三维图形软件UG在水下动力系统复杂部件设计中的应用

优胜模具

1前言
   
    随着科学技术的发展和计算机辅助设计硬件技术的提高，为实现计算机绘图创造了条件。同时，由于水下动力系统部件设计日益标准化和规范化，也为实现计算机绘图提供了必要的条件。应用计算机绘图不仅有利于进行多方案比较，更好地体现设计意图，提高设计质量，确保设计精度，而且可缩短设计周期。因而应用计算机绘图是当前设计工作中非常有意义的工作。
   
    2三维图形软件UG的介绍
   
    UG具有功能强大、性能稳定以及兼容性好、交互性强等特点，近年来在我国的制造领域得到广泛的应用。其建模技术结合了传统建模和参数化建模的优点，采用尺寸驱动技术，具有全相关的参数化功能，是一种"复合建模"工具。复合建模功能可以让用户在实体建模、曲面建模、线框建模和基于特征参数建模等不同辅助设计方式中任意选择。在复杂部件的设计中，可根据已建立的三维零件模型，使用UG的各种应用功能对模型进行装配操作、创建二维工程图，也可对模型进行机构运动学、动力学分析和有限元分析，进行设计评估和优化;同时，还可根据模型设计工装夹具、进行加工处理，直接生产数控程序，用于产品的加工。使设计者可以根据工程设计的实际情况确定最佳方式，从而得到最佳设计效果。
   
    3零件造型设计
   
    应用UG的建模功能，可快速进行概念设计和详细设计，交互建立和编辑各种复杂的零部件模型。但对于一个零件模型，没有一种固定的建模顺序和建模方法，却有一定规律可循。一般应根据零部件的结构特点，先建立一个基本体素(在一个Part文件里，最多只能有一个体素，而且最好仅作为基础特征，否则不能保证各特征之间的相关性)或扫描特征作为零件的毛坯，再参照零件的粗加工过程逐步创建零件的孔、键槽、凸台等特征，最后参照零件的精加工过程创建倒圆、倒角、螺纹和阵列等特征。在建模过程中，我们根据建模的需要创建了相关的参考特征，并使各特征的建立顺序尽可能与零件的加工顺序保持一致。
   
    在对零件的进行特征分解时，分析其形状特点，然后把它隔离成几个主要的特征区域，建立一个粗略的特征图。在随后的基础特征设计时，作出零件的毛坯形状。在详细设计中，遵循以下原则:先粗后细，先作粗略的形状，再逐步细化;先大后小，先作大尺寸形状，再完成局部的细化;先外后里，先作外表面形状，再细化内部形状。利用细节设计(feature Operation)创建倒圆角、斜角，各类孔系，各类沟槽等细节。
   
    在建模过程中，根据零件特点，如果一个结构不能直接用三维特征完成，则需要找到结构的某个二维轮廓特征。然后用拉伸旋转扫描的方法，或者自由形状特征去建立模型。同时，利用相对Datum CSYS或相对Datum Plane(图1)，以保证相关性。
绘制完成后，可以利用模型导航(如图2)，查看设计步骤以及详细信息。零件的模型设计完成后，由于处于设计初期，零件的尺寸和形状还需要修改，我们可以利用UG软件的参数化技术对零件的每一特征进行特征参数修改。如图1中的转子，我们利用参数化设计-INSTANCE，使零件保持了很好的相关性，若要改变转子键槽的位置，可通过修改其定位尺寸实现。