使用UG NX4.0三維軟件設(shè)計(jì)客車車架

2013-05-14 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線

張靜來(lái)源:萬(wàn)方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:客車底盤(pán) 車架總成三維設(shè)計(jì) UG Nx4.0
客車車架是客車底盤(pán)的重要組成部分,通常是用二維軟件設(shè)計(jì),有一定的局限性。本文介紹使用UG Nx4.0三維軟件對(duì)車架進(jìn)行設(shè)計(jì)。

客車車架是底盤(pán)系統(tǒng)的重要組成部分,是整車的總支承架,是各個(gè)總成的安裝基礎(chǔ)。一般客車廠都采用二維軟件簡(jiǎn)單、快速設(shè)計(jì)車架,但設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤無(wú)法直觀發(fā)現(xiàn),有一定的局限性。相對(duì)而言,三維設(shè)計(jì)更直觀,更易于發(fā)現(xiàn)沒(méi)計(jì)中的不足。本文以我公司6111H1客車三段式車架結(jié)構(gòu)為例,介紹基于UG NX4.0i維軟件的客車車架設(shè)計(jì)方法。

UG Nx軟件是美國(guó)UGS公司開(kāi)發(fā)的Unigaphics(UG)軟件,是一個(gè)集CAD/CAM/cAE于一體的大型CAD軟件,是目前全世界應(yīng)用最為廣泛的集成化軟件之一,功能強(qiáng)大,內(nèi)容豐富。近年來(lái),以其先進(jìn)的理論基礎(chǔ)、強(qiáng)大的工程背景、完善的功能和專業(yè)化的技術(shù)服務(wù),已經(jīng)在航空航天、汽車、模具和家電等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。用它設(shè)計(jì)客車車架,既可以校核設(shè)計(jì)中的不足,也可以計(jì)算和分析出部件的質(zhì)量和受力情況,對(duì)優(yōu)化車架結(jié)構(gòu)很有益。

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    1 基于UG NX 4.0的車架總成設(shè)計(jì)

    我公司6111H1客車車架是三段式結(jié)構(gòu),車架由鈑金件、沖壓件、型材、標(biāo)準(zhǔn)件等組合構(gòu)成,車架前、后段多用鈑金件、沖壓件,中段多用型材。

    1.1 鈑金件、沖壓件的設(shè)計(jì)

車架總成零件中除了左.、右縱梁是沖壓件外,其他零件多數(shù)是鈑金件。不論是鈑金件,還是沖壓件,建模方式類同。相同零件建模的途徑可能不同。建模步驟如下:第一,選擇一個(gè)繪圖基準(zhǔn),繪制零件的輪廓草圖,如圖1所示;第二,拉伸,輸人參數(shù)偏置厚度,如圖2所示;第三,建模后達(dá)不到設(shè)計(jì)效果的地方可通過(guò)編輯參數(shù)修改,直至滿意為止。再進(jìn)行鉆孔等其他供作,如圖3所示。

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在使用UG Nx4.0設(shè)計(jì)中,可以靈活使用多種方法進(jìn)行設(shè)計(jì),以達(dá)到異曲同工的效果。一般也可以繪制零件截面草圖,拉伸生成。如圖4、圖5所示。

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1.2型材的設(shè)計(jì)

車架中多用的型材有方管、角鋼等,設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)外形尺寸先畫(huà)好零件的輪廓草圖,如圖6所示;草圖完成后通過(guò)拉伸來(lái)完成長(zhǎng)度設(shè)計(jì),如圖7所示。

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    1.3標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)

車架總成除了焊接連接,還需要螺栓等連接,以柔化其他件與車架的剛性連接。在UG NX 4.0中,設(shè)計(jì)圖8所示的螺栓具體步驟如下:第一,先畫(huà)六角頭法蘭盤(pán)草圖。旋轉(zhuǎn)成型;第二,在法蘭盤(pán)上繪六角頭草圖,拉伸成型;第三,在法蘭盤(pán)另一面上用圓臺(tái)命令繪螺桿圖;第四,在螺桿上部倒圓角。螺紋線部分沒(méi)必要在三維視圖中表達(dá)出來(lái)。圖9為M6螺母三維效果圖。

