液压集成块

目录一．引言二．基于特征的集成块设计要求三．基于特征的集成块模型四．液压集成块CAD/CAM五．总结引言HydraulicManifoldBlocks——液压集成块液压集成块又称组合式液压块，是60年代出现的液压系统一种新型的阀块和联接方法。元件之间借助于块中钻出的孔道而连通，组成各种液压回路。液压块的上下两面又有若干联接孔，作为块与块之间的联接，以便将各种回路叠积在一起成为所需要的系统。图1液压集成块及其剖视图图2装配好的液压集成块液压集成块具有以下几个优点：1、可以利用原有的板式元件组合成各种各样的液压回路，完成各种动作的要求。2、由于液压块向空间发展、缩小了液压设备的占用面积；3、以块内孔道代替了管道，简化了管路连接，便于安装和管理；4、缩短了管路，基本消除了漏油现象，提高了液压系统稳定性；5、如要变更回路，只要更换液压块即可，灵活性大，可实现系统标准化，便于成批生产。液压集成块设计制造的要求：(1)该通的孔必须通,并满足最小通流面积要求。(2)不该通的孔不能通,而且要保证最小安全壁厚。但传统的方法设计，技术人员用平面视图表达三维实体，当各类孔道较为复杂时，很难从平面视图中判断出孔系的通断及可能产生的簿壁情况，有时采用试制一比一的木模来证实设计意图。由此引起的返工大大延长了设计周期。随后开发基于CAD/CAM的二维与三维结合，或之后的三维造型，设计方法都有明显提高，但仍有不足。图3传统的设计方法——六面分析法Object-Oriented——面向对象面向对象方法学的出发点和所追求的基本目标是使人们分析、设计与实现一个系统的方法尽可能接近人们认识一个系统的方法。使描述问题的问题空间和解决问题的方法空间在结构上尽可能一致。其基本思想是：对问题空间进行自然分割，以便更接近人类思维的方式建立问题域模型，对客观实体进行结构模拟和行为模拟，使设计尽可能的直接描述现实世界，构造出模块化的、可重用的、维护性好的系统。Feature——特征特征的概念性定义如下：特征是为了某种应用目的预先构想的模型，能够抽象地描述产品的几何形状及其工程语义，根据上述定义并从工程应用领域出发，将特征分为设计特征、工艺特征、加工特征、质量特征、检验特征及分析特征。特征设计的基本过程就是依据产品零件的几何形状和功能要求，从特征类库中选择特征，通过定义尺寸、位置参数和各种属性值而对特征进行实例化。目录一．引言二．基于特征的集成块设计要求三．基于特征的集成块模型四．液压集成块CAD/CAM五．总结基于特征的集成块设计要求产品模型就是用于描述其功能的完整有效的数据的结合，为了实现集成块模型的设计，必须拥有以下信息：集成块的几何形状和尺寸；产品的几何公差，尺寸公差和表面粗糙度；不同元器件的相对位置；各部件的功能；不同部件的结合关系；产品的其他信息。一个产品的模型设计必须包含以上所有信息。前两点描述的是与设计制造相关的信息；后四点对加工、检查、装备至关重要，是对整个模型及其不同部件相互关系的描述。图4是液压集成块设计所需信息的示意图。图4基于特征的集成块所需信息目录一．引言二．基于特征的集成块设计要求三．基于特征的集成块模型四．液压集成块CAD/CAM五．总结基于特征的集成块模型液压阀快可以是集成块，叠加式的、插装阀式的。通过分析阀块的特点，我们可以获得其特征，并能促进与CAD/CAM的结合。本节主要讲述以下几点：1、特征模型的简介2、液压阀快特征的分类3、特征库的结构4、基于特征液压集成块的实现下图是冶金工业的液压集成块，它总共有四个液压阀（V1V2V3V4），五个进出油口（P1P2P3O4O5）以及两个用于连接和驱动的管道（AB）图5集成块的示意图3.1特征模型的简介特征是一个产品模型最基本的组成单元。它包括几何信息、工程要素以及预期的功能。特征的几何形状是预定义的，但它的尺寸是变量。仅当尺寸给定后，该特征才会生效。而产品就是一个不同特征的结合体，如果一个特征改变时，该产品就会被重定义。因此，基于特征的模型是一个动态的数据库，可以在设计的任意阶段更新。因为特征与产品应用密切相关，所以我们能在特征模型中找到产品所有的重要因素。基于特征的建模包括：特征库、产品模型和特征管理。事实上，模型就是包括了所有对CAD/CAM有用的数据的结合体。因为在不同阶段CAD/CAM的交叉，特征模型可以转化成不同的数据格式以支持使用。3.2液压阀特征的分类传统研究中，特征的研究定义专注于制造特征，如孔、槽、斜面等。这在生产回转体零件或简单的箱体类零件时十分方便，但在复杂液压集成块中有100个左右孔特征以及其他制造特征。若使用传统的特征定义法将十分费时并不利于生产。而从设计的角度来说，集成块内的一些具有相同功能的孔道可以定义为一组特征。考虑到设计制造方面，我们引进一种更优的特征定义来描述整个产品的各种信息。首先我们介绍两个基本的对象分类。第一，“TFeature”是最基本、最高级的特征，拥有三个变量：“name（名称）”，“type（类型）”，“functionalparameters（功能参数）”。Type是一个与制造相关的对象特征，Functionalparameters储存着系统参数，如压力，流速等。如图6所示。因此，TFeature是模型所有特征的最高级别。第二，“TComponent_list”是一个列表。它包含三部分：前一个特征对象，当前特征对象和下个对象。产品的各对象都能在该列表中找到。图7表明了不同级别之间的关系。图6液压集成块不同特征列表图7特征库中各特征的相互关系为了简化特征库，集成块所有的特征根其自身特点被分为级别：系统特征、装配特征、元件特征、孔面特征。