UG軟件在農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置設(shè)計中的應(yīng)用

孫燕燕

摘要：UG軟件在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域具有強(qiáng)大功能。利用UG軟件對勺式玉米精密排種器進(jìn)行三維建模，通過該實(shí)例介紹UG軟件在機(jī)械裝置設(shè)計及其裝配過程中的應(yīng)用。結(jié)果表明，UG軟件可為農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置的研究設(shè)計提供新的可能性。

關(guān)鍵詞：UG軟件；排種器；建模；裝配；三維；應(yīng)用

中圖分類號：TP391.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2017）02-0026-03

在機(jī)械自動化設(shè)計領(lǐng)域，需要對進(jìn)行設(shè)計的裝置進(jìn)行軟件仿真，這樣能夠有效地減低成本和對所設(shè)計的裝置進(jìn)行改進(jìn)與修正。三維建模能夠精準(zhǔn)地對模型進(jìn)行仿真和研究。三維建模的軟件有很多，都屬于三維CAD軟件的應(yīng)用范疇。其中，UG（Unigraphics）軟件在設(shè)計理念上較其他的軟件有很大突破，具有強(qiáng)大的功能，能夠優(yōu)化三維建模，尤其體現(xiàn)在機(jī)械自動化領(lǐng)域。零件越是復(fù)雜，這種優(yōu)越性體現(xiàn)得越明顯。

勺式玉米精密排種器是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域?qū)τ衩走M(jìn)行播種的自動機(jī)械化裝置。本課題利用UG軟件對勺式玉米精密排種器進(jìn)行三維建模，以證明該軟件在設(shè)計領(lǐng)域的強(qiáng)大功能。

1 UG軟件及其主要技術(shù)特征

UG軟件由于其強(qiáng)大的功能，在各個領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。其數(shù)據(jù)庫非常全面，可以與CAD/CAE/CAM等軟件實(shí)現(xiàn)對接和交換；在建模的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)體建模、曲面建模和線框等方式的統(tǒng)一；建成的模型直觀并可參數(shù)驅(qū)動；二維、三維的模型能夠?qū)崿F(xiàn)工程圖的轉(zhuǎn)換；二次開發(fā)功能強(qiáng)大，可與各種語言對接，實(shí)現(xiàn)圖形與語言的函數(shù)結(jié)合；界面人性化，簡介明了，易于學(xué)習(xí)。

2 排種器模型的建立

使用UG軟件建模，可以分為3種類型，即標(biāo)準(zhǔn)幾何體、簡單幾何體及復(fù)雜幾何體。標(biāo)準(zhǔn)幾何體是通過制定的命令直接生成的；簡單幾何體是在二維線框的基礎(chǔ)上，通過拉伸、回轉(zhuǎn)等命令實(shí)現(xiàn)的；復(fù)雜幾何體是在簡單幾何體的基礎(chǔ)上，通過凸臺、腔體、鏡像、抽殼等命令實(shí)現(xiàn)的。

勺式玉米精密排種器的主要結(jié)構(gòu)包括投種輪、殼體、隔板、分種勺盤和軸盤，對其分別進(jìn)行建模。

2.1 投種輪

投種輪建模步驟為：1） 采用草圖、拉伸建立投種輪基體；2） 孔命令生成3個通孔；3） 陣列30個U型孔。投種輪模型如圖1所示。

2.2 殼體

殼體建模步驟為：1） 采用草圖、拉伸建立殼體基體；2） 拉伸命令生成中心孔特征；3） 孔命令生成伸出項(xiàng)上的4個小孔；4） 求差命令完成投種口的標(biāo)識。殼體模型如圖2所示。

2.3 隔板

隔板建模步驟為：1） 拉伸命令生成隔板基體；2） 陣列特征命令創(chuàng)建排種器的護(hù)種板；3） 孔命令生成中心孔特征；4） 用拔模命令形成內(nèi)部的凹槽；5） 孔命令修剪投種口、定位孔等。隔板模型如圖3所示。

2.4 分種勺盤

分種勺盤建模步驟為：1） 采用草圖、拉伸生成勺盤基體；2） 孔命令生成各定位孔和中心孔；3） 建立15個剪切建立勺。分種勺盤模型如圖4所示。

2.5 軸盤焊合

軸盤焊合建模步驟為：1） 采用草圖、拉伸命令建立軸盤焊合基體；2） 基準(zhǔn)平面命令生成鍵；3） 孔命令生成定位孔。軸盤焊合模型如圖5所示。

3 零部件模型的裝配

計算機(jī)虛擬裝配是通過計算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對要設(shè)計和生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行虛擬裝配的過程。虛擬裝配的優(yōu)點(diǎn)是不需要生產(chǎn)出實(shí)際的產(chǎn)品，便可對其做出評價和預(yù)測。這樣設(shè)計出來的零件易于修改和創(chuàng)新，能夠有效節(jié)約成本。目前，在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域或其他產(chǎn)品的設(shè)計過程中，通常使用這樣的思路來完成零部件模型的設(shè)計。

在勺式玉米精密排種器各個零件三維模型的基礎(chǔ)上，采用虛擬裝配的方法進(jìn)行處理，按照由底向上裝配順序完成排種器的虛擬裝配。具體操作過程為：

1） 放置元件軸盤焊合，放置位置為絕對原點(diǎn)；

2） 安裝殼體，使軸盤焊合和殼體連接，約束對齊、接觸；

3） 安裝投種輪，使投種輪中心孔通過軸盤焊合，約束同心；

4） 安裝隔板，以2和3的裝配參照，使隔板放在投種輪后，約束對齊、接觸；

5） 安裝分種勺盤，以2，3和4的裝配參照，約束對齊、接觸、距離。經(jīng)過以上操作，排種器的虛擬裝配完成，其裝配圖如圖6所示。

4 結(jié)語

利用UG軟件對勺式玉米精密排種器進(jìn)行三維建模，體現(xiàn)了該軟件在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的強(qiáng)大功能，為農(nóng)業(yè)機(jī)械裝置的研究設(shè)計提供了新的可能性。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡建平，毛罕平.精密播種技術(shù)的研究與創(chuàng)新[J].農(nóng)機(jī)化研究，2003（4）：52-53.

[2] 廖慶喜，舒彩霞.我國玉米精密排種器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2003（8）：25-27.

[3] 李世國，李強(qiáng).Pro/ENGINEER Wildfire中文版范例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4] 張偉.UG在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用解析[J].工程技術(shù)：全文版，2016（11）：227.

[5] 曾賺寶.UG軟件在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用探究[J].教育，2016（11）：317.

Application of UG Software on Agricultural Machinery Device Design

SUN Yanyan

（Liaoning Equipment Manufacture College， Shenyang 110161， China）

Abstract： UG software has powerful function in the machinery design field. In this paper scoop corn precision seed-metering device was 3D modeled by using UG software， and this example introduced the application of UG software on machinery device design and the assembling process. The results showed that UG software could provide new possibility for study design of agricultural machinery device.

Key words： UG software； seed-metering device； modeling； assemble； three-dimensional； application