基于Creo/Windchill的變速器數(shù)模管理系統(tǒng)的創(chuàng)建和應(yīng)用

陳勇　任耀東

摘 要：本文通過(guò)Creo/Windchill對(duì)某款12擋機(jī)械式手動(dòng)變速器三維數(shù)模進(jìn)行模塊化處理，將數(shù)個(gè)不同技術(shù)狀態(tài)的變速器歸一到一個(gè)三維模型中進(jìn)行統(tǒng)一管理，便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和技術(shù)狀態(tài)的管理。在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同技術(shù)狀態(tài)的變速器展開(kāi)爆炸圖制作、質(zhì)量、重心和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等參數(shù)的計(jì)算分析等應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Creo4.0;變速器;模塊化;簡(jiǎn)化表示;應(yīng)用

0 引言

Creo作為CAD/CAM/CAE一體化的三維設(shè)計(jì)軟件，是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的來(lái)源，為下游提供數(shù)據(jù)信息。Windchill是產(chǎn)品信息的集中來(lái)源，提供了有關(guān)整個(gè)產(chǎn)品和服務(wù)生命周期中的所有產(chǎn)品內(nèi)容和業(yè)務(wù)過(guò)程的完整信息。作為所有產(chǎn)品信息的中央存儲(chǔ)庫(kù)，Windchill會(huì)集中管理使用CAD應(yīng)用程序創(chuàng)建的模型，通過(guò)從單一受控的位置管理多個(gè)CAD系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，消除因使用重復(fù)或不完整的數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的錯(cuò)誤，使所有數(shù)據(jù)都有一個(gè)“單一數(shù)據(jù)來(lái)源”[1]。

作為PTC公司旗下的兩套應(yīng)用軟件，Creo能與Windchill系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫集成應(yīng)用。Windchill與Creo集成應(yīng)用要充分發(fā)揮Windchill的數(shù)據(jù)管控功能及CREO的數(shù)據(jù)建模功能，以提高產(chǎn)品研發(fā)人員的工作效率[2]。本文通過(guò)Creo和Windchill對(duì)某12擋機(jī)械式手動(dòng)變速器進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)[3]，將不同技術(shù)狀態(tài)的變速器數(shù)據(jù)歸一到一個(gè)三維數(shù)模中，便于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和技術(shù)狀態(tài)管理，并在此基礎(chǔ)上，在變速器爆炸圖制作，變速器質(zhì)量和重心計(jì)算以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算等方面進(jìn)行應(yīng)用。

1 變速器配置與數(shù)模

主機(jī)廠在對(duì)目標(biāo)車(chē)型進(jìn)行動(dòng)力系統(tǒng)選型時(shí)，根據(jù)其使用工況，對(duì)變速器配置有不同的要求。比如匹配載貨車(chē)（非自卸）和長(zhǎng)距離運(yùn)輸車(chē)時(shí)，變速器往往不需要帶取力器;匹配自卸車(chē)和專(zhuān)用車(chē)時(shí)，取力器是必選配置。對(duì)于某12擋機(jī)械式手動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)，變速器帶取力器與否，結(jié)構(gòu)差異主要差異在后蓋部分，見(jiàn)圖1。

為了存儲(chǔ)這兩種狀態(tài)的變速器數(shù)模，常規(guī)方法是在Creo中創(chuàng)建兩個(gè)三維模型總成，并命名為不同的名稱(chēng)。此時(shí)在Windchill文件夾中將存在幾乎兩倍于基本型變速器的三維數(shù)據(jù)內(nèi)容，非常不利于數(shù)據(jù)的管理和空間的利用。為了提高變速器應(yīng)用工程師工作效率，縮短開(kāi)發(fā)周期，我們引入變速器模塊化概念[4]。

2 變速器模塊化

變速器一般包含離合器殼部分、主箱部分、副箱部分、上蓋部分和操縱部分等5大部分，如圖2所示。我們?cè)贑reo中分別將這5個(gè)模塊以組件的形式裝配好，存放于Windchill文件夾中。從上一章節(jié)闡述中，我們知道兩種變速器技術(shù)狀態(tài)僅僅在副箱部分是否帶取力器有區(qū)別，那么我們針對(duì)模塊5進(jìn)行特殊處理。

