基于UG NX的柱塞泵虛擬裝配設(shè)計(jì)

李大泓 張俠

摘要：文章介紹了利用UG軟件對(duì)液壓系統(tǒng)里的柱塞泵進(jìn)行虛擬裝配設(shè)計(jì)的過(guò)程，包括整體裝配、簡(jiǎn)單間隙檢查與修改和爆炸圖的制作，為其他產(chǎn)品的虛擬裝配提供了一種簡(jiǎn)單高效的裝配方法。

關(guān)鍵詞：UG;柱塞泵;裝配

1? UG裝配應(yīng)用模塊概述

UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個(gè)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工、船舶、汽車、家電、電子、機(jī)械等行業(yè)。其功能主要有建模（產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)）、裝配、鈑金設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控編程與加工仿真和運(yùn)動(dòng)仿真等。其中，裝配應(yīng)用模塊可以根據(jù)零部件之間的相對(duì)位置關(guān)系完成產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)裝配，還可對(duì)裝配模型進(jìn)行干涉檢查、間隙的分析和重量管理等操作，以便使用者能夠快速的檢測(cè)到裝配問(wèn)題并進(jìn)行精準(zhǔn)修改。此外，裝配應(yīng)用模塊還可以進(jìn)行裝配爆炸，制作裝配過(guò)程動(dòng)畫。NX軟件是模擬真實(shí)產(chǎn)品裝配過(guò)程，因此屬于虛擬裝配方式。

2? 柱塞泵結(jié)構(gòu)分析

柱塞泵是液壓系統(tǒng)的一個(gè)重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封工作容腔的容積發(fā)生變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油、壓油;柱塞泵具有額定壓力高、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和流量調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。目前市面上的柱塞泵種類一般分為單柱塞泵、臥式柱塞泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵。此次裝配設(shè)計(jì)的的柱塞泵結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從圖1可以看出，柱塞泵的零件之間的約束關(guān)系主要包括以下三種：

①接觸：曲軸下端面和泵殼體下底面;泵蓋下底面和泵殼體上圓面;螺釘頭下底面和泵蓋上圓面;皮帶輪下底面和曲軸凸臺(tái)上表面;螺母下表面和皮帶輪上表面;連桿頭和曲軸;連桿頭和連桿;泵殼體和活塞缸體;活塞缸體和活塞缸蓋;螺釘和活塞缸蓋。

②自動(dòng)判斷中心/軸：曲軸和泵殼體;泵殼體和泵蓋;曲軸和皮帶輪;皮帶輪和螺母;連桿頭和連桿的螺紋孔;連桿上的孔和活塞小軸;活塞小軸和活塞;泵殼體和活塞缸體;螺釘和螺釘孔。

③中心：曲軸和連桿頭;連桿和活塞小軸;活塞小軸和活塞。

3? 柱塞泵虛擬裝配設(shè)計(jì)

3.1 零部件建模設(shè)計(jì)

根據(jù)上述分析，利用UG軟件完成圖1所示柱塞泵中12個(gè)零件的模型如圖2所示。

3.2 裝配

由于柱塞泵的結(jié)構(gòu)選擇混合裝配。在混合裝配的前提下把柱塞泵分為兩個(gè)子裝配：

第一個(gè)子裝配：曲軸-泵殼體-泵蓋-螺釘-皮帶輪-螺母，如圖3。

第二個(gè)子裝配：從左往右：連桿頭-連桿-活塞小軸-活塞-活塞缸體-活塞缸蓋-螺釘，如圖4。

3.3 干涉分析

柱塞泵的零件配合為間隙配合和過(guò)盈配合，利用NX中的簡(jiǎn)單間隙檢查功能反映為硬和軟只要檢查零件之間的軟硬即可分析配合的正誤。在一開始為了便于裝配我們的曲軸和泵殼體的一處裝配是錯(cuò)誤的，曲軸的下底面不應(yīng)該與泵殼體的下底面接觸。

3.4 爆炸圖

NX中的爆炸功能是為了更好的去了解零件的裝配關(guān)系。柱塞泵利用UG軟件設(shè)計(jì)的爆炸圖如圖7所示。這樣制作的爆炸圖導(dǎo)入裝配圖后，更便于裝配師傅的安裝。

4? 總結(jié)

本文以UG NX軟件的虛擬裝配應(yīng)用模塊為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，針對(duì)柱塞泵的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行虛擬裝配，并利用裝配靜態(tài)干涉分析技術(shù)來(lái)進(jìn)一步完善虛擬裝配，最后制作裝配爆炸圖。

UG NX 軟件的虛擬裝配可以有效檢驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與尺寸的合理性，減少了機(jī)加工試驗(yàn)修改的次數(shù)，降低了生產(chǎn)成本。而虛擬裝配中的爆炸圖的制作更是為產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)中的裝配工序提高了三維空間的參考，避免安裝錯(cuò)誤，可有效縮短裝配工時(shí)，提高生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉偉.UG NX8 中文版從入門到精通[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[2]溫正，張小勇.UG NX8.0 中文版完全學(xué)習(xí)手冊(cè)[M].武漢：華中科技 大學(xué)出版社，2011.

[3]展迪優(yōu).UG NX8.0典型實(shí)例解析[M].三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[4]宋志國(guó)，葉鋒，劉軍華.CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用[M].北京交通大學(xué)出版社，2014.

[5]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第1卷）[M].五版.機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[6]王志昆.UG 軟件的虛擬裝配模塊在教學(xué)實(shí)踐領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2013，09：25-26.

[7]夏平均，姚英學(xué).虛擬裝配的研究綜述與分析（Ⅱ）[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，40（6）：942-947.