基于Pro/E的變速箱殼體3D建模方法

董輝，丁兆福（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

基于Pro/E的變速箱殼體3D建模方法

董輝，丁兆福
（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

摘 要：文章引入模型特征分解整合的思路，通過使用Pro/E制圖軟件，對變速箱殼體實(shí)現(xiàn)由繁到簡、由簡到繁的模型搭建。此建模思路同樣適用于其他表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件。

關(guān)鍵詞：變速箱殼體；設(shè)計(jì)開發(fā)；Pro/E；建模

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.10.004

CLC NO.: U463.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-08-02

引言

變速箱殼體是變速箱所有部件中體積最大，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的零部件。若按照在一個模型中進(jìn)行所有相關(guān)特征的繪制設(shè)計(jì)方法，建模程度復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)。即使實(shí)現(xiàn)，模型中也會有上萬個甚至幾十萬個特征指令，指令繁多冗雜。此時模型中的任何一處修改，均可能導(dǎo)致模型后續(xù)眾多特征再生失敗的情況發(fā)生。

本文以某型號自動變速箱殼體為例，利用Pro/E 5.0 （CREO2.0），通過在不同維度構(gòu)建不同的模型再進(jìn)行組合的方式，實(shí)現(xiàn)對殼體的建模，且通過該種建模方式，也可以同時對鑄造及加工的可行性做出適當(dāng)有效地分析。

1、模型框架的建立

模型框架即為模型的骨架，所有的特征將在框架中進(jìn)行搭建。

在建模前需對所有已經(jīng)確定的接口及邊界進(jìn)行收集整理，并在新建的skel文件中將已有的接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為空間位置曲線或封閉曲面。

接口邊界包括但不限于以下幾點(diǎn)：

各軸軸心的空間位置；

發(fā)動機(jī)連接面的位置及形狀；

軸承安裝孔位置及大??；

差速器安裝孔位置及大?。?/p>

撥叉安裝孔位置及大?。?/p>

油泵安裝位置及接口形狀；

液壓模塊安裝位置及接口形狀；

油道的位置及大?。?/p>

空間布置邊界限制范圍等。

框架設(shè)計(jì)最常用到的命令為草繪，草繪尺寸需選擇穩(wěn)定不易更改的特征來約束，如輸入軸軸心、發(fā)動機(jī)連接面位置等。

在確定的接口搭建轉(zhuǎn)化完畢后，

可在骨架文件中對新接口進(jìn)行設(shè)計(jì)，亦轉(zhuǎn)化為空間曲線或封閉曲面。

2、內(nèi)表面和外表面的模型設(shè)計(jì)

內(nèi)表面即是模型內(nèi)部包羅面，外表面即是模型外部輪廓面。用復(fù)制幾何將框架中涉及到相應(yīng)面的骨架內(nèi)容導(dǎo)入，然后進(jìn)行內(nèi)表面或外表面的相關(guān)特征的設(shè)計(jì)，包括螺栓安裝特征，軸承安裝特征，導(dǎo)油潤滑特征等。

因變速箱殼體是通過壓鑄成型毛坯，在進(jìn)行機(jī)加工。所以在模型設(shè)計(jì)時，必須考慮鑄造的工藝性，包括拔模方向和拔模角度，便于鑄造時內(nèi)模脫模，鋁質(zhì)變速箱殼體常選取的拔模角為1.5°±1°。模型設(shè)計(jì)需同時考慮加工留取加工余量。

在對內(nèi)表面及外表面進(jìn)行設(shè)計(jì)時，常用且關(guān)鍵的命令便是外部復(fù)制幾何和斜度。外部復(fù)制幾何的作用是將其他文件中的內(nèi)容，包括形狀的空間位置，導(dǎo)入新文件中。斜度的作用是形成模型的拔模角度。

3、鑄造毛坯的模型生成

用復(fù)制幾何將內(nèi)外表面中的全部內(nèi)容導(dǎo)入新文件中，利用合并、實(shí)體化來生成鑄造模型。合并指令是將兩個曲面或兩個實(shí)體合并，并可選擇保留的內(nèi)容類型。實(shí)體化是將殼生成實(shí)體，也可以將殼進(jìn)行實(shí)體切除。

4、加工特征的設(shè)計(jì)

變速箱殼體的加工特征設(shè)計(jì)是指通過機(jī)加工的方式在毛坯進(jìn)行最終成型的部分，其中包括孔及面的加工。

常用到的命令有外部復(fù)制幾何、草繪、拉伸、旋轉(zhuǎn)。機(jī)加工特征最好設(shè)計(jì)為封閉曲面，便于最終模型的設(shè)計(jì)生成。

5、最終的設(shè)計(jì)成型

將毛坯外輪廓全部導(dǎo)入，實(shí)體化后導(dǎo)入機(jī)加工特征實(shí)體化切除，此時便生成了變速箱殼體的最終模型。

6、結(jié)論

變速箱殼體形狀復(fù)雜，若由一人設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程往往需要幾個月甚至幾年來進(jìn)行模型搭建。此建模方法的好處是可由幾個人來共同參與設(shè)計(jì)不同的模型Part，最后再匯總生成最終版模型，這樣可大大提高設(shè)計(jì)效率，縮短模型設(shè)計(jì)周期。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳修龍等.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:中國電力出版社,2011(06).

[2] 陳志民. Creo2.0完全學(xué)習(xí)手冊[M].北京:清華大學(xué)出版社,2014 (08).

[3] 齊衛(wèi)東.壓鑄工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2007 (07).

Modeling Design of clutch housing with the Pro/E Software

Dong Hui, Ding Zhaofu
( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Abstract:This article introduced the thinking of integrated model characteristic decomposition, through the use of Pro/E drawing software, to achieve gearbox shell by numerous to Jane, by Jane to numerous model is set up. This modeling ideas also apply to other surface structure of complex components.

Keywords:transmission housing; design and development; Pro/E; modeling

作者簡介：董輝，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心變速箱研究院。

中圖分類號：U463.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-7988(2015)10-08-02