1.離合器殼部分 2.上蓋部分 3.操縱部分 4.主箱部分 5.副箱部分

3 Creo之簡(jiǎn)化表示

在Creo軟件中，有一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)模歸一化功能就是簡(jiǎn)化表示。它能將不同零件全部裝在一個(gè)組件三維中，然后根據(jù)要求對(duì)模型樹(shù)中的零件進(jìn)行排除和增加，達(dá)到應(yīng)用工程師的要求。以某12擋機(jī)械式手動(dòng)變速器的副箱部分為例，在副箱三維組件中，將取力器總成數(shù)模作為變量組裝在副箱總成中，通過(guò)簡(jiǎn)化表示，將兩種技術(shù)狀態(tài)分別命名為不帶取力器和帶取力器，見(jiàn)圖3。

對(duì)于整個(gè)變速器而言，不論帶取力器與否，模塊1-4狀態(tài)均一致。采用同樣的辦法，將副箱部分看做變量，將其以.asm組件的形式裝入變速器總成數(shù)模中，通過(guò)視圖管理器的簡(jiǎn)化表示可以將帶取力器與否的兩種視圖調(diào)取出來(lái)，見(jiàn)圖4和圖5。

不帶取力器的變速器數(shù)模共367 Mb，取力器模塊供60 Mb，理論上437 Mb的數(shù)據(jù)空間就能儲(chǔ)存兩種變速器的技術(shù)狀態(tài)，比原來(lái)用兩個(gè)文件來(lái)存儲(chǔ)節(jié)約了近一半的空間。

4 基于簡(jiǎn)化表示的應(yīng)用實(shí)例

4.1 變速器重量/重心/轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分析計(jì)算

在變速器的開(kāi)發(fā)匹配過(guò)程中，整車(chē)對(duì)其重量非常關(guān)注。作為一個(gè)關(guān)鍵部件總成，其重量的精確性對(duì)于整車(chē)油耗和動(dòng)力性能分析至關(guān)重要。在本12擋機(jī)械式變速器數(shù)模中，點(diǎn)擊分析→質(zhì)量屬性，從計(jì)算結(jié)果可以看出，見(jiàn)圖6和圖7。變速器是否帶取力器，其模型的重量差值就是取力器和變速器換擋氣缸重量之和，從而證明了簡(jiǎn)化表示方法能夠精確地反饋不同技術(shù)狀態(tài)的數(shù)模重量。

4.2 變速器爆炸圖應(yīng)用

在變速器零件爆炸圖制作過(guò)程中，將工程圖按照BOM球標(biāo)創(chuàng)建好以后，在視圖管理器中的繪圖視圖，在視圖狀態(tài)中通過(guò)簡(jiǎn)化表示的不同選項(xiàng)，選取變速器的技術(shù)狀態(tài)，快速地完成不同技術(shù)狀態(tài)的切換與工程圖制作。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)某12擋機(jī)械變速器三維數(shù)模不同技術(shù)狀態(tài)的歸一化設(shè)計(jì)，通過(guò)Creo和Windchill系統(tǒng)中的簡(jiǎn)化表示方法，對(duì)其三維數(shù)據(jù)模型進(jìn)行整理，并在變速器重量、慣量分析計(jì)算以及爆炸工程圖制作等模塊進(jìn)行應(yīng)用，其效果表明此方法對(duì)于變速器開(kāi)發(fā)和應(yīng)用工程師而言，極大地縮減了變速器數(shù)模數(shù)據(jù)規(guī)模，提升了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和匹配效率，縮短了整車(chē)開(kāi)發(fā)周期。不同行業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中，也可以采用類(lèi)似的三維數(shù)據(jù)管理方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]Parametric Technology Corporation.PTC VB API 幫助文檔.USA：PTC，2018

[2]雷海紅，劉春玲，曹亢.基于Windchill的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報(bào)，2013，11（5）：807-811.

[3]王建萍.變速模塊化設(shè)計(jì)研究[J].汽車(chē)與配件，2015（21）：

56-59.

[4]王曉奇，柳靚南，田穎.基于VC和UG的汽車(chē)變速器三維零部件數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].科技信息，2013（2）：

41-42.