基于MDTools的液压集成块三维设计.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 5 ． 2 0 1 2 基于 MD T o o l s的液压集成块三维设计 王文静， 冯 东方电气集团 东方 电机有限公 司， 超 四川 德 阳6 1 8 0 0 0 摘 要 三维辅助设计是液压集成块设计的发展趋势 。在介绍和分析 了 MD T o o l s 集成块设计 系统功能 、 应用优势 、 设计流程的基础上 ， 将其成功应用于 3 1 5 T油压机液压系统集 成块 的设计 ， 使集成块 的设计更加直观 、 准确 、 高效 ， 为集成块 的三维设计提供 了一种新思路 和参考 。 关键词 MD T o o l s ； 液压集成块 ； 三维设计 中图分类号 T H1 3 7 T H 7 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 2 0 5 - 0 0 1 7 0 3 Th r e e d i me n s i o n a l De s i g n o f Hy d r a u hc M a n i f o l d Bl o c k Ba s e d o n MDTo o l s W AN G We n - ri n g ， F E NG C h a o D o n g f a n g E l e c t r i c Ma c h i n e r y C o ． ，L t d ． ，D e y a n g 6 1 8 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h r e e d i me n s i o n a l CAD i s t h e d e v e l o p me n t t r e n d o f d e s i g n f o r h y d r a u l i c ma n i f o l d b l o c k ． T h i s p a p e r i n t r o d u c e s a n d a n a l y s e s MDT o o l s s t r u c t u r e f u n c t i o n ， a p p l i c a t i o n a d v a n t a g e a n d d e s i g n fl o w，t h e n s u c c e s s f u l l y u s e d i t t o t h e h y d r a u l i c ma n i f o l d b l o c k ’ S d e s i g n for 3 1 5 T o i l p r e s s h y d r a u l i c s y s t e m． Ap p l i c a t i o n s h o w s MDT o o l s c a n ma k e d e s i g n mo r e i n t u i t i v e ， a c c u r a t e a n d e f f i c i e n t ， w h i c h p r o v i d e s a n e w wa y o f t h i n k i n g a n d r e f e r e n c e f o r h y d r a u l i c ma n i f o l d b l o c k’ S d e s i g n ． Ke y wo r d s MDT o o l s ； h y d r a u l i c ma n i f o l d b l o c k； t h r e e d i me n s i o n a l d e s i g n O 引言 液压集成块是液压系统中的关键部件 ，随着液压 系统复杂程度的增加 ， 集成块的设计难度越来越大。长 期以来 。集成块的设计主要依赖于设计者的设计经验 和空间想象力 ， 需要长时间的注意力高度集中， 且容易 出现设计失误 ，同时二维的设计方法也不能满足现代 工业产品的设计要求规范。因此 ， 使用三维计算机辅助 设计方法来简化设计过程就显得尤为重要[ 】 - 2 ] 。 有相关学者提 出了直接应用三维软件 中进行集成 块设计的方法p 卅， 但只是在视觉操作交互上满足 了三 维设计 的可视化 ．