【转帖】Pro/ENGINEER在华凌空调产品设计中的应用

Pro/ENGINEER在华凌空调产品设计中的应用
   
广州华凌空调设备有限公司研究中心　陈培烈
　　空调行业之间的竞争日趋激烈，随着WTO脚步的日渐逼近，竞争将更趋白热化。这无疑对各空调厂家是一个严峻的考验。尤其是国内厂家，要想在市场上站住脚，就必须不断地通过技术创新，以最短的时间开发和生产高性能、高档次的新产品。华凌空调在产品开发中应用Pro/ENGINEER软件，全面提升了产品开发速度，使设计效率及质量得到了很大的提高。
  
　　Pro/ENGINEER软件是美国PTC公司的产品，该软件是基于参数化设计而发展起来的机械设计软件。“参数化设计、并行工程、统一数据库”思想在Pro/ENGINEER中有充分的体现。应用Pro/ENGINEER软件能完成复杂的三维造型和二维工程图。Pro/ENGINEER软件目前在华凌空调公司得到了全面普及，在新产品开发中起到了重要作用。
  
　　一、应用Pro/ENGINEER进行产品建模
  
　　以华凌KFR-25GW/BP的室外机为例，该产品是公司2001年的新产品，按该产品的结构特点可将结构设计分成塑料件、钣金件、管路件等3大模块。
  
　　1.塑料件
  
　　图1是采用Pro/ENGINEER建立的轴流风扇和维护罩板的三维模型。
  
　　（a） 轴流风扇　　　　　　　（b） 维护罩板
  
　　图1 塑料件模型
  
　　Pro/ENGINEER提供了基于特征的实体建模功能。通过拉伸(Extrude)、旋转(Revolve)、扫掠（Sweep）、混成（Blend）、抽壳（Shell）、拔模斜度（Tweak Draft）、筋（Rib）、倒角（Chamfer）等操作来完成产品的设计。同时Pro/Surface模块可让设计人员快速有效的设计出要求严格的几何曲面及自由曲面。
  
　　使用曲面（Surface）来设计模型有以下优点：
  
　　(1)曲面（Surface）在设计中增加了一些设计弹性，可以较直接简单的方法来获得所需要的几何模型，以更稳健的方式定义复杂的几何模型；
  
　　(2)提高再生的速度。实体（Solid）特征会一直计算它们与其他特征间的相交，或与没有连接的特征间所缺少的相交，曲面并不会自动计算它们的相交，因此会减少再生的时间；
  
　　(3)降低特征（Feature）的数量：曲面提供一个较直接的路径定向来创建实体几何，而不必创建很多基准与实体特征。
  
　　2. 钣金件
  
　　Pro/ENGINEER提供了专用的钣金设计模块Pro/Sheetmetal，它基于钣金特征，在完成产品设计的过程中能够准确地描述真实产品的详细信息。使用Pro/Sheetmetal 提供的功能，可以通过将平坦材料弯曲成最终形状来体现设计意图，也可以通过自动补偿为制造者建立用于制作实际模型的平坦形状。图2是采用Pro/Sheetmetal建立的空调室外机钣金的三维模型。 Pro/Sheetmetal操作特征包括切口（Notch）、冲孔（Punch）、成型（Form）、折弯（Bend）、展平（Unbend）等。利用Pro/Sheetmetal进行钣金设计时，在完全弯曲状态下建立钣金件模型，最后如能成功展平它，就是一个成功的设计。　　  
  
　　图2 钣金件
  
　　3. 管路件
  
　　Pro/ENGINEER提供了专用的管路设计模块Pro/Piping。我们利用Pro/Piping进行空调KFR-25W/BP的管路设计,图3为室外机制冷回路模型。传统的管路设计方法主要是在实物上测量，然后反复制作配管样品装机校核，设计周期长、样品材料消耗多、效果又不明显。使用Pro/Piping进行管路设计，很好地解决了这一问题。另外，使用Pro/Piping设计的管(Pipe)与装配里的各部件（Assembly components）完全关联（Full associative）,更改或移动部件（Components）会直接引起管路的变化。
  
　　图3 制冷回路模型
  
　　二、 装配设计与工程图
  
　　各零部件的模型建成后，就该进行装配了。产品的装配模型，如图4所示。Pro/ENGINEER提供的装配工具包括MATE、ALIGN、INSERT、ORIGN等，可以轻松快捷地装配零件，完成从零件设计到产品装配的过程。在新产品开发中，造型复杂的产品的零部件配合的设计比较麻烦，设计方法不当会影响产品的安装及配合，对于这些造型复杂的零部件可以直接在装配模块中建立，可直接利用已有的产品信息，如配合面的边等。前面提到的Pro/Piping就是利用已有的各部件定位进行管路设计的。
  
　　Pro/ENGINEER具有视图自动布置功能，用正交视图、剖视图、辅助视图和局部放大视图快速而直接地从三维产品模型生成二维工程图纸。而且二维图纸与产品零件三维模型完全相关联，在零件模型里所做的更改都会扩展到二维图。另外还可利用Pro/ENGINEER的装配图（Assembly）生成所需的各种组件总装工程图。
  
　　图4 装配模型
  
　　三、 三维模型的分析
  
　　利用Pro/ENGINEER对装配进行干涉分析（Global Interference）,计算结果会显示出每个部件（Part）间的干涉体积（Volume）数，设计者再根据计算结果做相应的设计更改，这样可以大大减少后期的反复更改。
  
　　另外，空调价格战这几年越演越烈，产品材料成本控制作为成本控制的一大环节，已成了各大厂家的重要研究课题。因此，新产品开发设计首先要进行产品材料成本预算。空调产品中所选用的电器件和标准件等成本容易预算，但塑料件的成本主要与零件重量有关，一般很难准确预算，尤其一些结构复杂的塑料件，当体积无法计算时，零件成本根本无法预算。利用Pro/ENGINEER提供的组件质量属性（Assembly Mass Properties）分析工具，就能很好的解决这一问题。
  
　　四、结束语  
  
　　华凌空调在新产品开发中全面应用Pro/ENGINEER，大大地缩短了产品开发周期，加快了新产品的上市时间，为华凌空调取得了很好的经济效益。同时采用三维实体设计，能够为工程师和审核者提供生动实在的视觉感受，直观地检查设计质量，这是二维设计所无法比拟的；在整个开发的过程中，开发人员的设计水平也得到了极大提高。一个企业只有不断地通过技术创新，开发和生产高性能、高档次的新产品，以满足市场扩大的需要和实现产业升级，才能保持长期的可持续发展。
  

写得真好，我原来也是做空调的，换热器那些，七弯八拐的管路，确实用3d设计 ，比较好表达，用2d，对多空间的管是很难表达清楚的……

杜月笙 wrote:
站长大哥,你转行啦!

  
谁让我是ADMIN 呢，没办法啊。。。呵呵。。

站长大哥,你转行啦!

cad_cam wrote:
能否将图也包含进来？

  
原文也没有图。。。

能否将图也包含进来？