浅谈I-DEAS软件予转K6型转向架三维实体造型

牛伟力

中车齐齐哈尔车辆有限公司

浅谈I-DEAS软件予转K6型转向架三维实体造型

牛伟力

中车齐齐哈尔车辆有限公司

转K6转向架由于在设计和制造方面存在精度和用料等方面的限制，故现在基本上采用三维绘图软件设计和装配转向架的各部分零件。I-DEAS即为一款三维绘图软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。

转K6转向架，三维绘图，CAD/CAM，I-DEAS

1 绪论

1.1 CAD简介

CAD(Computer Aided Design)[1]是指计算机辅助设计。对于CAD的定义，国际信息处理联合会认为：CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析等设计活动的总称，就是设计者利用以计算机为主的一整套系统在产品的全生命周期内帮助设计者进行产品的概念设计、结构设计、工程分析、模拟仿真等方面的工作。

1.2 国内外货车转向架发展现状

(1)美国。美国以控制型转向架和Barber型转向架为主，少量交叉支撑式、摆式转向架，运行速度一般为60km/h～80km/h。

(2)俄罗斯。俄罗斯以铸钢三大件转向架为主，型号为18-100(轴重21t)、18-194(轴重23.5t)、18-578(轴重23.5t)和18-579(轴重25t)。

(3)澳大利亚。澳大利亚重载运输货车的主型转向架为控制型转向架，该转向架在BHP公司和力拓矿石公司大量应用，轴重为29.8t、32.5t及35.7t等。

(4)国外大轴重货车转向架的特点可以概括为：

(a) 30t～32.5t轴重转向架代表着重载运输中的先进技术，数量最多、应用最广泛；

(b) 以结构简单、使用可靠及维修方便的铸钢三大件转向架为主，运行速度为50km/h～80km/h；

(c) 美国采用状态修与计划修相结合的维修方式；俄罗斯实行计划修；澳大利亚铁路货车采用计划修，零部件实行换件修；

(6)我国货车转向架技术现状

(a) 技术已达到世界先进水平；

(b) 形成了转向架制造、检验、试验和检修体系；

(c) 轴重偏低制约了我国重载运输的发展。

1.3 三维实体造型研究的意义

三维实体造型又称为三维几何造型， 依靠这种技术，设计者能够借助于计算机将头脑中的或已有的产品形体.转变为可视、可分析、可修改、可进一步模拟加工的实体摸型。它是CAD／CAM 技术的核心，为其后的产品设计、分析、检验、制造提供基础。

1.4 I-DEAS软件概述

I-DEAS 是Integrated Design Engineering Analysis Software 的首字母缩写，是世界著名的CAD/CAE/CAM 一体化软件。I-DEAS使用数字化主模型技术，这种卓越能力将帮助您在设计早期阶段就能从"可制造性"的角度更加全面地理解产品。纵向及横向的产品信息都包含在数字化主模型中，这样，在产品开发流程中的每一个部门都将容易地进行有关全部产品信息的交流。

2 I-DEAS 转K6转向架实体造型举例

2.1 造型简析

2.1.1 摇枕部分实体造型过程简介

(1)建立摇枕空心隔板。为了减轻车体重量，摇枕并非实心的铸件，铸造时，其中心被分为3个空腔[2-3]，所以在生成实体模型时，应选择首先建立出包括外壁再内的4片互部不连接的竖板。造型时，以俯视面作为参考平面，在草图中画出外壁及隔板外部轮廓，再使用拉伸命令就可以得想要的模型。

(2)将摇枕外部轮廓造型生成。以摇枕侧面生成一参考平面，将摇镇枕上下外壁做出，用拉伸命令中Extrude命令的将其与先前所做的实体连接起来，建立出摇枕大致的外部轮廓，在此过程中，灵活建立参考平面，根据所给零件图的外形利用Extrude命令中的Cut命令，将已有的摇枕外部轮廓给切剪出来。

(3)生成摇枕上各个特征。在以有的外部轮廓基础上，照从左到右，从上到下，从里到外的顺序将摇枕上各个不同的特征生成出来。在造型过程中，时刻注意配合尺寸的准确性，避免装配时2次返工。

(4)利用镜像命令将完整的摇枕生成出来。鼠标左键选择镜像命令，选择建立完成的半边摇枕，之后再选择镜像的中心面，生成完整摇枕。

2.1.2 侧架部分实体造型过程简介

(1)建立侧架外部轮廓。为了减轻转向架体自量，侧架也不是实心的铸件，所以在模型建造中，侧架也采用先生成外部轮廓模型，再添加外部特征的方法建造。

(2)生成侧架上较大的特征。在已有模型的基础上，根据不同特征选取不一样的参考平面，灵活运用拉伸、剪切、旋转、平移等命令，将一些大而且重要的特征制作出来。

(3)将剩余部分细小特征补充完全，完成半边侧架，再应用镜像命令完成整个侧架。将肋板，细小孔洞等一些细小特征在侧架上生成出来，在制作模型的过程中，注意配合尺寸的准确性，完成完整的半边侧架，选取整个模型特征，镜像出完整的侧架。

2.2 结论与展望

在市场经济下，企业必须通过技术创新和产品创新，创造更多的满足市场需要的产品才能抢得先机。产品设计是最重要的一个环节，它基本决定了产品性能、质量、水平、成本和经济效益，这不仅需要专业的相关人才，更需要比较高效的开发应用软件与之相匹配，于是，基于CAD/CAM实体建模为基础的I-DEAS三维绘图软件应运而生，该软件具有强大的综合功能帮助工作人员节省工作时间，提高工作效率。

结束语

运用三维模拟设计可以通过仿真等手段对已装配的实体进行仿真实验，可以把之当做实体看待，对其进行各种相关的仿真操作，可以免去以前花费大量的时间和精力用浇铸等方法对部件进行检验的繁琐操作。

[1] 周开勤.《机械零件手册》.北京：高等教育出版社，2002.

[2] 朱龙根.《简明机械零件设计手册》.机械工业出版社，1997.

[3] 戴起勋.《机械零件结构工艺性300例》.机械工业出版社，2003.