1 概述

    变化的市场和客户的要求，需要不断推出新产品。如何在提高产品质量的同时，缩短产品上市时间，这是大多数工业企业面临的主要问题。近几年，随着计算机的普及，各种计算机软件的应用，使机械工程设计技术发生了根本的变化。如采用二维计算机绘图代替手工制图，从而大大提高了设计效率。运用“三维实体建模”的设计方法.方便了设计方案的选择与确定。这为提高产品质量，缩短设计和生产周期，降低生产成本提供了保障。我们在应用I-DEAS软件开发设计大型蝶阀的过程中，取得了良好的效果。

    2 I-DEAS软件特点

    I-DEAS软件分为几个模块，其中实体建模是并行工程的起点，可以使用在许多后续应用中，如干涉检查、质量特性计算、运动学分析、应力分析、动力学分析、加工、测试或其他应用。计算机模型不仅能获得几何体，还可以使以此为基础进行新产品开发时节省大量的时间。

    2.1 实体造型

    I-DEAS可以对蝶阀进行三维实体造型设计。也可以针对蝶阀的每一组件进行实体造型，同时还可以对关键部件如阀体及蝶板进行有限元刚度和强度分析，对其结构进行优化。

    造型的过程就是对每个零部件进行三维模型设计的过程。按照设计的要求，做出三维模型，其尺寸可根据后续设计的需要在模型的线框中进行更改，而三维模型的形状，也会随之做相应的改变。这对以后设计形式相同而只有尺寸变化的零件极为方便。

    大型蝶阀中有很多形状不规则的零件，进行实体造型后，零件的体积、重心及质量只要通过查看物理特性就可以列表形式表示出来，提高了设计的工作效率。

    2.2 装配设计

    在装配设计阶段，可以根据蝶阀各零部件装配关系，在工作台上建立装配体系结构。装配模块包含组成机构或结构的零件模型，可以从工作台、临时数据库、参数化库和公共库中获得零件。蝶阀是一个复杂的部件，包含阀体、蝶板和重锤等其他部件作为子部件。

    当建立一个部件时，部件并不复制所有零件和子部件，而仅仅是指向它们。因此，改变一个零件或子部件的几何形状，这种变化将反映到指向它的所有部件中去。所以可在现有的零部件基础上组合成多种形式的部件，建立多个方案，进行选择。在零件与零件之间或零件与子部件之间要建立约束关系，这种约束定位是永久性的，在解除约束关系以前，这种约束关系是永久不变的，不能修改。

    在初步完成装配后，可以制作动画来简单地摸拟部件的动作，研究部件在运动过程中可能发生的问题。

    2.3 干涉检查

    在零件设计中，干涉用来检查2个零件间的干涉。在部件设计中，干涉用来检查两组对象间是否发生干涉，而不检查每组对象内部的干涉问题。在蝶阀的装配设计中，阀体与蝶板及重锤转臂与锁定装置之间*容易发生干涉，可以用I-DEAS中的干涉检查来检查它们之间的干涉情况。在检查中如果发现有干涉，可以在干涉的地方建立新的零件，研究新的实体零件，用新的实体零件切割干涉体积。在研究完干涉情况后，再删除所建立的新零件。

    2.4 有限元分析

    I-DEAS有限元分析结果（图1）已经成为工业界所承认的事实标准，其基于几何的边界条件处理技术形象直观，软件内包含一个应用向导，可以随时提示下一步应该进行的工作，分析结果可信度高。

    2.5 工程图纸设计应用

    Drafting是I-DEAS中的一个模块，是IDEAS的工程图纸设计应用，它既可以独立使用，又可以和其他模块结合使用。独立使用时，用它的动态导航功能、动态尺寸标注和双向相关性，可以提高制图的工作效率。在实体模型建立之后，该软件还具有只需要在Drafting Setup下作少量工作，就可以自动生成二维图纸的能力。如在蝶阀结构设计时，对于形状复杂的零部件，可先用三维实体建模，然后转化成二维图纸，使零部件中较复杂的相贯线等轻松地表示出来，并且可以标出准确的数值，表明其体积、重心位置和质量等，为设计及加工制造提供了方便。

    2.6 与其他软件的相互转化及数据共享

    产品数据管理（Product Date Management）可以实现对PDM系统与其他系统的共享数据进行管理。这些数据不仅可以方便地获得，而且可以直接使用，实现共享数据的导入和导出。这样，用I-DEAS设计三维蝶阀模型时的数据就不是孤立的，它可以通过PDM系统将数据导出，其中包含了打印报表的功能，可将各种汇总表以标准格式打印出来，还可以将各种管理系统所需要的共享数据导入到公共数据库中。

    用I-DEAS绘制的*终施工设计图纸（二维DWG格式）可以转换成常用的Aato CAD格式，并可在Auto CAD中进行更改。另外，DWG图纸还可转换成DXF文件，在word文档中作为插入的文件读取，但不可以更改，也可以将DWG文件转换成PDF格式文件，在装有阅读器（Acrobat）的计算机上读取（这可用作电干邮件的传输），也不可以更改。

    3 结语

    I-DEAS的应用，对于缩短大型蝶阀设计周期，降低成本，提高质量，改善性能，提高企业的产品开发效率，提供了有效的方法。

原创作者：浙江金锋自动化仪表有限公司