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摘 要：该文提出了一种将空间六面体的集成块用Pro/ENGINEER软件设计出来，通过空间立体图形确定集成块上液压油道在空间的位置，由于集成块内部孔道多，孔深不一，有的应该相通，有的却不能相通，且立体交叉，错综复杂。平面图不能形象、直观表现出集成块的内部结构。该方法还便于油道之间的相互关系检查，避免加工出错报废。立体效果图采用Pro/ENGINEER三维参数化软件，可提升设计手段，保证设计准确性，提高一次性设计的成功率。
关键词：三维实体造型 Pro/ENGINEER 参数化设计 液压集成块
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0085-02
液压集成块内部通油孔道常常构成十分密集，其组成又非标准件，目前应用一些计算机辅助手段方便了平面图的设计，但仍难以获得高质量的设计结果。该文试用Pro/ENGINEER软件对液压集成块进行设计，可降低设计人员的劳动强度，提高设计效率和质量。借助于人机交互设备和手段，可以在近于真实的现场进行方案的构思、实施及检验，提高了设计的合理性和可行性，并可对设计的工艺性、可靠性方便地作出直观的评估，保证设计准确性，提高一次性设计的成功率。
1 液压集成块概述
在比较复杂的液压系统中，使用集成块可充分利用各种液压元件的功能，使结构更紧凑，密封性更好，便于安装和调试[1]。但是集成块专用性强，表面安装的液压元件多，阀体内孔系复杂，因此，合理设计油道之间的相互关系，保证各元件按照液压原理图的工作要求集合于集成块上，要求准确性高、工作量大。
按液压系统工作要求选择好各液压元件后，集成块设计要解决的主要问题就是装配孔系的设计和检查。传统的二维工程图设计，效率低容易出错，造成损失，延误开发时间。使用三维参数化软件进行设计，在设计方法和手段上得以提升，立体效果图使问题容易在设计阶段被发现，避免加工后被动浪费，同时在系列化多型号的液压机械设计中，参数化设计将大大提高设计效率。
2 三维参数化机械设计软件简介
Pro/ENGINEER是基于Windows下的一种具有强大三维建模功能与工程图绘制、实物渲染功能的计算机软件，其野火版综合了UG与SolidWorks三维造型软件的特点，是基于零件特征的三维实体建模技术，可以进行实体装配、运动分析、动画设计等，三维实体可以直接自动生成二维工程图样[2]。也可以单独进行二维图形设计。Pro/ENGINEER是一个全方位的三维产品开发软件，集成了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析和产品数据库管理功能于一体[3]。它强大的功能为机械设计提供了巨大支持平台。
3 集成块三维参数化设计的意义
在传统的液压回路中，液压元件通过油管来实现相互之间的连接，液压元件的数量越多，连接的管件越多，结构越复杂，系统压力损失越大，占用空间也越大，维修、保养和拆装越困难。而集成块结构紧凑，互换性能好，维修、拆装方便。用Pro/ENGINEER软件建立的三维实体效果图，可以方便直观地检查各油孔之间的位置关系是否符合液压系统原理图的工作要求，各安装孔的位置是否符合设计要求，通过立体图形及透视图，能够清楚的了解集成块的内部油路结构以及外面接口的走向，清楚的知道各个孔之间位置关系，形象直观。由于是参数化的实体模型，设计人员能尽可能在设计阶段发现问题，修改起来也很方便快捷。而且为了便于观察各孔道，可以利用软件的显示功能将实体上挡住视线的部位切去，便可直观显示阀体内部各个孔道的走向，采用透视的线框模型显示，可从整体上观察所有孔的空间分布情况，为了避免线型过多看不清，还可暂时不显示与检查无关的部位。
4 液压集成块设计
根据液压系统的工作要求，进行受力分析设计计算、设计液压系统的原理图、选择液压元件、对液压系统的性能进行计算验证、然后用Pro/ENGINEER软件设计液压集成块。设计液压集成回路是设计液压集成块的一个关键，液压集成块的孔道设计是否合理，有没有干涉孔，都和液压回路的选择有密切相关。设计液压集成回路时，一般可以把液压回路划分为若干单元回路，每个单元回路一般由三个液压元件组成，采用通用的压力油路P和回油路T，这样的单元回路称液压单元集成回路。设计液压单元集成回路时，优先选用通用液压单元集成回路，以减少集成块设计工作量，提高通用性。
