安裝的液壓元件多，閥體內(nèi)孔系復(fù)雜，因此，合理設(shè)計(jì)油道之間的相互關(guān)系，保證各元件按照液壓原理圖的工作要求集合于集成塊上，要求準(zhǔn)確性高、工作量大。

按液壓系統(tǒng)工作要求選擇好各液壓元件后，集成塊設(shè)計(jì)要解決的主要問題就是裝配孔系的設(shè)計(jì)和檢查。傳統(tǒng)的二維工程圖設(shè)計(jì)，效率低容易出錯(cuò)，造成損失，延誤開發(fā)時(shí)間。使用三維參數(shù)化軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)方法和手段上得以提升，立體效果圖使問題容易在設(shè)計(jì)階段被發(fā)現(xiàn)，避免加工后被動浪費(fèi)，同時(shí)在系列化多型號的液壓機(jī)械設(shè)計(jì)中，參數(shù)化設(shè)計(jì)將大大提高設(shè)計(jì)效率。

2 三維參數(shù)化機(jī)械設(shè)計(jì)軟件簡介

Pro/ENGINEER是基于Windows下的一種具有強(qiáng)大三維建模功能與工程圖繪制、實(shí)物渲染功能的計(jì)算機(jī)軟件，其野火版綜合了UG與SolidWorks三維造型軟件的特點(diǎn)，是基于零件特征的三維實(shí)體建模技術(shù)，可以進(jìn)行實(shí)體裝配、運(yùn)動分析、動畫設(shè)計(jì)等，三維實(shí)體可以直接自動生成二維工程圖樣[2]。也可以單獨(dú)進(jìn)行二維圖形設(shè)計(jì)。Pro/ENGINEER是一個(gè)全方位的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件，集成了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動測量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理功能于一體[3]。它強(qiáng)大的功能為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了巨大支持平臺。

3 集成塊三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的意義

在傳統(tǒng)的液壓回路中，液壓元件通過油管來實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。而集成塊結(jié)構(gòu)緊湊，互換性能好，維修、拆裝方便。用Pro/ENGINEER軟件建立的三維實(shí)體效果圖，可以方便直觀地檢查各油孔之間的位置關(guān)系是否符合液壓系統(tǒng)原理圖的工作要求，各安裝孔的位置是否符合設(shè)計(jì)要求，通過立體圖形及透視圖，能夠清楚的了解集成塊的內(nèi)部油路結(jié)構(gòu)以及外面接口的走向，清楚的知道各個(gè)孔之間位置關(guān)系，形象直觀。由于是參數(shù)化的實(shí)體模型，設(shè)計(jì)人員能盡可能在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)問題，修改起來也很方便快捷。而且為了便于觀察各孔道，可以利用軟件的顯示功能將實(shí)體上擋住視線的部位切去，便可直觀顯示閥體內(nèi)部各個(gè)孔道的走向，采用透視的線框模型顯示，可從整體上觀察所有孔的空間分布情況，為了避免線型過多看不清，還可暫時(shí)不顯示與檢查無關(guān)的部位。

4 液壓集成塊設(shè)計(jì)

根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作要求，進(jìn)行受力分析設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的原理圖、選擇液壓元件、對液壓系統(tǒng)的性能進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證、然后用Pro/ENGINEER軟件設(shè)計(jì)液壓集成塊。設(shè)計(jì)液壓集成回路是設(shè)計(jì)液壓集成塊的一個(gè)關(guān)鍵，液壓集成塊的孔道設(shè)計(jì)是否合理，有沒有干涉孔，都和液壓回路的選擇有密切相關(guān)。設(shè)計(jì)液壓集成回路時(shí)，一般可以把液壓回路劃分為若干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設(shè)計(jì)液壓單元集成回路時(shí)，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。

把各液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和原液壓系統(tǒng)進(jìn)行比較，分析工作原理是否相同[4]。

