基于UG的汽车手刹虚拟装配技术应用

周晓刚

（健雄职业技术学院，江苏 苏州 215411）

装配是按一定的精度和技术要求，将一组零散的零件，按一定的次序连接组合成产品的过程。其核心内容，是装配序列规划，对产品的质量起着关键性的作用。另一方面，装配环节也是制约生产自动化的主要因素，装配性能的好坏，是决定产品能否采用自动化装配的关键。因此一个好的装配顺序规划和工艺规划，对改进产品设计、降低成本、缩短产品生产周期具有重要意义。

虚拟装配从根本上改变了传统的产品设计和制造模型，在实际生产之前，首先在虚拟制造环境中，完成虚拟产品原形代替实际产品进行试验，对其可行性和装配性进行评价，从而达到整个产品全局最优，缩短产品设计和制造周期，降低产品开发成本，提高产品快速响应市场变化的能力。随着国家工业化和信息化速度的加快和虚拟实现技术的不断成熟，软件、硬件的更加完备，虚拟装配技术在企业得到越来越广泛的应用。

UGNX作为一种当前最流行的高端三维CAD软件，其具有强大而丰富的功能模块，越来越受到青睐。UGNX提供了多功能模快，它们相互独立又相互联系，常用的模块有：基本环境，零件建模，装配，工程图等。其中其装配模块又具有非常显著的特点，使得UG在虚拟装配技术应用方面得到越来越多的应用。

1 汽车手刹基座工程图的创建

图1 基座三维图

图2 基座工程图

（2）设置视图的显示，添加基本视图，在基本视图工具条中选择，并选择比例为1∶1，在合适的位置放置视图，同理放置其他方向的视图，添加剖视图。

2 手刹主要零部件的装配

2.1 部件装配

图3 添加组件对话框

图4 配对条件

按照相同的方法完成手刹棘爪部分的虚拟装配，棘爪的装配如图8所示。在002与001装配体的基础上单击装配命令，打开008与006装配后的装配体，用同样的装配方法将其装配起来，装配结果如图9所示。

图5 零件006配对面

图6 零件008配对面

图7 加载图

图8 棘爪的装配图

图9 手刹的装配图

2.2 装配过程中约束关系的分析

配对条件应用在装配中定位组建，可以指定一个部件相对于装配体中的另一个部件（或特征）的放置方式和位置。UG中配对条件的类型包括配对、对齐和中心等。每个组件都有唯一的配对条件，这个配对条件由一个或多个约束组成，每个约束都会限制组件在一个或几个自由度，从而确定组件的位置。在应用配对条件时应注意以下方面：

（1）使用配对和对齐时，两个参照必须为同一类型（例如平面对平面，点对点）；

（2）在添加平行约束的时候，适当的添加距离约束，可以更清楚的表示平行约束；

（3）当两个旋转曲面的直径不相等，轴线选取无效或不方便选取时，可以选择使用中心约束。

2.3 装配干涉的检查

干涉检查，就是对机械产品在运动过程中，可能出现的碰撞或干涉进行检查。干涉检查是动态装配仿真的关键部分，尤其是复杂的空间运动机构。在实际的产品设计中，当产品中的各个零部件组装完成后，往往要检查零部件之间的干涉情况。

干涉检查的主要方法，有创建干涉体简单干涉检查和高亮显示面简单干涉检查。干涉检查的步骤：在装配状态下选中需要检查干涉关系的装配虚拟件，通过点选干涉检查按钮可以计算出两两虚拟件之间的干涉状态。如不干涉或者干涉体积。图10和图11为lever arm与grip的装配高亮显示面简单干涉检查结果，橙色部分为干涉部分。

图10 干涉检查设置

图11 干涉检查结果

3 结束语

以UG NX软件为平台，以汽车手刹组件为产品设计对象，利用虚拟装配技术，成功地在计算机虚拟环境中，完成了产品的装配过程，并对装配体进行干涉检验。可根据检验结果，修改设计。大大缩短了新产品的开发设计过程，降低成本、提高了产品质量。采用合理的虚拟装配的方法，对设计数据进行有效的管理，虚拟装配将在以后产品的设计和制造中发挥越来越重要的作用。

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