基于UG NX的柱塞泵虛擬裝配設計

李大泓 張俠

摘要：文章介紹了利用UG軟件對液壓系統里的柱塞泵進行虛擬裝配設計的過程，包括整體裝配、簡單間隙檢查與修改和爆炸圖的制作，為其他產品的虛擬裝配提供了一種簡單高效的裝配方法。

關鍵詞：UG;柱塞泵;裝配

1? UG裝配應用模塊概述

UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一個產品，廣泛應用于航空航天、軍工、船舶、汽車、家電、電子、機械等行業。其功能主要有建模（產品造型設計）、裝配、鈑金設計、模具設計、數控編程與加工仿真和運動仿真等。其中，裝配應用模塊可以根據零部件之間的相對位置關系完成產品整體結構裝配，還可對裝配模型進行干涉檢查、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到裝配問題并進行精準修改。此外，裝配應用模塊還可以進行裝配爆炸，制作裝配過程動畫。NX軟件是模擬真實產品裝配過程，因此屬于虛擬裝配方式。

2? 柱塞泵結構分析

柱塞泵是液壓系統的一個重要裝置。它依靠柱塞在缸體中往復運動，使密封工作容腔的容積發生變化來實現吸油、壓油;柱塞泵具有額定壓力高、結構緊湊、效率高和流量調節方便等優點。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。此次裝配設計的的柱塞泵結構如圖1所示。

從圖1可以看出，柱塞泵的零件之間的約束關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? 柱塞泵虛擬裝配設計

3.1 零部件建模設計

根據上述分析，利用UG軟件完成圖1所示柱塞泵中12個零件的模型如圖2所示。

3.2 裝配

由于柱塞泵的結構選擇混合裝配。在混合裝配的前提下把柱塞泵分為兩個子裝配：

第一個子裝配：曲軸-泵殼體-泵蓋-螺釘-皮帶輪-螺母，如圖3。

第二個子裝配：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盈配合，利用NX中的簡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誤的，曲軸的下底面不應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系。柱塞泵利用UG軟件設計的爆炸圖如圖7所示。這樣制作的爆炸圖導入裝配圖后，更便于裝配師傅的安裝。

4? 總結

本文以UG NX軟件的虛擬裝配應用模塊為設計基礎，針對柱塞泵的整體結構進行虛擬裝配，并利用裝配靜態干涉分析技術來進一步完善虛擬裝配，最后制作裝配爆炸圖。

UG NX 軟件的虛擬裝配可以有效檢驗產品設計結構與尺寸的合理性，減少了機加工試驗修改的次數，降低了生產成本。而虛擬裝配中的爆炸圖的制作更是為產品實際生產中的裝配工序提高了三維空間的參考，避免安裝錯誤，可有效縮短裝配工時，提高生產效率。

參考文獻：

[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 中文版完全學習手冊[M].武漢：華中科技 大學出版社，2011.

[3]展迪優.UG NX8.0典型實例解析[M].三版.北京：機械工業出版社，2012.

[4]宋志國，葉鋒，劉軍華.CAD/CAM技術應用[M].北京交通大學出版社，2014.

[5]聞邦椿.機械設計手冊（第1卷）[M].五版.機械工業出版社，2010.

[6]王志昆.UG 軟件的虛擬裝配模塊在教學實踐領域的應用研究[J].山東工業技術，2013，09：25-26.

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