液壓集成塊裝配由底板、方向調(diào)速塊、壓力塊、夾緊塊和頂蓋組成，由四個(gè)緊固螺栓把它們連接起來，再將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油管與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。集成塊的閥體是安裝各種液壓元件，并且其內(nèi)部按照液壓系統(tǒng)原理圖要求能實(shí)現(xiàn)各元件之間油道連通的復(fù)雜功能塊，是集成塊設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)閥體的特征進(jìn)行建模，閥體的基本體是一個(gè)長方體，各面上要安裝液壓元件，因此閥體上的孔是主要的設(shè)計(jì)特征?？椎拇笮∨c液壓元件的通徑有關(guān)，已基本規(guī)格化，孔分通孔和盲孔，分別構(gòu)成閥體的油孔、安裝螺孔、工藝孔和臺階孔。

如圖1所示為底板塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應(yīng)的壓力油P由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄漏油路L經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。圖2為底板的透視圖。頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開關(guān)及壓力表來觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力。設(shè)計(jì)頂蓋時(shí)，要充分利用頂蓋的有效空間，也可把測壓回路、卸荷回路以及定位夾緊回路等布置在頂蓋上。

繪制好液壓集成塊的底塊、方向塊、壓力塊、夾緊塊、頂塊后，檢查校核各個(gè)塊之間的油路是否相通，是否有干涉，檢查無誤后，就可以把各個(gè)模塊組裝成一個(gè)完整的液壓集成塊裝配圖，Pro/ENGINEER軟件強(qiáng)大的功能，裝配起來比較簡單，能夠自動的生成三視圖。通過裝配立體和透視圖，能很清楚的觀察到各個(gè)油路管道的連通，這在Pro/ENGINEER軟件上能夠形象直觀的反映出來，也方便了設(shè)計(jì)人員與安裝維修人員之間的技術(shù)交流。如圖3圖4所示。利用Pro/ENGINEER軟件繪制出集成塊的各個(gè)模塊后，設(shè)計(jì)人員可以很清楚的檢查油路是否相通，各個(gè)管道之間是否有干涉，還可以看透視圖，由于是三維立體圖，效果很好。尺寸可以不用顯示在圖上，需要時(shí)讓它顯示出來即可。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇（上）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[3] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇（下）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[4] 何存興，張鐵華.液壓傳動與氣壓傳動 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.endprint

摘 要：該文提出了一種將空間六面體的集成塊用Pro/ENGINEER軟件設(shè)計(jì)出來，通過空間立體圖形確定集成塊上液壓油道在空間的位置，由于集成塊內(nèi)部孔道多，孔深不一，有的應(yīng)該相通，有的卻不能相通，且立體交叉，錯(cuò)綜復(fù)雜。平面圖不能形象、直觀表現(xiàn)出集成塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該方法還便于油道之間的相互關(guān)系檢查，避免加工出錯(cuò)報(bào)廢。立體效果圖采用Pro/ENGINEER三維參數(shù)化軟件，可提升設(shè)計(jì)手段，保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，提高一次性設(shè)計(jì)的成功率。

關(guān)鍵詞：三維實(shí)體造型 ?Pro/ENGINEER ?參數(shù)化設(shè)計(jì) ?液壓集成塊

中圖分類號：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0085-02

液壓集成塊內(nèi)部通油孔道常常構(gòu)成十分密集，其組成又非標(biāo)準(zhǔn)件，目前應(yīng)用一些計(jì)算機(jī)輔助手段方便了平面圖的設(shè)計(jì)，但仍難以獲得高質(zhì)量的設(shè)計(jì)結(jié)果。該文試用Pro/ENGINEER軟件對液壓集成塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，可降低設(shè)計(jì)人員的勞動強(qiáng)度，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。借助于人機(jī)交互設(shè)備和手段，可以在近于真實(shí)的現(xiàn)場進(jìn)行方案的構(gòu)思、實(shí)施及檢驗(yàn)，提高了設(shè)計(jì)的合理性和可行性，并可對設(shè)計(jì)的工藝性、可靠性方便地作出直觀的評估，保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性，提高一次性設(shè)計(jì)的成功率。

