1 前言

某軟件是美國某公司開發的、世界最著名的通用大型CAD/CAM/ CAE係統。於90年代進入我國，己廣泛應用於航 空、汽車、機械等領域，並發揮著越來越重要的作用，三維建模方法打破了傳統二維設計的局限性，使 設計人員在方案設計階段就能在計算機上看到產品的 三維立體圖像，完成對產品的虛擬製造，可以最大限度 地減少設計失誤，避免設計、加工過程中的浪費和損 失，降低成本，縮短設計周期，提高設計質量，增強產品 的市場競爭力，在機械設計領域已有許多成功的 應用實例，如用於火箭發動機、軋鋼設備、起重設備、挖 掘設備等方麵的新產品開發口〕。本文作者在某新型多 功能包裝機研發過程中，應用UG軟件CAD功能對該包裝機進行三維造型設計，在研發早期即得到了與 實際產品一致的實體模型。因而縮短了研發周期，實現 了包裝機械新產品開發的創新。

2 某軟件三維造型方法剖析

2.1實體建模

實體建模是設計技術的基礎。實體模型又稱 主模型，是實現虛擬裝配、二維製圖、機構運動分析、有 限元分析、數控加工的依據。如在機構運動分析模 塊中直接應用主模型進行二維或三維機械係統的複雜 運動分析和設計仿真，並可完成大量的裝配分析工作， 如最小距離、幹涉檢查、反作用力、圖解合成位移、速度 和加速度、繪製運動軌跡包絡等。

實體建模模塊(Modeling…)提供了能滿足多 種設計需求的正確建模工具；可進行實體、表麵、特征、自由曲麵、線框和參 數化建模等；支持建立和編輯孔、槽、型腔、圓柱、體、塊、球 體、管、杆、倒圓和倒角等各種標準的設計特征；可將實體鏤空變成薄壁件；

既可以先畫草圖，根據特定要求生成參數化的 實體模型，又可根據產品的特征直接進行實體建模％ 2.2虛擬裝配在許多CAD/CAM中，裝配構架有兩種截然不同 的類型：多零件方法和虛擬裝配方法。多零件裝配方法 須把所有的零件數據拷貝進裝配文件中，而這樣形成 的裝配是非智能化的，而且必須用許多內存來存儲組 成這個裝配件的所有零件。裝配模塊 (Assemblies)使用指針鏈接零件而不是拷貝零件實現 虛擬裝配，具有以下特點：裝配模型所需內存空間較少；裝配模型中的零件會隨著零件模型的改變而 自動更新7參與虛擬裝配的各零部件配對或定位靈活，並 一直保持其相關可定義一個裝配中部件之間的位置關係裝配建模方法是並行的、自頂向下或自底 向上的建模方法，運用虛擬裝配技術進行裝配建模，可以及時 檢查裝配模型是否存在設計尺寸幹涉，為將來實際裝 配的順利進行提供可靠保證，由此所產生的裝配信息 可以方便地繪製裝配圖，並能快速生成裝配分解圖，節 省繪製裝配圖和零件圖的時間和成本，3多功能包裝機的三維造型設計。

3- 2造型設計方案

該包裝機為成型一充填一封口機，其造型設計包 括零件造型、部組件造型和整機造型％部組件共十個。它們分別是：料盤裝置、料鬥裝置、橫封裝 置、電氣控製櫃、電動機和減速器、薄膜輸送裝置、縱封 裝置、導紙機構、機架和成型器。該機造型設計綜合采用自底向上(先造型零件，後 將零件加到裝配文件中生成裝配模型)和自頂向下(先 建立裝配文件，後在裝配環境下創建零件)兩種設計方 法；對於結構定型的部組件進行參數化設計。利用局域 網絡共享設計數據，共同完成整機造型。此外，在造型設計過程中課題組人員共用同一模 板文件，並遵守標準化工作流程。3.2典型零、部件造型設計3.2.1齒輪在該多功能包裝機中有多個齒輪零件，齒廓曲線 均為漸開線且輪齒部分為標準結構，因此我們根據漸 開線方程建立齒輪模板文件，將該文件另存為所建齒輪模型的文件名。

3.2.2成型器

成型器是包裝機上的關鍵 部件，具有較為複雜的曲麵和較 高要求的製造精度，為了適用不 同材質、不同規格、不同形狀的包裝袋的成型，同一包裝機上需齒輪模型圖 配備多種規格、多種形狀的成形 器，其設計與製造已作為另一課題專門研究。此處為普 通的象鼻成型器。

3.2.3薄膜輸送裝置

薄膜輸送裝置的設計方法以自底向上為主，送紙 主軸以及其它各軸上的部分零件模型是在裝配環境下 建立的，即自頂向下。

3.2.2橫封裝置與縱封裝置橫封與縱封裝置的設計均采用自底向上法，並按 一定的裝配順序、零件間的匹配關係裝配而成。由於該 兩裝置的結構已定型，我們可用一組參數來約定零件 尺寸，如橫封裝置中左右兩主導柱之間的距離，當該距 離改變時設計結果即得到修改，從而實現參數化設計％ 3.2.5導紙機構導紙機構造型的關鍵是齒輪及其裝配模型的建 立、縱封凸輪與橫封凸輪的裝配與定位、縱向導紙滾輪 網紋的建立％該機構已部分實現參數化設計，兩滾輪軸間的距 離為設計參數，改變參數值，滾輪軸及軸上的各個零件 位置和大小發生相應變化。

3. 3整機造型

采用自底向上法並以機架為中心將所有部組件配在一起，得到整機裝配模型。

結論

我們運用某軟件豐富的實體造型功能，完成了 多功能包裝機的三維造型。該機模型還可以有各種表 現手法，如線框表示法、生成二維裝配圖等；對其中的 各個零部件模型可進行有限元分析或機構運動分析或 數控加工編程；可自動進行各零件間的幹涉檢查和間 隙估計；可直接計算各零部件及整機的體積、表麵積、 重心和質量等物理特性參數；該軟件的麵向裝配的設 計方法使某些定型的部組件實現了參數化設計，這將 大大縮給冃聖刑聲貝飾硒給國由H.HT以早在產品投標 報價之時，就將未來產品的外觀、造糸、技術性能及特 點介紹給用戶，使產品更具有競爭力，該機造型設計的成功，實現了包裝機械新產品開 發的創新，同時也為廣大包裝機設計人員提出了許多新的課題。