應(yīng)用UG設(shè)計發(fā)動機液壓系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)

1 前言
    航空發(fā)動機控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)具有殼體油路復(fù)雜、零部件裝配緊湊的特點,設(shè)計難度很大。
    傳統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計采用二維平面制圖,要求設(shè)計者具有足夠設(shè)計經(jīng)驗,較強的空間想象力,即便如此也容易出錯。而利用UG軟件可以彌補這些不足,同時大大縮短設(shè)計時間,加快了產(chǎn)品研制周期。

2 具體應(yīng)用
    本章重點闡述采用UG設(shè)計執(zhí)行機構(gòu)殼體的優(yōu)越性,及UG在零部件裝配中的應(yīng)用。
2.1 執(zhí)行機構(gòu)殼體油路設(shè)計
    執(zhí)行機構(gòu)殼體內(nèi)部通常包含各種執(zhí)行活門,它們是根據(jù)具體執(zhí)行功能而設(shè)置的?；铋T之間靠油路來聯(lián)通,油路直接加工在活門殼體凸臺上。油路的直徑根據(jù)流量需求、空間大小及活門凸臺尺寸決定。油路內(nèi)流通的液壓油按油的壓力大小分為高壓油、定壓油、控制油及低壓油,通常低壓總回油路直徑最大,高壓進油路次之,定壓油路和控制油路直徑小一些。不同油路之間保持一定間距。油路的設(shè)計除了要保證功能需求外,還要保證機械加工的工藝性。有時原理圖上簡單的聯(lián)通在實際設(shè)計中需要增設(shè)幾條輔助油路。整個殼體的設(shè)計不僅需要直油路,還需要有平面斜油路,甚至空間斜油路。圖1是殼體主要活門部位剖面實體,用修剪實體的方法得到。
    由上可見執(zhí)行機構(gòu)殼體設(shè)計的復(fù)雜性。以下詳述如何用UG來實現(xiàn)油路設(shè)計。通常采用三種方法鋪設(shè)油路:一是用Hole命令,一般選Simple hole。輸入Diameter、Depth、Tip Angle,選中平面,定位,即可生成?？梢跃庉?重新定位,修改直徑,長度。此方法優(yōu)點是直接生成Tip Angle,避免忽略其而產(chǎn)生的設(shè)計失誤。二是由圓拉伸。以上兩種方法對直油路生成很有效。三是先畫出油路中心線,以此為Curve Vector作圓柱即可。此方法適合斜油路和空間油路的鋪設(shè)。

圖1殼體剖面實體

2.2  執(zhí)行機構(gòu)殼體油路檢查
    UG軟件進行油路設(shè)計不僅設(shè)計直觀,而且便于檢查。選擇View菜單下Operation中的Navigate options,可手動逐步透視到殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。拖動Object Display中的Translucency可實現(xiàn)殼體不同程度的透明度,是檢測內(nèi)部結(jié)構(gòu)的好方法。還可以利用殼體外部尺寸比較規(guī)整的特點,用Extrude命令拉伸面形成殼體外部形狀,用Subtract剪出殼體的反模型。如圖2所示。油路成為圓柱體,非常直觀。直接旋轉(zhuǎn)查看各個油路設(shè)計是否正確,測量油路之間距離更加便捷。

圖2殼體反模型

2.3 裝配應(yīng)用
    執(zhí)行機構(gòu)在發(fā)動機上的裝配受到發(fā)動機輪廓線的限制,裝機外廓尺寸應(yīng)控制在飛機的發(fā)動機艙的限制尺寸之內(nèi),因而虛擬裝配有著重要意義。裝配應(yīng)用于兩方面:一方面是與整機裝配協(xié)調(diào),另一方面是執(zhí)行機構(gòu)本身零組件的裝配。
    通常用UG設(shè)計出執(zhí)行機構(gòu)三維模型的大概輪廓,然后與整機協(xié)調(diào),虛擬裝配,從裝配模型上直接表現(xiàn)出執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)是否可行。根據(jù)裝配情況,修整執(zhí)行機構(gòu)輪廓,確定最后設(shè)計尺寸。電液轉(zhuǎn)換裝置及電插座等電器元件占有執(zhí)行機構(gòu)很大外部空間,在輪廓設(shè)計時必須考慮,現(xiàn)在大部分廠家不提供三維模型,只要用UG做出其簡易模型即可(外部尺寸要準確無誤)。發(fā)動機模型非常復(fù)雜,為簡化裝配部件,將模型Exporting as a Parasolid,生成一個后綴為XMT_TXT的文件,然后創(chuàng)建新的PRT文件,再Import Parasolid,將XMT_TXT文件導(dǎo)入。新建的整機模型不再調(diào)用各個零組件,可以單獨被調(diào)用,節(jié)約了存儲空間及調(diào)用時間。
    在零組件(包括殼體)建模時,考慮裝配的應(yīng)用,建立必須的引用集(body、facet)。引用集不僅可清晰裝配件的顯示,還可減少裝配部件文件的大小。零組件的裝配過程也是對設(shè)計的校對過程。零件已經(jīng)設(shè)計完成,一般采用從底向上裝配。在零件級做的幾何編輯,利用該零件的裝配件會自動更新。也可以在裝配模型的Assembly Navigator中選中需要編輯的件,點右鍵選Make Work Part,即可編輯。裝配中可以觀測到零部件之間是否干涉,外表面零件(六角頭螺塞、螺釘、接頭等)之間是否留有足夠使用裝配工具(扳手、螺絲刀等)空間?？紤]到自頂向下裝配的優(yōu)勢,工作在裝配級時可以建立和編輯組件部件,在裝配級上做的幾何改變立即自動地反映在零組件上。用這種裝配方法可以實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)零組件和執(zhí)行機構(gòu)殼體同步設(shè)計。

2.4 用UG作設(shè)計說明
    作為產(chǎn)品設(shè)計,圖形說明是必不可少的。原理說明書、裝配說明書及使用維護說明書中都需要大量的圖形說明。
由UG的三維模型可直接生成二維圖,根據(jù)需要自動生成剖視圖?？梢耘c傳統(tǒng)的二維圖一樣進行標注,生成符合標準規(guī)范的二維圖。在說明書中,需要表示出執(zhí)行機構(gòu)的裝配關(guān)系,指出各零部件關(guān)系,利用UG生成裝配爆炸視圖即可實現(xiàn)。在爆炸視圖中,指定的零件從它們真實的位置移動,如圖3所示。爆炸視圖可以清晰地了解裝配中各組件的相互關(guān)系。一般確定矢量方向后用光標拖動零件,直至滿足要求。零件明細表可以參考裝配圖中的部件清單制作,即Assemblies中的Part List。