集成块 的大量底层设计工程仍是 由 设计人员来完成 ， 未能解决传统设计方法上的不足。 MD T o o l s是 美 国 V E S T公 司 在 三 维 设 计 软 件 S o l i d Wo r k s 基础上推出的高性能液压集成块三维设计 系统[5 1 。在 MD T o o l s 设计环境 中， 各种集成块设计操作 都 以命令按钮 的形式进行 了封装 。用户只需调用就可 在 三维 环 境下 灵 活快 速地 布 置各 种 标 准 阀孔 ．调 整和 连接孔道 ， 轻松更改阀块大小等 ， 系统会 自动检查设计 收稿 日期 2 0 1 1 -l 1 2 8 作者简介 王文静 1 9 8 5 一 ， 男 ， 江西吉安人 ， 助理工程师 ， 硕 士， 主要从 事 设备技术工作。 壁厚是否满足设计要求 ， 同时 自动输出包括尺寸标注 、 孑 L 道标识 、孔道连接信息 、工艺孔信息等的二维工程 图三维装配图还可直观地显示集成块与液压阀块的 装配关系 ． 可直接用于指导阀块的配置安装。MD T o o l s 系统的应用将使集成块设计更加高效快捷 。 1 MD T o o l s 集成块设计 1 ． 1 MD T o o l s功能 MD T o o l s 作 为 S o l i d Wo r k s的内嵌插件 ， S o l i d Wo r k s 可为集 成块设计系统提供剖视 、 测量 、 透视等 功能 。 用 户可以对设计过程进行多角度观察分析 ，查看孔道 网 络各部分 的连通情况 ，并进行 针对性的调整 。同时 S o l i d Wo r k s 软件包括零件 、装配和工程图 3种建模环 境 。集成块 的实时修改信息可以在 3种环境之间实现 更新 ，从而 保持设 计模 型在各 种环 境 中的一致 性 。 MD T o o l s 本身功能包括 1 用户 可以根据应用 自动创建标准 阀孔 、 插装 孔 、 法兰孑 L 、 螺塞孔等 ， MD T o o l s 会 自动以数据库形式进 行保存 ． 以方便调用。以板式安装液控单 向阀阀孑 L 的创 建为例 ， 如 图 1 所示 ， 除包含安装螺孔 、 定位销孔 、 主油 孔及控制油孑 L 等基本信息外 ，用户可以为阀块添加外 形投影尺寸线 ．在阀块定位时可有效地避免阀块间的 干涉 ；同时装配尺寸线可用于指导集成块后期的三维 1 7 液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 2年 第 5期 装配。外形尺寸线和装配尺寸线在 MD T o o l s 中可以设 置为“ 显示” 或“ 隐藏” 属性以便观察 1 一 外 形 尺 寸 线2 一螺 纹 孔3 一主 油孔 4 一 控制油 口 5 - 销孔6 一 装配尺寸线 图 1 阀块 孔系的建立 2 在集成块设计时 ， MD T 0 o l s 支持各种 阀面和孔 的调整， 如移动 、 旋转 、 对齐等； 3 支持快速孔道连接 、 工艺孔连接及 斜孔连接 ． 并 自动用同一种颜色显示连通孔道 4 支持对阀块大小的自动修正， 并实时更优化设计 ； 5 给定最小厚度 ， 系统可 自动检查 出小于该壁厚 的孔道位置并以加亮显示 ， 方便孔道的修改调整； 6 自动生成孔表 、 零件清单等报告信息 ； 7 输 出可供 Ma s t e r C AM进行 N C代 码处理的文 件格式 ， 实现 C A D系统与 C A M 系统的无缝连接。 1 ． 2 MD T o o l s设 计流 程 MD T 0 0 l s 集成块设计流程如图 2所示 。 首先是绘制 1 8 图 2 MD T o o l s集成块设计流 程图 液压原理图 ，液压原理图是集成块孔道连通设计 的依 据 ， 是 C A D设计系统的支撑基础 。 MD T o o l s 提供了前置 H y D r a w软件以供用户进行原理图绘制 ． 在将原理图所 包含的各类设计信息导入 MD T o o l s后 ， 用户 可在 阀块 信息 、 节点连接信息的提示下 ， 从 C a v i t v l i b r a r y阀库 中插入设计 阀块 ，并通过各类 M D T o o l s 提供的操作命 令对 阀块进行定位及相关孔道的连接 ．后期 MD T 0 o l s 提供最小壁厚校核及节点连接信息校核 ．