[发明专利]一种数字化机械设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械设计方法，尤其是一种数字化机械设计方法。

背景技术

目前机械制造企业大多采用沿袭多年的仿制和经验进行结构设计，由设计人员根据头脑中的三维模型绘制零件二维工程图，再由生产人员根据二维工程图在头脑中还原成三维模型，进行加工生产，这一过程不仅容易导致设计信息传递的失误，导致废品的产生，同时也导致生产周期的延长。在样机零件加工生产完成后，进行装配和性能实验，在这一过程中无论哪一环节出现错误或者不满足设计条件，都要返回到设计人员处进行修改。在最终样机确定前，“设计-加工-测试”这一过程往往需要多次反复，这无疑会使成本增加，产品上市周期延长。随着技术进步和市场竞争的日益激烈，产品的技术含量和复杂程度在不断增加，而产品的生命周期日益缩短。因此，新产品的开发和上市周期就成为企业形成竞争优势的重要因素。

目前联合收割机的设计方法通常如下：由设计人员根据设计要求从已有的设计中选择相近的产品，修改结构参数以适应当前要求。该种设计方法的缺陷是：在确定结构参数时很大程度依赖设计人员的经验，具有很大的随意性，对于设计结果的优劣只能等产品样机试制后进行试验得知。

现有的研究轴流脱粒装置，大多沿用卢里耶等提出的切流脱粒理论基本公式，其将脱粒空间内谷物的运动速度默认为等同于滚筒的圆周速度，而实测的谷物平均运动速度仅为滚筒圆周速度的20％～30％；另外假设谷物在脱粒空间内从入口到出口运动时质量保持不变，而实际生产中，随着轴流脱粒过程的进行，占谷物质量很大部分的籽粒不断地从凹板分离出去，因此基于质量不变的思想建立的数学模型缺乏说服力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种设计精确、效率高的数字化机械设计方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明数字化机械设计方法，其特征在于包括如下步骤：

A、利用计算机把组成机械产品的各个零件分别进行三维建模；

B、根据各零件的结构及各零件之间的位置关系、装配关系将上述各三维模型进行虚拟装配，形成虚拟产品模型；

C、检查虚拟产品模型中各个三维模型之间的装配关系是否完全符合要求，如果完全符合要求则形成数字样机，如果不完全符合要求，则针对不符合要求的三维模型进行修改，重新进行建模、虚拟装配，直至符合要求、形成数字样机为止；

D、按照数字样机中的三维模型进行零件加工。

优选地，在步骤C之后，还包括对数字样机进行虚拟试验，并根据试验结果进行零件三维建模的修正步骤。

优选地，所述步骤A中，三维建模步骤包括：在CAD软件平台Pro/ENGINEER wildfire上进行零部件模型的三维建模；更优选地，所述三维建模步骤中，对于形状规则的零件，采取Pro/ENGINEER wildfire内嵌的Pro/Toolkit模块提供的特征描述法来自动建模；对于标准件，利用Pro/ENGINEER wildfire提供的族表功能进行参数化建模；对于形状不规则的非标准零件，采用Pro/ENGINEER wildfire提供的基础特征造型功能结合工程特征造型功能来实现零件进行三维建模。

其中所述机械产品为联合收割机，其中步骤A是将组成联合收割机的拨禾轮、切割器、风扇、喂入搅龙、倾斜输送器、驾驶室、轴流滚筒、前桥、螺旋输送器、凹板、粮箱、顶盖、籽粒搅龙、下筛、杂余搅龙、籽粒滑板、杂余滑板、滑板、上筛、排草轮、尾筛分别进行三维建模。

所述步骤B中，基于联合收割机级连层次单元装配结构，对各级连层次单元中的组成零部件之间的装配关系进行分析，归结为定位关系、联接关系和运动关系三类，分别对应各子装配体、总装配体之间的装配关系并进行虚拟装配，形成虚拟产品模型。

所述步骤C中，对虚拟装配形成的虚拟产品模型进行静态干涉检查及运动干涉检查，对于检查过程中发现的干涉情况通过修改装配关系或者修改零件模型尺寸加以修正。

运用Pro/ENGINEER wildfire内嵌的Pro/Mechanism模块和Pro/Mechanica模块对运动部件进行运动分析，获得部件的运动状态特性，以及运用动力学仿真软件ADAMS对振动筛进行动力学分析并优化，获得满足清选要求的最佳振动筛结构。

(三)有益效果