基于UG NX的柱塞泵虚拟装配设计

李大泓 张侠

摘要：文章介绍了利用UG软件对液压系统里的柱塞泵进行虚拟装配设计的过程，包括整体装配、简单间隙检查与修改和爆炸图的制作，为其他产品的虚拟装配提供了一种简单高效的装配方法。

关键词：UG;柱塞泵;装配

1  UG装配应用模块概述

UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品，广泛应用于航空航天、军工、船舶、汽车、家电、电子、机械等行业。其功能主要有建模（产品造型设计）、装配、钣金设计、模具设计、数控编程与加工仿真和运动仿真等。其中，装配应用模块可以根据零部件之间的相对位置关系完成产品整体结构装配，还可对装配模型进行干涉检查、间隙的分析和重量管理等操作，以便使用者能够快速的检测到装配问题并进行精准修改。此外，装配应用模块还可以进行装配爆炸，制作装配过程动画。NX软件是模拟真实产品装配过程，因此属于虚拟装配方式。

2  柱塞泵结构分析

柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油;柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点。目前市面上的柱塞泵种类一般分为单柱塞泵、卧式柱塞泵、轴向柱塞泵和径向柱塞泵。此次装配设计的的柱塞泵结构如图1所示。

从图1可以看出，柱塞泵的零件之间的约束关系主要包括以下三种：

①接触：曲轴下端面和泵壳体下底面;泵盖下底面和泵壳体上圆面;螺钉头下底面和泵盖上圆面;皮带轮下底面和曲轴凸台上表面;螺母下表面和皮带轮上表面;连杆头和曲轴;连杆头和连杆;泵壳体和活塞缸体;活塞缸体和活塞缸盖;螺钉和活塞缸盖。

②自动判断中心/轴：曲轴和泵壳体;泵壳体和泵盖;曲轴和皮带轮;皮带轮和螺母;连杆头和连杆的螺纹孔;连杆上的孔和活塞小轴;活塞小轴和活塞;泵壳体和活塞缸体;螺钉和螺钉孔。

③中心：曲轴和连杆头;连杆和活塞小轴;活塞小轴和活塞。

3  柱塞泵虚拟装配设计

3.1 零部件建模设计

根据上述分析，利用UG软件完成图1所示柱塞泵中12个零件的模型如图2所示。

3.2 装配

由于柱塞泵的结构选择混合装配。在混合装配的前提下把柱塞泵分为两个子装配：

第一个子装配：曲轴-泵壳体-泵盖-螺钉-皮带轮-螺母，如图3。

第二个子装配：从左往右：连杆头-连杆-活塞小轴-活塞-活塞缸体-活塞缸盖-螺钉，如图4。

3.3 干涉分析

柱塞泵的零件配合为间隙配合和过盈配合，利用NX中的简单间隙检查功能反映为硬和软只要检查零件之间的软硬即可分析配合的正误。在一开始为了便于装配我们的曲轴和泵壳体的一处装配是错误的，曲轴的下底面不应该与泵壳体的下底面接触。

3.4 爆炸图

NX中的爆炸功能是为了更好的去了解零件的装配关系。柱塞泵利用UG软件设计的爆炸图如图7所示。这样制作的爆炸图导入装配图后，更便于装配师傅的安装。

4  总结

本文以UG NX软件的虚拟装配应用模块为设计基础，针对柱塞泵的整体结构进行虚拟装配，并利用装配静态干涉分析技术来进一步完善虚拟装配，最后制作装配爆炸图。

UG NX 软件的虚拟装配可以有效检验产品设计结构与尺寸的合理性，减少了机加工试验修改的次数，降低了生产成本。而虛拟装配中的爆炸图的制作更是为产品实际生产中的装配工序提高了三维空间的参考，避免安装错误，可有效缩短装配工时，提高生产效率。

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