把各液压单元集成回路连接起来，组成液压集成回路，液压集成回路由底板、供油回路、压力控制回路、方向回路、调速回路、顶盖及测压回路等单元液压集成回路组成。液压集成回路设计完成后，要和原液压系统进行比较，分析工作原理是否相同[4]。
液压集成块装配由底板、方向调速块、压力块、夹紧块和顶盖组成，由四个紧固螺栓把它们连接起来，再将其紧固在液压油箱上，液压泵通过油管与底板连接，组成液压站，液压元件分别固定在各集成块上组成一个完整的液压系统。集成块的阀体是安装各种液压元件，并且其内部按照液压系统原理图要求能实现各元件之间油道连通的复杂功能块，是集成块设计的关键。设计时根据阀体的特征进行建模，阀体的基本体是一个长方体，各面上要安装液压元件，因此阀体上的孔是主要的设计特征。孔的大小与液压元件的通径有关，已基本规格化，孔分通孔和盲孔，分别构成阀体的油孔、安装螺孔、工艺孔和台阶孔。
如图1所示为底板块，其作用是连接集成块组。液压泵供应的压力油P由底板引入各集成块，液压系统回油路T及泄漏油路L经底板引入液压油箱冷却沉淀。图2为底板的透视图。顶盖的主要用途是封闭主油路，安装压力表开关及压力表来观察液压泵及系统各部分工作压力。设计顶盖时，要充分利用顶盖的有效空间，也可把测压回路、卸荷回路以及定位夹紧回路等布置在顶盖上。
绘制好液压集成块的底块、方向块、压力块、夹紧块、顶块后，检查校核各个块之间的油路是否相通，是否有干涉，检查无误后，就可以把各个模块组装成一个完整的液压集成块装配图，Pro/ENGINEER软件强大的功能，装配起来比较简单，能够自动的生成三视图。通过装配立体和透视图，能很清楚的观察到各个油路管道的连通，这在Pro/ENGINEER软件上能够形象直观的反映出来，也方便了设计人员与安装维修人员之间的技术交流。如图3图4所示。利用Pro/ENGINEER软件绘制出集成块的各个模块后，设计人员可以很清楚的检查油路是否相通，各个管道之间是否有干涉，还可以看透视图，由于是三维立体图，效果很好。尺寸可以不用显示在图上，需要时让它显示出来即可。
参考文献
[1] 杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册[M].北京：机械工业出版社，2007.
[2] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件设计基础篇（上）[M].北京：清华大学出版社，2003.
[3] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件設计基础篇（下）[M].北京：清华大学出版社，2003.
[4] 何存兴，张铁华.液压传动与气压传动 [M].武汉：华中科技大学出版社，2005.
关键词：三维实体造型 Pro/ENGINEER 参数化设计 液压集成块
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0085-02
液压集成块内部通油孔道常常构成十分密集，其组成又非标准件，目前应用一些计算机辅助手段方便了平面图的设计，但仍难以获得高质量的设计结果。该文试用Pro/ENGINEER软件对液压集成块进行设计，可降低设计人员的劳动强度，提高设计效率和质量。借助于人机交互设备和手段，可以在近于真实的现场进行方案的构思、实施及检验，提高了设计的合理性和可行性，并可对设计的工艺性、可靠性方便地作出直观的评估，保证设计准确性，提高一次性设计的成功率。
1 液压集成块概述
在比较复杂的液压系统中，使用集成块可充分利用各种液压元件的功能，使结构更紧凑，密封性更好，便于安装和调试[1]。但是集成块专用性强，表面安装的液压元件多，阀体内孔系复杂，因此，合理设计油道之间的相互关系，保证各元件按照液压原理图的工作要求集合于集成块上，要求准确性高、工作量大。
按液压系统工作要求选择好各液压元件后，集成块设计要解决的主要问题就是装配孔系的设计和检查。传统的二维工程图设计，效率低容易出错，造成损失，延误开发时间。使用三维参数化软件进行设计，在设计方法和手段上得以提升，立体效果图使问题容易在设计阶段被发现，避免加工后被动浪费，同时在系列化多型号的液压机械设计中，参数化设计将大大提高设计效率。
2 三维参数化机械设计软件简介
Pro/ENGINEER是基于Windows下的一种具有强大三维建模功能与工程图绘制、实物渲染功能的计算机软件，其野火版综合了UG与SolidWorks三维造型软件的特点，是基于零件特征的三维实体建模技术，可以进行实体装配、运动分析、动画设计等，三维实体可以直接自动生成二维工程图样[2]。也可以单独进行二维图形设计。Pro/ENGINEER是一个全方位的三维产品开发软件，集成了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析和产品数据库管理功能于一体[3]。它强大的功能为机械设计提供了巨大支持平台。
