使用UG NX4.0三維軟件設(shè)計客車車架

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

張靜來源:萬方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:客車底盤車架總成三維設(shè)計 UG Nx4.0
客車車架是客車底盤的重要組成部分,通常是用二維軟件設(shè)計,有一定的局限性。本文介紹使用UG Nx4.0三維軟件對車架進行設(shè)計。

客車車架是底盤系統(tǒng)的重要組成部分,是整車的總支承架,是各個總成的安裝基礎(chǔ)。一般客車廠都采用二維軟件簡單、快速設(shè)計車架,但設(shè)計中的錯誤無法直觀發(fā)現(xiàn),有一定的局限性。相對而言,三維設(shè)計更直觀,更易于發(fā)現(xiàn)沒計中的不足。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)計方法。

UG Nx軟件是美國UGS公司開發(fā)的Unigaphics(UG)軟件,是一個集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,功能強大,內(nèi)容豐富。近年來,以其先進的理論基礎(chǔ)、強大的工程背景、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)計客車車架,既可以校核設(shè)計中的不足,也可以計算和分析出部件的質(zhì)量和受力情況,對優(yōu)化車架結(jié)構(gòu)很有益。

使用UG NX4.0三維軟件設(shè)計客車車架autocad design圖片1

    1 基于UG NX 4.0的車架總成設(shè)計

    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、標準件等組合構(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

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,選擇一個繪圖基準,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,建模后達不到設(shè)計效果的地方可通過編輯參數(shù)修改,直至滿意為止。再進行鉆孔等其他供作,如圖3所示。

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在使用UG Nx4.0設(shè)計中,可以靈活使用多種方法進行設(shè)計,以達到異曲同工的效果。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

車架中多用的型材有方管、角鋼等,設(shè)計時根據(jù)外形尺寸先畫好零件的輪廓草圖,如圖6所示;草圖完成后通過拉伸來完成長度設(shè)計,如圖7所示。

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    1.3標準件的設(shè)計

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)計圖8所示的螺栓具體步驟如下:第一,先畫六角頭法蘭盤草圖。旋轉(zhuǎn)成型;第二,在法蘭盤上繪六角頭草圖,拉伸成型;第三,在法蘭盤另一面上用圓臺命令繪螺桿圖;第四,在螺桿上部倒圓角。螺紋線部分沒必要在三維視圖中表達出來。圖9為M6螺母三維效果圖。

其他零部件(如各種支撐梁、加強板等)的三維設(shè)計方法類同。UG Nx4.0是個功能很強大的軟件,靈活地掌握各種方法,在設(shè)計過程中可以達到事半功倍的效果。

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    1.4車架的裝配設(shè)計

車架各種零部件設(shè)計好后就可進行裝配設(shè)計。裝配設(shè)計是個很耗時間和精力的過程,設(shè)計時更要細心。三維裝配設(shè)計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、拖動、移動關(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,對于修改也很方便,因為在UG NX4.0中裝配是一環(huán)扣一環(huán)的連鎖過程,每一步都會影響到下一步的裝配關(guān)系。裝配過程中如果未能達到設(shè)計的裝配效果,可通過重新定位組件對裝配關(guān)系進行修改。如圖10所示。

設(shè)計裝配時,一般優(yōu)先裝配大型零件,再裝配小型零件。裝配時,對影響裝配的零件可先隱藏。我公司6111H1客車車架在裝配時,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準件。全部零件裝配以后,發(fā)現(xiàn)原來的二維設(shè)計與三維設(shè)計并不完全相符合。從三維裝配圖中可以發(fā)現(xiàn)一些原二維圖紙存在的錯誤,并對錯誤進行修正設(shè)計。一般三維設(shè)計完成后要進行有限元或運動分析,校核設(shè)計是否滿足對整車的質(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)計完成后,要轉(zhuǎn)為能夠具有指導(dǎo)實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。導(dǎo)出結(jié)束后,可使用AutoCAD編輯文字、標注尺寸等。

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2 結(jié)束語

由于使用三維軟件設(shè)計,對電腦配置要求較高,所以在很多客車廠使用UG NX4.0進行三維設(shè)計并沒有完全普及,造成效率較低、圖紙錯誤不少、設(shè)計質(zhì)量下降、制造成本過高等現(xiàn)象。應(yīng)用UG Nx4.0三維設(shè)計軟件能夠提高設(shè)計質(zhì)量,減少設(shè)計中的錯誤。事實說明,推廣應(yīng)用三維設(shè)計軟件是提高設(shè)計質(zhì)量的一個好方法,也是機械設(shè)計軟件應(yīng)用發(fā)展的必然之路。

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