基于NX的汽车管路检具设计系统的开发与应用

摘要

弯管类零件是汽车的重要组成部分，汽车管路检具是用于检测管路质量是否合格的工具。传统的检具设计通过人工手动绘制，严重依赖于设计人员的设计经验，且设计过程中有大量的空间转换运算，设计周期长、效率低下，无法满足现代工业需求。因此，企业迫切需要专用的检具设计软件来辅助进行汽车管路检具快速设计，以缩短项目周期、提高生产效率和产品质量，确保企业的市场竞争力。 在检具设计过程中，检具模块的设计与装配是检具设计的重点和难点。本文通过对国内外检具CAD的研究现状进行分析，以NX9.0为平台，利用参数化模板技术和基于特征的自动装配技术，开发出能够实现设计过程自动化的检具设计CAD系统。本文的主要工作包括： (1)系统总体规划。在对检具系统需求分析的基础上，确定并划分系统功能模块及设计流程，分析模块之间数据关系并设计模块间数据传递方式。 (2)建立检具标准件库。利用参数化设计、模板技术及面向装配的建模技术创建检具标准件库。检具标准件库为实现自动化装配提供了基础，大大减少了装配过程中的重复设计工作。 (3)检具模块自动装配和优化。提出基于特征的自动装配，即将装配特征定义为尺寸特征、体素特征、关系特征的集合，通过对三个特征的识别分别获取待装配三维零件实体、装配基准、几何约束关系，最终实现检具模块的自动装配；对装配过程进行优化，利用算法解决装配中的朝向反向问题。 (4)其他功能实现。推导出组件移动和绕轴转动的位姿变换矩阵，实现检具移动、反向；通过查询和修改零件表达式，实现修改检具、修改底板功能；通过制图功能及轴向视图投影，实现生成二维图纸；通过读取数据库，获取管路控制点数据，逐步生成点、管线、弯管模型，实现生成管路、修改管路功能。最后，对系统界面进行优化，提高用户体验。 基于以上工作，开发出的检具设计系统能够实现检具设计过程自动化，目前已应用在企业的实际生产中。使用反馈表明，检具设计系统的使用，大大地缩短了检具设计周期，提高了检具设计的规范性。

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