3 集成块三维参数化设计的意义
在传统的液压回路中，液压元件通过油管来实现相互之间的连接，液压元件的数量越多，连接的管件越多，结构越复杂，系统压力损失越大，占用空间也越大，维修、保养和拆装越困难。而集成块结构紧凑，互换性能好，维修、拆装方便。用Pro/ENGINEER软件建立的三维实体效果图，可以方便直观地检查各油孔之间的位置关系是否符合液压系统原理图的工作要求，各安装孔的位置是否符合设计要求，通过立体图形及透视图，能够清楚的了解集成块的内部油路结构以及外面接口的走向，清楚的知道各个孔之间位置关系，形象直观。由于是参数化的实体模型，设计人员能尽可能在设计阶段发现问题，修改起来也很方便快捷。而且为了便于观察各孔道，可以利用软件的显示功能将实体上挡住视线的部位切去，便可直观显示阀体内部各个孔道的走向，采用透视的线框模型显示，可从整体上观察所有孔的空间分布情况，为了避免线型过多看不清，还可暂时不显示与检查无关的部位。
4 液压集成块设计
根据液压系统的工作要求，进行受力分析设计计算、设计液压系统的原理图、选择液压元件、对液压系统的性能进行计算验证、然后用Pro/ENGINEER软件设计液压集成块。设计液压集成回路是设计液压集成块的一个关键，液压集成块的孔道设计是否合理，有没有干涉孔，都和液压回路的选择有密切相关。设计液压集成回路时，一般可以把液压回路划分为若干单元回路，每个单元回路一般由三个液压元件组成，采用通用的压力油路P和回油路T，这样的单元回路称液压单元集成回路。设计液压单元集成回路时，优先选用通用液压单元集成回路，以减少集成块设计工作量，提高通用性。
把各液压单元集成回路连接起来，组成液压集成回路，液压集成回路由底板、供油回路、压力控制回路、方向回路、调速回路、顶盖及测压回路等单元液压集成回路组成。液压集成回路设计完成后，要和原液压系统进行比较，分析工作原理是否相同[4]。
液压集成块装配由底板、方向调速块、压力块、夹紧块和顶盖组成，由四个紧固螺栓把它们连接起来，再将其紧固在液压油箱上，液压泵通过油管与底板连接，组成液压站，液压元件分别固定在各集成块上组成一个完整的液压系统。集成块的阀体是安装各种液压元件，并且其内部按照液压系统原理图要求能实现各元件之间油道连通的复杂功能块，是集成块设计的关键。设计时根据阀体的特征进行建模，阀体的基本体是一个长方体，各面上要安装液压元件，因此阀体上的孔是主要的设计特征。孔的大小与液压元件的通径有关，已基本规格化，孔分通孔和盲孔，分别构成阀体的油孔、安装螺孔、工艺孔和台阶孔。
如图1所示为底板块，其作用是连接集成块组。液压泵供应的压力油P由底板引入各集成块，液压系统回油路T及泄漏油路L经底板引入液压油箱冷却沉淀。图2为底板的透视图。顶盖的主要用途是封闭主油路，安装压力表开关及压力表来观察液压泵及系统各部分工作压力。设计顶盖时，要充分利用顶盖的有效空间，也可把测压回路、卸荷回路以及定位夹紧回路等布置在顶盖上。
绘制好液压集成块的底块、方向块、压力块、夹紧块、顶块后，检查校核各个块之间的油路是否相通，是否有干涉，检查无误后，就可以把各个模块组装成一个完整的液压集成块装配图，Pro/ENGINEER软件强大的功能，装配起来比较简单，能够自动的生成三视图。通过装配立体和透视图，能很清楚的观察到各个油路管道的连通，这在Pro/ENGINEER软件上能够形象直观的反映出来，也方便了设计人员与安装维修人员之间的技术交流。如图3图4所示。利用Pro/ENGINEER软件绘制出集成块的各个模块后，设计人员可以很清楚的检查油路是否相通，各个管道之间是否有干涉，还可以看透视图，由于是三维立体图，效果很好。尺寸可以不用显示在图上，需要时让它显示出来即可。
参考文献
[1] 杨培元，朱福元.液压系统设计简明手册[M].北京：机械工业出版社，2007.
[2] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件设计基础篇（上）[M].北京：清华大学出版社，2003.
[3] 林清安.Pro/ENGINEER2001零件設计基础篇（下）[M].北京：清华大学出版社，2003.
[4] 何存兴，张铁华.液压传动与气压传动 [M].武汉：华中科技大学出版社，2005.