MDTools在液压集成块中的应用

MrWorm

摘要：

MDTools设计软件在液压系统集成块三维设计中被广泛应用，不仅提高了设计效率，也增强了可视化和可靠性。三维辅助设计是液压集成块设计的发展趋势。在介绍和分析了MDTools集成块设计系统功能、应用优势、设计流程的基础上,将其成功应用于油压机液压系统集成块的设计,使集成块的设计更加直观、准确、高效，为集成块的三维设计提供了一种新思路和参考。

一、前言

为了满足复杂和精确设计的需要，现代液压系统高度集成化的迅速发展，大量采用三维设计的计算机辅助设计平台，尤其是在集成块等关键部件的应用。集成块的块体采用钢质和表面化学镀镍等成熟的材料和工艺，具有使用寿命长、表面防腐蚀等优点。为了更好地发挥其使用功能，必须合理布置孔道的位置和间距，特别在高集成度条件下可以充分体现出三维设计的优越性。因此，使用三维计算机辅助设计方法来简化设计过程就显的尤为重要。

有相关学者提出了直接应用三维软件进行集成块设计的方法，但只是在视觉操作交互上满足了三维设计的可视化，集成块的大量底层设计工程仍是由设计人员来完成，未解决传统设计方法上的不足。

　　MDTools(DDSoft)是一款具有全功能一体化集成的三维设计软件，它具有易学易用、快速创新和兼容协同等优点，操作起来简单、快捷、方便和灵活，大幅度的提高了设计人员的工作效率。本文通过在华新36Mn钢挤压机项目的液压系统上应用此软件来绘制三维集成块，充分验证了MDTools(DDSoft)软件在液压集成块设计和应用中的优势。

二、集成块的设计理念和规范

　　在集成块的设计过程中，总要遵循一条设计理念，就是要以集成块重量的最小化获得液压元件布置的最大化和系统性能的最优化。在原材料价格持续上涨的背景下，设计过程必须考虑以最低的成本获取最大的经济效益，当然是要在满足设计要求和功能的前提下尽可能节省材料和成本。

　　集成块的设计规范涉及到几个方面：包括整体布局的合理性，满足设备的安装要求和配管走向；注意油路孔道的安全间距，防止交叉相通的间距过小；注意液压元件的安装特点，防止相互干扰。

三、MDTools(DDSoft)的功能

MDTools(DDSoft)是美国VEST公司在三维设计软件SOLIDWORKS基础上推出的高性能液压集成块三维设计系统。在MDTools(DDSoft)设计环境中，各种集成块设计操作都以命令按钮的形式进行了封装，用户只需调用就可以在三维环境下灵活快速地布置各种标准阀孔，调整和链接孔道，轻松更改阀块的大小等。

MDTools(DDSoft)作为 SolidWorks 的内嵌插件，SolidWorks可为集成块设计系统提供剖视、测量、透视等功能，用户可以对设计过程进行多角度观察分析，查看孔道网络各部分的连通情况， 并进行针对性的调整。 同时SolidWorks 软件包括零件、装配和工程图 3种建模环境， 集成块的实时修改信息可以在 3 种环境之间实现更新， 从而保持设计模型在各种环境中的一致性。

下面以绘制集成块实体为例来介绍MDTools(DDSoft)软件的设计方法和使用特点。打开MDTools(DDSoft)实体设计软件，我们可以看到界面右侧的“设计元素库”里，有很多的“智能图素”(如长方体、圆柱体和紧固件等)，在设计过程中可以很方便地调用这些“智能图素”，来提高我们的设计效率。集成块形状一般为矩形，所以直接选中“长方体”拖放到绘图环境中形成长方形实体;选择“编辑包围盒”来快速修改此长方形实体的外形尺寸;然后便可在该长方形实体上根据原理图要求生成各种油路孔道，再绘制集成块。

在此介绍生成两种孔的方法：

第一种是通过选择“设计元素库”→“工具”，将“自定义孔”拖到实体表面的基准点上，在弹出的“定制孔”对话框内通过设定不同的详细参数即可生成所需的内孔;

第二种方法是通过旋转特征来生成不同直 径和深度的孔(如插装孔)，具体步骤为选择工具栏上的“旋 转特征”，在实体上选择一个“基准点”，在“旋转特征向 导”对话框中选择“除料”，其余默认设置即可，点击“完 成”后实体表面出现一个栅格平面，然后通过窗口下面的“二维绘图”和“二维编辑”工具条绘制出所需孔的断面轮廓图， 再点击“完成选型”即出现孔的实体特征。

当然这两种方法生成的孔均可通过改变“定制孔”的基本参数和“编辑草图截面”来修改孔的尺寸特征。生成孔后，通过激活三维球对特征孔进行旋转、平移、拷贝、阵列和镜像等常用功能来确定其最终位置。当所有特征孔完成后，也就基本完成了集成块的基本设计。下图就是已绘制完成的集成块的三维实体图形。

四、集成块的渲染检验

　　集成块绘制完毕后，为了能快速、便捷、直观地观察到集成块内部孔道的贯通关系，可以通过MDTools(DDSoft)实体软件的“截面”和“表面光泽”功能来实现。

　　假设要显示集成块任意一个截面的内部情况，可以通过“修改”→“截面”，选择不同的截面类型，再点击所要观察平面的任意一点，集成块的截面图形便显示出来了，此时还可沿一定方向直接拖动截面来观察任意截面。如果要整体观察集成块内部孔道的相互关系，可以先选中集成块实体处于“面边点”状态，然后拖动“玻璃”到实体表面，该表面即便处于透明状态，此时可以清晰地观察到实体内部的所有孔道，从任意角度检查孔道的位置、间距和相贯情况。

　　如果想让孔道更加容易辨认，可以对不同孔道添加颜色 使其形成强烈的色差，通过“设计元素库”→“表面光泽”或“颜色”来拖动其中不同颜色到内孔表面得到所需颜色。

五、集成块的装配

完成集成块的三维设计后， 可方便地创建集成块的二维工程图及阀块三维装配图， 在集成块基础上通过 SolidWorks 内部“配合”命令对各液压阀块进行整体装配。 装配效果图如下图所示。

在液压元件的样本中，我们常常能够见到爆炸图的效果图形，其实这些效果在MDTools(DDSoft)实体软件里很容易实现，不仅如此，在MDTools(DDSoft)实体软件中还可以利用SolidWorks动画功能，将静态的爆炸图转换成动画形式，作为演示动画播放给用户欣赏，以便更直观、生动地了解集成块的装配效果。

　　集成块绘制好以后，可以将生成好的液压装配元件通过“智能动画向导”来生成简易的动画片断，也可以通过“智能动画编辑器”来对运动的过程和时间进行精确设置来达到制作复杂动画的目的。

六、结语

实例表明，基于三维 MDTools(DDSoft) 的集成块设计系统使设计人员有效摆脱了传统的二维绘图、孔道设计、集成块工艺加工工序制定的设计模式，只要求设计人员提供液压原理图等关键支撑信息，即可通过良好的提示及交互功能完成集成块的设计， 并最终可实现与CAM 加工系统的无缝联接， 能极大地提高设计质量和效率。

在现代化的制造业中，科学的管理体系，严密的工艺流程，再配合先进的设计软件和加工设备是完成高质量产品的坚实基础。集成块作为流体系统的一项重要部件，使用MDTools(DDSoft)实体 软件进行设计具有很强的交互性和可视性，不仅可以提高设计效率和产品的可靠性，而且操作简便，对提高集成块的设计水平有很大的帮助。

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