1 液壓集成塊概述

在比較復(fù)雜的液壓系統(tǒng)中，使用集成塊可充分利用各種液壓元件的功能，使結(jié)構(gòu)更緊湊，密封性更好，便于安裝和調(diào)試[1]。但是集成塊專用性強(qiáng)，表面安裝的液壓元件多，閥體內(nèi)孔系復(fù)雜，因此，合理設(shè)計(jì)油道之間的相互關(guān)系，保證各元件按照液壓原理圖的工作要求集合于集成塊上，要求準(zhǔn)確性高、工作量大。

按液壓系統(tǒng)工作要求選擇好各液壓元件后，集成塊設(shè)計(jì)要解決的主要問題就是裝配孔系的設(shè)計(jì)和檢查。傳統(tǒng)的二維工程圖設(shè)計(jì)，效率低容易出錯(cuò)，造成損失，延誤開發(fā)時(shí)間。使用三維參數(shù)化軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)方法和手段上得以提升，立體效果圖使問題容易在設(shè)計(jì)階段被發(fā)現(xiàn)，避免加工后被動浪費(fèi)，同時(shí)在系列化多型號的液壓機(jī)械設(shè)計(jì)中，參數(shù)化設(shè)計(jì)將大大提高設(shè)計(jì)效率。

2 三維參數(shù)化機(jī)械設(shè)計(jì)軟件簡介

Pro/ENGINEER是基于Windows下的一種具有強(qiáng)大三維建模功能與工程圖繪制、實(shí)物渲染功能的計(jì)算機(jī)軟件，其野火版綜合了UG與SolidWorks三維造型軟件的特點(diǎn)，是基于零件特征的三維實(shí)體建模技術(shù)，可以進(jìn)行實(shí)體裝配、運(yùn)動分析、動畫設(shè)計(jì)等，三維實(shí)體可以直接自動生成二維工程圖樣[2]。也可以單獨(dú)進(jìn)行二維圖形設(shè)計(jì)。Pro/ENGINEER是一個(gè)全方位的三維產(chǎn)品開發(fā)軟件，集成了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、鈑金件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動測量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理功能于一體[3]。它強(qiáng)大的功能為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了巨大支持平臺。

3 集成塊三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的意義

在傳統(tǒng)的液壓回路中，液壓元件通過油管來實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，液壓元件的數(shù)量越多，連接的管件越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，系統(tǒng)壓力損失越大，占用空間也越大，維修、保養(yǎng)和拆裝越困難。而集成塊結(jié)構(gòu)緊湊，互換性能好，維修、拆裝方便。用Pro/ENGINEER軟件建立的三維實(shí)體效果圖，可以方便直觀地檢查各油孔之間的位置關(guān)系是否符合液壓系統(tǒng)原理圖的工作要求，各安裝孔的位置是否符合設(shè)計(jì)要求，通過立體圖形及透視圖，能夠清楚的了解集成塊的內(nèi)部油路結(jié)構(gòu)以及外面接口的走向，清楚的知道各個(gè)孔之間位置關(guān)系，形象直觀。由于是參數(shù)化的實(shí)體模型，設(shè)計(jì)人員能盡可能在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)問題，修改起來也很方便快捷。而且為了便于觀察各孔道，可以利用軟件的顯示功能將實(shí)體上擋住視線的部位切去，便可直觀顯示閥體內(nèi)部各個(gè)孔道的走向，采用透視的線框模型顯示，可從整體上觀察所有孔的空間分布情況，為了避免線型過多看不清，還可暫時(shí)不顯示與檢查無關(guān)的部位。

4 液壓集成塊設(shè)計(jì)