其他零部件(如各種支撐梁、加強(qiáng)板等)的三維設(shè)計(jì)方法類同。UG Nx4.0是個(gè)功能很強(qiáng)大的軟件,靈活地掌握各種方法,在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以達(dá)到事半功倍的效果。

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    1.4車架的裝配設(shè)計(jì)

車架各種零部件設(shè)計(jì)好后就可進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)。裝配設(shè)計(jì)是個(gè)很耗時(shí)間和精力的過(guò)程,設(shè)計(jì)時(shí)更要細(xì)心。三維裝配設(shè)計(jì)要求零件在裝配空間的每一方向都要有約束,完全約束后零部件位置不得有任何轉(zhuǎn)動(dòng)、拖動(dòng)、移動(dòng)關(guān)系。裝配的關(guān)鍵是零部件的定位約束,定位約束選擇得好,對(duì)于修改也很方便,因?yàn)樵赨G NX4.0中裝配是一環(huán)扣一環(huán)的連鎖過(guò)程,每一步都會(huì)影響到下一步的裝配關(guān)系。裝配過(guò)程中如果未能達(dá)到設(shè)計(jì)的裝配效果,可通過(guò)重新定位組件對(duì)裝配關(guān)系進(jìn)行修改。如圖10所示。

設(shè)計(jì)裝配時(shí),一般優(yōu)先裝配大型零件,再裝配小型零件。裝配時(shí),對(duì)影響裝配的零件可先隱藏。我公司6111H1客車車架在裝配時(shí),先裝配前、后段小總成,再三段裝配合成總車架。在前、后段小總成裝配中,先裝配左、右縱梁,后裝配橫梁、各種支撐梁及其他標(biāo)準(zhǔn)件。全部零件裝配以后,發(fā)現(xiàn)原來(lái)的二維設(shè)計(jì)與三維設(shè)計(jì)并不完全相符合。從三維裝配圖中可以發(fā)現(xiàn)一些原二維圖紙存在的錯(cuò)誤,并對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行修正設(shè)計(jì)。一般三維設(shè)計(jì)完成后要進(jìn)行有限元或運(yùn)動(dòng)分析,校核設(shè)計(jì)是否滿足對(duì)整車的質(zhì)量和性能要求,本文就不贅述。

    1.5 三維圖紙向二維圖紙轉(zhuǎn)化

車架三維設(shè)計(jì)完成后,要轉(zhuǎn)為能夠具有指導(dǎo)實(shí)際操作的圖紙就必須轉(zhuǎn)化為二維圖紙。AutoCAD是比較專業(yè)的工程制圖軟件,功能強(qiáng)大,使用范圍、行業(yè)廣泛。可作為二維轉(zhuǎn)換軟件,用UG Nx4.0制圖生成二維圖形,然后將其導(dǎo)出轉(zhuǎn)換為/.dwg或者*.dxf式的文件,以便能在AutoCAD中打開(kāi)。導(dǎo)出結(jié)束后,可使用AutoCAD編輯文字、標(biāo)注尺寸等。

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2 結(jié)束語(yǔ)

由于使用三維軟件設(shè)計(jì),對(duì)電腦配置要求較高,所以在很多客車廠使用UG NX4.0進(jìn)行三維設(shè)計(jì)并沒(méi)有完全普及,造成效率較低、圖紙錯(cuò)誤不少、設(shè)計(jì)質(zhì)量下降、制造成本過(guò)高等現(xiàn)象。應(yīng)用UG Nx4.0三維設(shè)計(jì)軟件能夠提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,減少設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤。事實(shí)說(shuō)明,推廣應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的一個(gè)好方法,也是機(jī)械設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用發(fā)展的必然之路。

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