①系统特征在特征库中是最高级的，因为整个液压动力系统包含许多回路：控制压力，流量，提供动力等。它是TFeature的一个子特征，可以从其得到如元件名称，类型，功能参数等各种变量，并有系统所有元件信息。②装配特征包含了标准件与非标准件的各种信息。装配特征是系统特征等高级特征的子特征。装配特征是由“TAssembly”定义的，但它所需的信息从“TSystem”中获得，如各组件相互关系，尺寸，生产标准，材料等。如图8所示该集成块与液压泵，执行机构，油道相连。他是一个非标准件，因此变量“standard”就没有数值，而变量“size”则是显示集成块的尺寸。图8集成块的TAssembly③元件特征是为了描述液压动力系统中的标准件。例如，一个标准插装阀V1就是一个元件特征。它是由Tfeature的子特征Tpart所定义的，并有自己的变量：尺寸，标准，位置等。图9描述的就是一个液压阀V1的信息•图9Tpart的结构④孔面特征在液压集成块的设计制造里是一个最基本的特征，它的信息来自于Thole_Face，如图10。所有的孔、面都能用这些信息表达清楚:尺寸、粗糙度、加工方式等。图10Thole_Face的结构3.3特征库的结构特征库是产品模型的最基本的组成部分，它储存了预定义的各类特征。为了简化特征库的定义，基于面对对象方法，不同等级的特征之间都有联系。主要的有如下两种关系：继承关系。高级特征与子特征的关系，如“TFeature”与“TSystem”。参考关系。参考特征被认为是一种互相参考的关系，如“TAssembly”与“TCom-ponent_list”之间的关系。3.4特征模型的管理基于特征的模型是一个动态的数据库库，在设计过程中将不断扩大更新。因此，必须有系统能管理这个数据库，来增加、更新、删除和保存各种信息。该管理系统是一个信息中心，对象特征的所有工作信息都课从这里获得。该系统的主要功能使使用C++程序编写的。voidManager(TFeature*ID,intMessageFID)/*where,IDistheobjectidentifierandMessageFDrepresentsakindofmessagelistedinfollowinglist.*/intMessageFList={MessageFIDFCreate;MessageFIDFAdd;MessageFIDFUpdate;MessageFIDFDelete;MessageFIDFSave;MessageFIDFOpen;MessageFIDFClose;MessageFIDFSolidFMapping;MessageFIDFCADFInput;MessageFIDFCHECKFInput;MessageFIDFCAPPFInput;MessageFIDFNCPFInput;MessageFIDFSIMUFInput;……}图11系统管理原理图图12软件运行界面对于图3所示的液压集成块来说，它的初始化如下：ManifoldFobject=[M1]:TAssembly(MessageFIDFCreate)ValveFholeFsetFobject=[V1][V2][V3][V4]:TPart(MessageFIDFcreate;MessageFIDFadd)HoleFobject=[P1]:THoleFFace(MessageFIDFCreate;MessageFIDFAdd)HoleFobject=[P2]:THoleFFace(MessageFIDFCreate;MessageFIDFAdd)HoleFobject=[P3]:THoleFFace(MessageFIDFCreate;MessageFIDFAdd)HoleFobject=[O1]:THoleFFace(MessageFIDFCreate;MessageFIDFAdd)HoleFobject=[O2]:THoleFFace(MessageFIDFCreate;MessageFIDFAdd)HoleFobject=[A]:THoleFFace(MessageFIDFCreate;MessageFIDFAdd)HoleFobject=[B]:THoleFFace(MessageFIDFCreate;MessageFIDFAdd)HoleFobject=[L1][L2][L3][L4]:THoleFFace(MessageFIDFCreate;MessageFIDFAdd)目录一．引言二．基于特征的集成块设计要求三．基于特征的集成块模型四．液压集成块CAD/CAM五．总结液压集成块CAD/CAM集成块的设计基本上就是设计系统，确定孔在集成块内的位置并他们互相连通来满足功能需求。设计时必须先初始化参数。由于是动态的数据库，孔的参数是根据最后一次设计所更新的。当完成设计后，可以使用“Message_ID_Solid_Mapping”来完成三维造型。同时，CAPP能够对尺寸，形状，位置进行分析，并将他们转化为制造所需信息或数控加工所需的代码。目录一．引言二．基于特征的集成块设计要求三．基于特征的集成块模型四．液压集成块CAD/CAM五．总结总结运用面向对象方法构造液压集成块模型，并采用特征技术来组织和管理液压集成块的CAD/CAPP/CAM产品信息，可以方便地定义和修改液压元件和回路；在AutoCAD上开发了原型软件系统，引入知识工程，可以根据预先设定的规则进行液压元件布局。优化了集成块的设计制造过程。