大规模整机装配三维设计方法探讨

重型机械产品的零件数大多在数万件以上，其三维设计的装配，由于计算机系统速度、内存的限制，已不能沿用传统方法，即所有零件全部装入的模式，必须采用简化其部件三维实体模型的方法实现。本文以三维软件SolidWorks为例，逐一分析软件的几种部件模型简化方法，论述其方法特点和适用范围。并在典型部件上进行主要功能的对比测试，结合常规产品挤压机、操作机及起重机整机装配的应用，推荐不同场合下的部件模型简化模式，整机装配方法并分析可能出现的问题及其解决办法。 
　　一、引言 
　　当前，三维设计在机械零部件方面得到全面的应用，开始向机、电、液一体的整机设计方向迈进，5000个零件左右规模的部件以起重机桥架、锻压机本体为代表达到成熟应用的阶段。但其工程图生成时系统的速度滞后现象也开始出现，打开文件、剖视图生成等个别命令响应速度达到4、5分钟。在整机装配时，零件个数达到万件以上，死机、常用命令滞后一分钟和打开文件半小时以上的现象十分普遍，使得绝大部分产品总装无法执行，只能分部件显示或开始探索部件的简化方法。显然，有必要对软件功能做全面的研究，探索一种新的整机装配模式。 
　　二、软件提供的部件简化方法和测试 
　　几种部件基本的简化方法如下：重新建立简化模型；轻化方式装配；另存为包含所有零部件的多实体零件；另存为包含外表面零部件的多实体零件；另存为包含外表面的多曲面实体零件；生成Speed Pak配置。以下逐一论述其方法特点和测试情况。 
　　1.基本简化方法的特点 
　　（l）重新建立简化模型。 
　　一般以原有部件为基础，建立多实体零件，只保证安装尺寸、外型尺寸和部分剖视图的简化建模，以便上一级装配使用。公司现阶段起重机的系列标准件，全部采用了这一模式，具有以下特点：减少了打开文件的时间；模型稳定性增强；不支持部件内部的运动仿真；PDM管理时须外gua明细表。由于重建模型工作量较大，只适用于100个零件规模以下的部件。 
　　（2）轻化方式装配。 
　　零件只有实体、曲面进入装配，其草图、方程式等设计参考压缩以减少内存的方法。以此为基础，屏蔽高精度的显示、自动扑捉和自动更新等附属功能，形成针对大装配体的通用模式。这种方法简单实用，支持干涉检查、视图生成等基本功能，是一种广泛使用的装配模式。其缺点是由于屏蔽了内部方程式，不支持参数化设计；视图标注时若未屏蔽草图，边界有可能为草图线，当以大装配模式打开，标注出现对象丢失的现象。在5000个零件规模内的部件，有较好的使用效果。