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基于UF/CAD技术的包装机械设计
2012-12-13 08:59:40 作者：来源：评论：0 点击：

    UG软件是美国UnigraphicsSolution公司（简称UGS）开发的、世界最著名的通用大型CAD/CAM/CAE系统。UG于九十年代进入我国，已广泛应用于航空、汽车、机械等领域，并发挥着越来越重要的作用。UG三维建模方法打破了传统二维设计的局限性，使设计人员在方案设计阶段就能在计算机上看到产品的三维立体图像，完成对产品的虚拟制造、可以最大限度地减少设计失误，避免设计、加工过程中的浪费和损失，降低成本缩短设计周期，提高设计质量，增强产品的市场竞争力。UG在机械设计领域已有许多成功的应用实例，如用于火箭发动机、轧钢设备、起重设备、挖掘设备方面的新产品开发。但是在包装机械设计方面，UG的应用尚处于起步阶段。本文介绍UG实体建模、虚拟装配与工程制图方法，使广大包装工程技术人员了解UG软件，掌握UG/CAD技术，提高包装机械设计水平，适应包装机械迅速发展的需要。
    UG实体建模�？椋∕odeling……）提供了能满足多种设计需求的正确建模工具：
    （1）可进行实体、表面、特征、自由曲面、线框和参数化建模等；
    （2）支持和建立编辑孔、槽、型腔、圆柱、体、块、球体、管、杆、倒圆和倒角等各种标准的设计特征；
    （3）可将实体镂空变成薄壁件；
    （4）既可以先画草图，根据特定要求生成参数化的实体模型，又可根据产品的特征直接进行实体建模。
    实体建模是UG设计技术的基础。实体模型又称主模型，UG虚拟装配、工程制图、机构运动分析、有限元分析、编制加工程序等均须直接应用已建立的主模型。如在UG机构运动分析�？橹兄苯佑τ弥髂Ｐ徒卸蛉迪低车母丛釉硕治龊蜕杓品抡�，并可完成大量的装配分析工作，如最小距离、干涉检查、反作用力、图解合成位移、速度和加速度、绘制运动轨迹包络等。
    2 虚拟装配
　　在许多CAD/CAM中，装配构架有两种截然不同的类型：多零件方法和虚拟装配方法。多零件装配方法须把所有的零件数据拷贝进装配文件中，而这样形成的装配是非智能化的，而且必须用许多内存来存储组成这个装配件的所有零件。UG装配�？椋ˋssembies）使用指针链接零件而不是拷贝零件实现虚假装配，具有以下特点：
　　（1）装配的内存需求减少
　�。�2）因为不需要编辑基本几何体，装配的显示被简化；
　　（3）如果组成装配的零件有所改变，则装配会自动更新；
　�。�4）参与虚拟装配的各零部件配对或定位灵活，并一直保持其相关性；
　　（5）可定义一个装配中部件之间的位置关系；
　�。�6）二维绘图、加工等能使用主数据，但不能更改主数据；
　�。�7）UG装配建模方法是并行的、自顶向下或自底向上的建模方法。
　　运用UG虚拟装配技术进行装配建模，可以及时检查装配模型是否存在设计尺寸干涉，为将来实际装配的顺利进行提供可靠保证。由此所产生的装配信息可以方便地绘制装配图，并能快速生成装配分解图，节省绘制装配图和零件图的时间和成本。
　　3　工程制图
　　UG工程制图�？椋―rafting）具有以下功能：
　�。�1）图样与设计模型完全关联；
　　（2）能创建与模型完全关联的实体剖视图；
　�。�3）能自动生成实体模型中隐藏线显示特征；
　　（4）可用相同的对话框创建和编辑大多数制图对象。
　　利用UG工程制图模块，可方便地得到与实体模型协调一致的二维工程图。
　　当实体模型改变时，工程图尺寸会同步自动更新，减少因模型改变二维图更新所需时间，可以从根本上杜绝传统的二维工程图设计中尺寸矛盾、丢线等觉错误，从而保证二维工程图的正确无误。
　　4　UG软件在包装机械设计领域中的应用前景探析
　　我国包装机械行业自九十年代以来发展迅速，目前已成为机械工业的重要组成部分。
　　（1）包装机械种类繁多，更新换代快。如可分类为包装制品加工机械、包装容器加工机械、直接包装机械、包装装潢印刷机械及其它，每大类又可分若干小类。随着包装制品（如纸包装、塑料包装、玻璃包装、金属包装）材料、结构与造型、装潢的不断创新的以及人们对包装美的追求，带动了包装机械行业的迅速发展。因而包装机械更新换代之迅速远远超过其它机械行业。
　�。�2）包装机械产品中，机电一体化技术、微机应用技术、热管技术等高新技术得到广泛应用，而相应的设计与制造技术（CAD/CAM/CAE）则较为落后。目前，二维 CAD在包装机械设计中的应用较多，而三维CAD的应用尚处于起步阶段。因此应大力推广三维CAD的应用，以提高设计水平，满足包装机械新产品开发的需要。
　　（3）包装机械中机构多而且运动复杂。如一台包装机中就有可能同时存在四杆机构、凸轮机械、齿轮机构或它们的组合形式，利用UG软件进行装配建模，可及时发现设计上的相干尺寸。此外利用UG软件还可进行机构运动仿真、有限元分析及优化，检查机构运动过程中是否会发生碰撞干涉，为确定合理设计方案提供理论依据。
　　将UG应用于包装机械设计，它所赋予的是一种全新的设计方式，它不仅突破了传统二维设计的局限性，更好地体现、验证、丰富、完善设计人员的设计意图，而且可以早在产品投标报价之时，就将未来产品的外观、造型、技术性能及特点介绍给用户，使产品更具有竞争力。鉴于包装机械的诸多特点以及UG三维设计技术的优越性，可以预期UG软件在该领域中将有着广阔的应用前景。

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