1.2樣機的虛擬裝配
各零部件三維建模后,利用計算機可進行虛擬裝配。虛擬裝配能以可視化的方式展示并改進浮選機的裝配關系,同時可對浮選機各個零部件的靜態干涉進行檢驗分析,及時修改設計中不合理的部分,初步評價設計是否合理,避免實際裝配階段因為零件的設計錯誤而需要重新設計加工。
(1)裝配方法
在Solidworks中可以使用多種不同的方法將零件插人到裝配體文件中并利用豐富的裝配約束關系對零件進行定位。設計者通過點、線、面的相對關系來確定零部件的位置或尺寸。配體中通過對零件進行顯示/隱藏、壓縮/解除壓縮、輕化/還原等操作,可以對裝配體進行控制。由各個零件間的幾何位置確定各個零件間的配合關系,如同心,相距距離,平行重合等最終完成零件的裝配,在裝配過程中盡量以實際工藝中的基準面為裝配標準,避免采用裝配關系傳遞方式來確定零部件之問的位置。
(2)提高裝配效率
在裝配時,對于大型裝配體,由于同時調人的部件數目較多。不僅占用過多系統資源而且計算時間會較長甚至導致程序意外錯誤而退出,可以根據大型裝配體裝配時對小裝配體的具體要求,采用以下幾種方法來減少裝配數據量,提高裝配效率。
①利用Solidworks軟件的輕化零件功能,即系統在生成裝配體將零件模型調入計算機內存時,僅將部分零件模型數據載人內存,其余的則根據需要載人。因為計算的數據較少,使用輕化零件裝人裝配體比使用完全還原的零件裝人同一裝配體速度要快,重建的速度更快。
②利用Solidworks軟件的縮略(壓縮)功能,即暫時將不涉及裝配關系的零部件從裝配體中移除(不是刪除)。它不裝人內存,不再是裝配體中有功能的部分,其包含的配合關系也被縮略。浮選機裝配體包含大量零部件,通過改變零部件的縮略狀態來簡化模型,可以大大提高系統性能,減少工作時裝人和計算的數據量,減少模型重建的時間。
③簡化裝配的零部件模型:對于標準零部件,在設計過程中只需對其外形尺寸和主要參數即可,其內部構成則不必進行分析和討論。模擬裝配時,可將其簡化成一個實體零件,無需將其分解組裝成為部件模型,以減少裝配體的數據量,提高計算機的效率。
通過以上的裝配方法,最終完成浮選機的各個零部件的裝配。浮選機的虛擬裝配后的三維效果如圖4所示。
真實感。例如葉輪裝置和定子裝置采用的尼龍橡膠材料,通過渲染將設計的零件渲染成真實的尼龍橡膠件,如圖2,圖3所示,而浮選機裝配體的整機渲染效果如圖5所示。
一般來說,干涉檢查主要包括靜態干涉檢查和動態千涉檢查兩方面內容。靜態干涉主要是判斷有固定位置和方向的物體之間是否發生干涉。利用Solidworks自帶工具條對浮選機進行靜態干涉檢查,可以選擇"工具"下的"干涉檢查"工具條,在裝配體中選擇兩個或多個零部件,運行干涉檢查即可。如果存在干涉,則干涉信息清單上會列出所有干涉零件名稱,并在圖形區域上顯示干涉包圍的區域和大小。
動態干涉主要是判斷運動過程中的物體是否發生碰撞。對于浮選機虛擬樣機,動態干涉檢查可以選用MDI公司專為Solidworks開發的COSMOSMotion作為運動仿真模塊。在限定主軸部件的轉速后,通過電機帶動主軸的旋轉,觀察主軸在運行狀態下是否震動,通過運動仿真檢查葉輪機構在旋轉過程中是否與定子裝置發生干涉等。
1.5有限元分析
用SolidWorks自帶的插件Cosmosworks,可以將模型通過標準數據接口,調人并進行有限元分析。對于浮選機虛擬樣機,主要考慮的是主軸附件的切向應力及葉輪轉子的強度問題。通過對零件劃分網格,得到有限元網格圖,再按浮選機工作時承受的旋轉壓力,進行受力分析,計算出主軸及葉輪葉片各部位的受力情況,以及檢查強度情況,設計是否滿足強度要求。最后利用Solidworks計算出整機重量及進行平衡性檢查,完成整機的設計。
1.6二維工程圖的轉換
當設計結束后,利用Solidworks的快速制圖功能,通過導出所要的三維圖選擇投影方向就能迅速生成與三維零件和裝配體相關的*. SLDDRW格式的二維工程圖,同時,對于習慣AutoCAD軟件的設計人員來說,Solidworks也可以保存為于AutoCAD相關聯的*.DWG格式,然后再在AutoCAD中對其進行修改。經過三維建模、虛擬裝配誼染、干涉檢查、工程圖轉換等虛擬設計過程,確定所設計的浮選機無錯誤后便可進行物理樣機的制造工。圖6是通過Soildworks的投影功能在AutoCAD中修改完成的二維工釋圖。
2結語
總之,通過上述設計裝配過程可以看出,整個過程與實際的工藝過程是非常相似的,就像是在用現有的零部件,真正地裝配浮選機,這樣在設計階段就可以發現并解決浮選機的外觀造型、運動干涉、生產工藝實現、裝配工藝等問題。這對節約成本,減輕設計人員的設計量,縮短設計周期起著十分重要的作用。