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应用Solid3000进行自顶向下的装配设计

应用Solid3000进行自顶向下的装配设计 2011年12月04日 来源： Solid3000软件是新洲公司研发的国产三维CAD软件系统，它具有零件部件、装配、渲染和钣金、曲面曲线、数据接口等模块，特别是完全符合国标的工程图模块、材料清单（BOM表），国标三维的标准件库等等，大大方便了工程师的工作，完全适应国内用户的应用需求。最新推出V5.2版在功能和性能上有了进一步提高。运用三维设计软件提供的基于装配环境下的零件设计功能，能够从本质上实现自顶向下的装配设计思想，从而极大地提高了设计效率。一.自顶向下的设计方法solid3000软件提供自下而上设计一个装配体，或自顶向下进行设计，或两种方法结合使用。自下而上设计法是一种比较传统的方法，主要应用于相互结构关系及重建行为较为简单的零部件的独立设计，对于装配关系复杂的零部件设计，或进行夹具设计，自顶向下的方法就是工程师的首选。自顶而下的设计方法是从装配体中开始设计工作。设计过程中，可以使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件，或生成组装零件后才添加加工特征，可以将布局草图作为设计的开端，定义固定的零件位置，基准面等，然后参考这些定义来设计零件。在真正的概念设计里，很少是单个的组件来控制整个装配体。例如，假设一个汽车制造公司正在设计一种新型的自动变速器，输入的信息可能由包括潜在顾客，工业设计人员，结构工程师，制造工程师以及分包商在内的各种来源提供，概念设计可能从自动变速器（或自动变速驱动桥）的外壳开始设计。自动变速器有一些主要的部件，如传力机构，控制油路，及控制电路等，而在传力机构又分为液力变矩器，油泵，离合器，制动器，行星齿轮组，输入轴，中间轴，输出轴等结构。在自顶向下的装配体设计里，每个主要部件都将建立在概念自动变速器外壳内。每个部件可能还会有更小的部件装配体，这些装配休也将建立在其大的部件装配体内。自顶向下的设计过程的最末端是零件，图1：“solid3000自顶向下的设计方法”所示。

自顶向下设计的主要步骤如下：1．将新零件新增至装配体中当新增零部件到装配体中，必须给予名称并选择一个平面。此名称是当作零件名称用的，而选定的平面代表新零件之前参考平面的定位。2．在装配体中建立零件当建立新零件时，单击的平面成为作用中的草图，零件处于编辑零件模式，参照装配体的几何特征，采用标准方法建立零件。3．建立零部件间的装配约束关系，完成部件设计。二.以气缸为例来讲述自顶向下设计的思路下面就以自动变速器控制油路系统中的气缸子部件为例来讲述如何利用solid3000进行自顶向下的设计。1.在装配体中添加已有零部件。点击“装配”工具栏中的“装入子部件”按具栏中的“装入子部件”按钮，系统打开“子部件”对话框，选择“从零件装入”按钮，在适当的文件夹里选取合适的零部件“缸体.s2kprt”。如图2：添加装配体零部件所示。将所选零件放置于装配文件的合适位置。当将一个零部件（单个零件或子装配体）放入装配体中时，这个零部件文件会与装配体文件会与装配体文件链接。零部件出现在装配体中，但零部件的数据还保持在源零部件文件中，对零部件文件所进行的任何改变都会更新装配体。

添加装配体零部件的方法很多。工程师还可从“插入”下拉菜单中选取“子部件”。2.在装配体中设计新产生子部件。同在装配体添加已有零部件的操作类似，不同之处在于在“子部件”对话框中选择“新产生子部件”按钮来创建新的零部件“缸盖.s2kprt”。在“结构树”里选取零件“缸盖”，再在“装配”工具栏里选取“子部件编辑”按钮，系统进行装配环境下的零件编辑状态。选取合适的草图平面，再进行新生零件的设计。在零件设计过程中，为了充分利用已有零部件的特征，可选用系统提供的“使用实体边”的功能来进行草图设计。如图3：使用装配体实体边所示。这样，新生成的零件缸盖和原有零件缸体间就存在着关联关系。当缸体的结构特征发生变化时，缸盖相对应的结构特征也会自动更新。这样就保持了零部件之间结构关系的一致。

3.在已有的装配件中添加装配约束关系。在“装配”工具栏中选取“增加装配约束”按钮将各零件进行位置约束，如图4：添加装配约束关系所示。系统提供了非常丰富的约束关系供工程师使用，如重合、垂直、平行、同心、相切、距离、角度等。同时工程师在每进行一个装配约束时都可进行动态干涉检查，以便工程师及时发现问题，及时修正错误，将故障消灭在萌芽状态，从而节省设计时间，缩短项目周期，提高工作效率。

当装配件结束后，工程师可在装配实体里对零部件附着各种材质、颜色，添加零部件指引序号，如图5：气缸所示。如果需要，工程师还可根据需要将其结果进行渲染，再以各种图片格式文件输出，可供它用。

三.结束语以上就是我们以自动变速器控制油路系统中的气缸这样一个极小的部件讲述了如何运用solid3000进行自顶而下的装配设计过程。用这种方法设计的零部件，设计结果一般不会出现干涉现象。对于装配贴合面复杂的零件，可用此法完成零件的轮廓线设计，从而有效地降低设计工作量。在真正的装配体设计里，通常会混合使用自顶向下和自下而上的装配体设计方式，因此在设计过程中还应灵活运用各种设计方法以提高生产效率。三维CAD具有二维CAD所无法比拟的功能，特别是在复杂实体，曲面造型，三维有限元建模，复杂装配，干涉检查，动态仿真，CAM，反求设计，快速原型等等方面。三维CAD的应用，产品的三维数字化定义，不仅为产品和工装模具的数控加工提供了几何模型，而且为应用CAE技术提供了可能，使之能应用三维实体模型进行装配干涉检查，机构运动分析，有限元分析及其前后处理等工程分析。三维CAD为CAD技术的不断深化发展开拓了广阔空间和无限前程。(end)

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