基于UG的汽車手剎虛擬裝配技術應用

周曉剛

（健雄職業(yè)技術學院，江蘇 蘇州 215411）

裝配是按一定的精度和技術要求，將一組零散的零件，按一定的次序連接組合成產品的過程。其核心內容，是裝配序列規(guī)劃，對產品的質量起著關鍵性的作用。另一方面，裝配環(huán)節(jié)也是制約生產自動化的主要因素，裝配性能的好壞，是決定產品能否采用自動化裝配的關鍵。因此一個好的裝配順序規(guī)劃和工藝規(guī)劃，對改進產品設計、降低成本、縮短產品生產周期具有重要意義。

虛擬裝配從根本上改變了傳統(tǒng)的產品設計和制造模型，在實際生產之前，首先在虛擬制造環(huán)境中，完成虛擬產品原形代替實際產品進行試驗，對其可行性和裝配性進行評價，從而達到整個產品全局最優(yōu)，縮短產品設計和制造周期，降低產品開發(fā)成本，提高產品快速響應市場變化的能力。隨著國家工業(yè)化和信息化速度的加快和虛擬實現(xiàn)技術的不斷成熟，軟件、硬件的更加完備，虛擬裝配技術在企業(yè)得到越來越廣泛的應用。

UGNX作為一種當前最流行的高端三維CAD軟件，其具有強大而豐富的功能模塊，越來越受到青睞。UGNX提供了多功能模快，它們相互獨立又相互聯(lián)系，常用的模塊有：基本環(huán)境，零件建模，裝配，工程圖等。其中其裝配模塊又具有非常顯著的特點，使得UG在虛擬裝配技術應用方面得到越來越多的應用。

1 汽車手剎基座工程圖的創(chuàng)建

圖1 基座三維圖

圖2 基座工程圖

（2）設置視圖的顯示，添加基本視圖，在基本視圖工具條中選擇，并選擇比例為1∶1，在合適的位置放置視圖，同理放置其他方向的視圖，添加剖視圖。

2 手剎主要零部件的裝配

2.1 部件裝配

圖3 添加組件對話框

圖4 配對條件

按照相同的方法完成手剎棘爪部分的虛擬裝配，棘爪的裝配如圖8所示。在002與001裝配體的基礎上單擊裝配命令，打開008與006裝配后的裝配體，用同樣的裝配方法將其裝配起來，裝配結果如圖9所示。

圖5 零件006配對面

圖6 零件008配對面

圖7 加載圖

圖8 棘爪的裝配圖

圖9 手剎的裝配圖

2.2 裝配過程中約束關系的分析

配對條件應用在裝配中定位組建，可以指定一個部件相對于裝配體中的另一個部件（或特征）的放置方式和位置。UG中配對條件的類型包括配對、對齊和中心等。每個組件都有唯一的配對條件，這個配對條件由一個或多個約束組成，每個約束都會限制組件在一個或幾個自由度，從而確定組件的位置。在應用配對條件時應注意以下方面：

（1）使用配對和對齊時，兩個參照必須為同一類型（例如平面對平面，點對點）；

（2）在添加平行約束的時候，適當?shù)奶砑泳嚯x約束，可以更清楚的表示平行約束；

（3）當兩個旋轉曲面的直徑不相等，軸線選取無效或不方便選取時，可以選擇使用中心約束。

2.3 裝配干涉的檢查

干涉檢查，就是對機械產品在運動過程中，可能出現(xiàn)的碰撞或干涉進行檢查。干涉檢查是動態(tài)裝配仿真的關鍵部分，尤其是復雜的空間運動機構。在實際的產品設計中，當產品中的各個零部件組裝完成后，往往要檢查零部件之間的干涉情況。

干涉檢查的主要方法，有創(chuàng)建干涉體簡單干涉檢查和高亮顯示面簡單干涉檢查。干涉檢查的步驟：在裝配狀態(tài)下選中需要檢查干涉關系的裝配虛擬件，通過點選干涉檢查按鈕可以計算出兩兩虛擬件之間的干涉狀態(tài)。如不干涉或者干涉體積。圖10和圖11為lever arm與grip的裝配高亮顯示面簡單干涉檢查結果，橙色部分為干涉部分。

圖10 干涉檢查設置

圖11 干涉檢查結果

3 結束語

以UG NX軟件為平臺，以汽車手剎組件為產品設計對象，利用虛擬裝配技術，成功地在計算機虛擬環(huán)境中，完成了產品的裝配過程，并對裝配體進行干涉檢驗。可根據(jù)檢驗結果，修改設計。大大縮短了新產品的開發(fā)設計過程，降低成本、提高了產品質量。采用合理的虛擬裝配的方法，對設計數(shù)據(jù)進行有效的管理，虛擬裝配將在以后產品的設計和制造中發(fā)揮越來越重要的作用。

[1]章兆亮.UGNX5.0寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[2]張廣禮.UG18基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2002.

[3]李 宏.虛擬裝配技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代制造工程，2004，（12）：114-116.

[4]高 奇，徐 平.虛擬裝配技術在減速器設計中的應用[J].遼寧工程技術大學學報，2006，25（增刊）：239-240.