使用户能直 观了解设计 的不足并加 以调整 。设计完成后 ． MD T o o l s 可快速生成工程图及装配图等 ， 并建立关联 。 2 应用实例 以我单位3 1 5 T油压机液压系统改造中涉及的集成 块设计为例 ， 液压原理图如图 3所示。系统能提供四级 压力 ，回程时首先通过二位 四通换 向阀与带先导阀芯 的液控单向阀组合对液压缸上腔进行释压 ，能有效避 免换 向瞬间的冲击振动与噪声嘲 。 HC1 HC2 HC3 l、 1 8 一 油 泵 电机 组 2 、 1 7 一 先导电磁溢流阀阀岛 3 、 9 、 1 6 一 压力表4 、 l 5 2 O通径单 向阀 5 一 电液换 向阀6 一 平衡阀7 一 液控单 向阀 8 一 充液阀 旧件 1 O 一 集成块 1 1 - 电接点压力表 l 2 一 压力继 电器1 3 一 换 向阀 1 4 3 0通径单 向阀 图 3 3 1 5 T油压机液压原理 图 可 以看 出，集成块需要安装 2个多极先导 电磁溢 流阀 ， 2个 2 0通径 的单 向阀， 1 个 3 0通径 的单 向阀 ， 1 个电液换向阀， 1 个三位 四通换 向阀， 1 个平衡顺序阀 ， 1 个液控单 向阀 ， 1 个压力继电器及相关压力表若干 ， 阀块连接节点复杂 ，人工设计效率低并容易导致集成 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 5 ． 2 0 1 2 块设计过于复杂 ， 成本增加。 应 用 MD T o o l s进 行集 成块 设计 ，首先 在 C a v i t y L i b r a r y中依 次建 立 上述 各 阀 的孔 系 数 据库 并 导 人 S o l i d Wo r k s 实体造型环境 中， 通过节点连接信息依次进 行孔道连接 ，并实时对阀的安装基面或位置进行相应 调整 。 直至完成所有节点的孔道连接工作 。最终布孔设 计效果如图 4所示 。 图 4集 成块 孔 遭 设 计 效 果 图 完成集成块的三维设计后 ，可方便地创建集成块 的二维工程图及 阀块三维装配图，在集成块基础上通 过 S o l i d Wo r k s内部“ 配合” 命令对各液压阀块进行整体 装配。装配效果图如图 5所示。 3 结论 实例表明，基于三维 MD T o o l s的集成块设计 系统 使设计人员有效摆脱了传统的二维绘 图、 孔道设计 、 集 图 5集成 阀块 装 配效 果 图 成块工艺加工工序制定 的设计模式 ， 只要求设计人员 提供液压原理 图等关键支撑信息 ． 即可通过 良好 的提 示及交互 功能完成集成块 的设计 ，并最终 可实现与 C A M 加工系统的无缝联接 ，能极大地提高设计质量 和 效 率 。 参 考 文 献 [ 1 】 周 惠友， 郭海英， 钟廷 修． 液压集成块设 计趋势[ J ] ． 液 压气 动与 密封， 2 0 0 1 ， 1 ． [ 2 】 高卫 国， 徐燕 申 ， 牛文铁． 液压集成 块三维设 计方法 研究[ J ] ． 液压与气动， 2 0 0 7 ， 2 ． [ 3 】 糜克仁． 巧用“ C A X A实体设计 ” 进行液压阀块设计与加工f J 1 ． 液压气动与密封 ， 2 0 0 5 ， 6 ． [ 4 ] 李波 春耕， 袁锐波． I n v e n t o r 软件在液压阀块 中的设计 应用 [ J ] ． 液压与气动 ， 2 0 1 0 ， 3 ． 【 5 ] 冯超， 王文静． 5 0 0 T油压机液压系统 的设计 改造【 J 】 ． 液压 气动 与密封， 2 0 1 1 ， f 7 ． 液压系统的组成 为实现某种规定功能， 有液压元件构成的组合 ， 称为液压回路。 液压 回路按给定的用途和要求组成 的整体 ， 称为液压系统。液压系统通常由 3个功能部分和辅助装置组成 1 动力部分 液压泵 ， 用以将机械能转换为液体压力能； 有时也将蓄能器作为紧急或辅助动力源 2 控制部分 各类压力、 流量 、 方向等控制阀， 用 以实现对执行元件的运动速度 、 方向、 作用力等的 控制， 也用于实现过载保护、 程序控制等 3 执行部分 液压缸 、 液压马达等， 用 以将液体压力能转换为机械能 ； 4 辅助装置 管路 、 蓄能器 、 过滤器 、 油箱 、 冷却器、 加热器 、 压力表 、 流量计等。 摘 自 机械设计手册 第 5卷 1 9