應(yīng)用UG設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)液壓系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

1 前言
    航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有殼體油路復(fù)雜、零部件裝配緊湊的特點(diǎn),設(shè)計(jì)難度很大。
    傳統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)采用二維平面制圖,要求設(shè)計(jì)者具有足夠設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),較強(qiáng)的空間想象力,即便如此也容易出錯(cuò)。而利用UG軟件可以彌補(bǔ)這些不足,同時(shí)大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間,加快了產(chǎn)品研制周期。

2 具體應(yīng)用
    本章重點(diǎn)闡述采用UG設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)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(jī)構(gòu)殼體油路設(shè)計(jì)
    執(zhí)行機(jī)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(lái)聯(lián)通,油路直接加工在活門殼體凸臺(tái)上。油路的直徑根據(jù)流量需求、空間大小及活門凸臺(tái)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(jìn)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(jì)除了要保證功能需求外,還要保證機(jī)械加工的工藝性。有時(shí)原理圖上簡(jiǎn)單的聯(lián)通在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要增設(shè)幾條輔助油路。整個(gè)殼體的設(shè)計(jì)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(shí)體,用修剪實(shí)體的方法得到。
    由上可見(jiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。以下詳述如何用UG來(lái)實(shí)現(xiàn)油路設(shè)計(jì)。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(zhǎng)度。此方法優(yōu)點(diǎn)是直接生成Tip Angle,避免忽略其而產(chǎn)生的設(shè)計(jì)失誤。二是由圓拉伸。以上兩種方法對(duì)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(shí)體

2.2  執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體油路檢查
    UG軟件進(jìn)行油路設(shè)計(jì)不僅設(shè)計(jì)直觀,而且便于檢查。選擇View菜單下Operation中的Navigate options,可手動(dòng)逐步透視到殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。拖動(dòng)Object Display中的Translucency可實(shí)現(xiàn)殼體不同程度的透明度,是檢測(cè)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(diǎn),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(gè)油路設(shè)計(jì)是否正確,測(cè)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(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的裝配受到發(fā)動(dòng)機(jī)輪廓線的限制,裝機(jī)外廓尺寸應(yīng)控制在飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)裝配協(xié)調(diào),另一方面是執(zhí)行機(jī)構(gòu)本身零組件的裝配。
    通常用UG設(shè)計(jì)出執(zhí)行機(jī)構(gòu)三維模型的大概輪廓,然后與整機(jī)協(xié)調(diào),虛擬裝配,從裝配模型上直接表現(xiàn)出執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)是否可行。根據(jù)裝配情況,修整執(zhí)行機(jī)構(gòu)輪廓,確定最后設(shè)計(jì)尺寸。電液轉(zhuǎn)換裝置及電插座等電器元件占有執(zhí)行機(jī)構(gòu)很大外部空間,在輪廓設(shè)計(jì)時(shí)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(jiǎn)易模型即可(外部尺寸要準(zhǔn)確無(wú)誤)。發(fā)動(dòng)機(jī)模型非常復(fù)雜,為簡(jiǎn)化裝配部件,將模型Exporting as a Parasolid,生成一個(gè)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(jī)模型不再調(diào)用各個(gè)零組件,可以單獨(dú)被調(diào)用,節(jié)約了存儲(chǔ)空間及調(diào)用時(shí)間。
    在零組件(包括殼體)建模時(shí),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(guò)程也是對(duì)設(shè)計(jì)的校對(duì)過(guò)程。零件已經(jīng)設(shè)計(jì)完成,一般采用從底向上裝配。在零件級(jí)做的幾何編輯,利用該零件的裝配件會(huì)自動(dòng)更新。也可以在裝配模型的Assembly Navigator中選中需要編輯的件,點(diǎn)右鍵選Make Work Part,即可編輯。裝配中可以觀測(cè)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。考慮到自頂向下裝配的優(yōu)勢(shì),工作在裝配級(jí)時(shí)可以建立和編輯組件部件,在裝配級(jí)上做的幾何改變立即自動(dòng)地反映在零組件上。用這種裝配方法可以實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)零組件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)殼體同步設(shè)計(jì)。

2.4 用UG作設(shè)計(jì)說(shuō)明
    作為產(chǎn)品設(shè)計(jì),圖形說(shuō)明是必不可少的。原理說(shuō)明書(shū)、裝配說(shuō)明書(shū)及使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)中都需要大量的圖形說(shuō)明。
由UG的三維模型可直接生成二維圖,根據(jù)需要自動(dòng)生成剖視圖?？梢耘c傳統(tǒng)的二維圖一樣進(jìn)行標(biāo)注,生成符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的二維圖。在說(shuō)明書(shū)中,需要表示出執(zhí)行機(jī)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(shí)現(xiàn)。在爆炸視圖中,指定的零件從它們真實(shí)的位置移動(dòng),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(biāo)拖動(dòng)零件,直至滿足要求。零件明細(xì)表可以參考裝配圖中的部件清單制作,即Assemblies中的Part List。