根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作要求，進(jìn)行受力分析設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的原理圖、選擇液壓元件、對液壓系統(tǒng)的性能進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證、然后用Pro/ENGINEER軟件設(shè)計(jì)液壓集成塊。設(shè)計(jì)液壓集成回路是設(shè)計(jì)液壓集成塊的一個(gè)關(guān)鍵，液壓集成塊的孔道設(shè)計(jì)是否合理，有沒有干涉孔，都和液壓回路的選擇有密切相關(guān)。設(shè)計(jì)液壓集成回路時(shí)，一般可以把液壓回路劃分為若干單元回路，每個(gè)單元回路一般由三個(gè)液壓元件組成，采用通用的壓力油路P和回油路T，這樣的單元回路稱液壓單元集成回路。設(shè)計(jì)液壓單元集成回路時(shí)，優(yōu)先選用通用液壓單元集成回路，以減少集成塊設(shè)計(jì)工作量，提高通用性。

把各液壓單元集成回路連接起來，組成液壓集成回路，液壓集成回路由底板、供油回路、壓力控制回路、方向回路、調(diào)速回路、頂蓋及測壓回路等單元液壓集成回路組成。液壓集成回路設(shè)計(jì)完成后，要和原液壓系統(tǒng)進(jìn)行比較，分析工作原理是否相同[4]。

液壓集成塊裝配由底板、方向調(diào)速塊、壓力塊、夾緊塊和頂蓋組成，由四個(gè)緊固螺栓把它們連接起來，再將其緊固在液壓油箱上，液壓泵通過油管與底板連接，組成液壓站，液壓元件分別固定在各集成塊上組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)。集成塊的閥體是安裝各種液壓元件，并且其內(nèi)部按照液壓系統(tǒng)原理圖要求能實(shí)現(xiàn)各元件之間油道連通的復(fù)雜功能塊，是集成塊設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)閥體的特征進(jìn)行建模，閥體的基本體是一個(gè)長方體，各面上要安裝液壓元件，因此閥體上的孔是主要的設(shè)計(jì)特征?？椎拇笮∨c液壓元件的通徑有關(guān)，已基本規(guī)格化，孔分通孔和盲孔，分別構(gòu)成閥體的油孔、安裝螺孔、工藝孔和臺階孔。

如圖1所示為底板塊，其作用是連接集成塊組。液壓泵供應(yīng)的壓力油P由底板引入各集成塊，液壓系統(tǒng)回油路T及泄漏油路L經(jīng)底板引入液壓油箱冷卻沉淀。圖2為底板的透視圖。頂蓋的主要用途是封閉主油路，安裝壓力表開關(guān)及壓力表來觀察液壓泵及系統(tǒng)各部分工作壓力。設(shè)計(jì)頂蓋時(shí)，要充分利用頂蓋的有效空間，也可把測壓回路、卸荷回路以及定位夾緊回路等布置在頂蓋上。

繪制好液壓集成塊的底塊、方向塊、壓力塊、夾緊塊、頂塊后，檢查校核各個(gè)塊之間的油路是否相通，是否有干涉，檢查無誤后，就可以把各個(gè)模塊組裝成一個(gè)完整的液壓集成塊裝配圖，Pro/ENGINEER軟件強(qiáng)大的功能，裝配起來比較簡單，能夠自動的生成三視圖。通過裝配立體和透視圖，能很清楚的觀察到各個(gè)油路管道的連通，這在Pro/ENGINEER軟件上能夠形象直觀的反映出來，也方便了設(shè)計(jì)人員與安裝維修人員之間的技術(shù)交流。如圖3圖4所示。利用Pro/ENGINEER軟件繪制出集成塊的各個(gè)模塊后，設(shè)計(jì)人員可以很清楚的檢查油路是否相通，各個(gè)管道之間是否有干涉，還可以看透視圖，由于是三維立體圖，效果很好。尺寸可以不用顯示在圖上，需要時(shí)讓它顯示出來即可。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇（上）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[3] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)篇（下）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[4] 何存興，張鐵華.液壓傳動與氣壓傳動 [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.endprint