引言

洗衣機在日常生活中使用較為普遍,分為滾筒洗衣機和波輪洗衣機兩種類型。滾筒洗衣機洗滌效果比波輪洗衣機要好,但其結構復雜,傳統(tǒng)的開發(fā)過程繁瑣、效率較低、繪圖量大。利用虛擬化設計軟件,可以對滾筒洗衣機的零件進行虛擬設計和整機裝配,并可獲得整機的虛擬拆卸結果,進而進行產品質量特性分析、結構受力分析、機構運動仿真等。

UG是一個交互式CAD/CAM/CAE系統(tǒng),具有強大的虛擬化設計功能,在設計與制造領域得到了廣泛的應用,利用它可進行滾筒洗衣機的虛擬設計、虛擬裝配及虛擬拆卸。本文針對某型號榮事達滾筒洗衣機進行虛擬化設計,然后進行虛擬裝配及虛擬拆卸。

1虛擬化設計

1.1洗衣機外殼虛擬化設計

運用UG8.5軟件,建立榮事達滾筒洗衣機的外殼虛擬模型,如圖1所示。實際上洗衣機的外殼是一個裝配體,包含了上蓋板、控制面板、洗滌劑盒、前門蓋、濾清器小門等組件。創(chuàng)建上蓋板的虛擬模型,首先創(chuàng)建上蓋板的截面草圖,再進行拉伸、抽殼、倒角,得到虛擬化模型:創(chuàng)建控制面板的虛擬化模型,首先創(chuàng)建控制面板整體輪廓的草圖,再進行拉伸獲得整體輪廓的三維圖形,在此基礎上繪制按鈕的草圖進行拉伸,再與整體輪廓求和:創(chuàng)建洗滌劑盒的虛擬化模型,首先創(chuàng)建洗滌劑盒的草圖,接著拉伸獲得三維圖形,接著再創(chuàng)建草圖,拉伸后與原先的三維圖形求差:創(chuàng)建前門蓋的虛擬模型,首先創(chuàng)建前門蓋的截面草圖,再拉伸、求差、求和、陣列,得到虛擬化模型:創(chuàng)建濾清器小門的虛擬化模型,該模型比較簡單,首先創(chuàng)建草圖,拉伸后即可完成。最后,切換到軟件的裝配模塊,在該模塊完成洗衣機外殼的裝配,從而完成洗衣機外殼虛擬化設計。

1.2洗衣機內筒虛擬化設計

運用UG8.5軟件,建立榮事達滾筒洗衣機的內筒虛擬模型,如圖2所示。首先繪制草圖,然后拉伸生成內筒的整體模型,接著抽殼獲得內筒殼體,在殼體的基礎上打一個圓孔,對此圓孔進行陣列,最終繪制出內筒虛擬模型。

1.3洗衣機外筒虛擬化設計

運用UG8.5軟件,建立榮事達滾筒洗衣機的外筒虛擬模型,如圖3所示。首先繪制草圖,然后拉伸獲得外筒的整體模型,接著在外筒整體模型的基礎上打中心孔,接著繪制凹陷部分的草圖,然后拉伸后與整體模型進行求差,再對凹陷部分陣列:繪制外筒的外部凸出部分,該凸出部分進行對稱操作,最終繪制出外筒的虛擬模型。

1.4洗衣機其他零件的虛擬化設計

運用UG8.5軟件,除了上述幾個核心零件以外,尚需建立榮事達滾筒洗衣機其他零件的虛擬化模型。綜合運用草圖、拉伸、回轉、打孔、陣列、鏡像等各種方法,繪制出其他零件三維模型,包括玻璃視窗、大皮帶輪、電機等。

(1)玻璃視窗、控制面板、密封圈、前框等零件的虛擬化設計如圖4所示。

(2)大皮帶輪、小帶輪、電機、皮帶等零件的虛擬化設計如圖5所示。

(3)加熱管、過濾器、進水電磁閥、減震器零件的虛擬化設計如圖6所示。

2虛擬裝配

在進行新產品開發(fā)時,當完成了零件的設計后,就可以把所有零件組裝起來,這種虛擬現(xiàn)實的方式稱為虛擬裝配。在前期虛擬化設計的基礎上,利用虛擬裝配,可以驗證產品組成零件裝配設計的正確性,從而可以及早發(fā)現(xiàn)裝配中的問題,對模型進行修改,避免在現(xiàn)實裝配中出現(xiàn)問題。

在UG8.5中,常見的裝配方法有三種,分別是:自底向上、自頂向下、混合裝配。一般常用的裝配方法是自底向上:先建立單個零件的虛擬模型,再裝配成子裝配體,最后組裝成裝配體,自底向上逐級地進行裝配。本文利用自底向上裝配法,先新建滾筒洗衣機外殼虛擬模型,依次引用已建立的單個零件的虛擬模型,利用不同的約束關系逐級裝配,最后完成滾筒洗衣機的總體裝配。裝配好的榮事達滾筒洗衣機模型如圖7所示。

圖7虛擬裝配的榮事達滾筒洗衣機

3虛擬拆卸

虛擬拆卸是在裝配的環(huán)境下,把已裝配的組件拆分開來,顯示整個裝配的組成狀況。在裝配工具欄中單擊"爆炸圖"按鈕,打開"爆炸圖"工具欄。單擊"新建爆炸圖"命令,新建一個爆炸圖,并命名為"x1y1J1",單擊"確定"按鈕。單擊"編輯爆炸視圖"命令,彈出"編輯爆炸視圖"窗口,利用這個窗口,按照洗衣機的拆卸順序放置零件,如圖8所示。

圖8虛擬拆卸的榮事達滾筒洗衣機

4結語

在某型號榮事達滾筒洗衣機設計過程中應用UG8.5軟件進行虛擬化設計和虛擬裝配,能準確地反映滾筒洗衣機組成零件的形狀尺寸及裝配關系。通過在虛擬環(huán)境下進行虛擬裝配,可以檢測組成零件之間的裝配是否干涉,從而修正原始的設計數(shù)據,縮短滾筒洗衣機的設計周期,降低設計成本,提高設計效率。