隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)低效率的設(shè)計(jì)方法已逐漸被計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)所取代，特別是三維設(shè)計(jì)軟件，它能夠幫助設(shè)計(jì)人員更加快速有效地設(shè)計(jì)和制造產(chǎn)品。Pro/Engineer是目前最流行的三維設(shè)計(jì)軟件之一，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、工業(yè)設(shè)計(jì)等相關(guān)行業(yè)，具有概念設(shè)計(jì)與渲染、零件設(shè)計(jì)、虛擬裝配、功能模擬和生產(chǎn)制造等多方面的功能，為產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造提供了完整的解決方案[1]。為此，介紹了采用Pro/E的三維軟件對(duì)茶葉雙鍋曲毫炒干機(jī)的虛擬裝配設(shè)計(jì)。

　　引言

　　中國(guó)是茶葉的故鄉(xiāng)，也是世界上最早發(fā)現(xiàn)、利用茶葉的國(guó)家。傳統(tǒng)的手工制茶，勞動(dòng)強(qiáng)度大、功效低。隨著現(xiàn)代化茶葉加工技術(shù)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這兩方面的結(jié)合愈來愈密切，它們相互滲透促進(jìn)，相互制約。目前，新情況、新變化、新問題的產(chǎn)生已發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的手工制茶完全跟不上了時(shí)代的進(jìn)步。與手工制茶相比，機(jī)械化制茶勞動(dòng)強(qiáng)度低，是發(fā)展的方向。為此，以6CCQ-50型茶葉雙鍋曲毫炒干機(jī)為設(shè)計(jì)對(duì)象，利用Pro/Engineer軟件對(duì)其各個(gè)零部件進(jìn)行三維建模以及虛擬裝配。

1、參數(shù)化三維實(shí)體建模

　　1.1、設(shè)計(jì)環(huán)境

　　Pro/Engineer是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation，PTC)開發(fā)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件，是一個(gè)能夠完全滿足虛擬樣機(jī)十分復(fù)雜結(jié)構(gòu)的、實(shí)體建模功能強(qiáng)大的三維參數(shù)化特征設(shè)計(jì)軟件。特征是Pro/E軟件的核心要素，是其建模不可拆分的基本單位，它具有預(yù)定義的結(jié)構(gòu)形式(拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一定)，可通過參數(shù)改變其外觀(參數(shù)化)，是以完成某個(gè)特征為目的來創(chuàng)建所需實(shí)體參數(shù)的。

　　Pro/E中特征有很多，大致可以分為草繪特征、放置特征、基準(zhǔn)特征、曲面特征和復(fù)雜的三維實(shí)體特征等。草繪特征主要包括拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描以及混合等;放置特征包括孔、殼、筋、拔模、倒圓角及倒角等;基準(zhǔn)特征包括基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)坐標(biāo)等。在零件的設(shè)計(jì)過程中，可以隨時(shí)更改所需特征的幾何形狀與尺寸大小。這些參數(shù)可能是獨(dú)立的，更有可能是具有某種特定關(guān)系的。如果參數(shù)中某一個(gè)發(fā)生了變化，則特征中的形狀和大小均有可能發(fā)生變化。

　　1.2、參數(shù)化實(shí)體建模方法

　　Pro/E為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程中首個(gè)采用參數(shù)化建模的軟件。在Pro/E里建立實(shí)體模型，首先需要先分析實(shí)體的結(jié)構(gòu)特征，確定各零部件間的裝配關(guān)系(對(duì)部件也要進(jìn)一步進(jìn)行分析，直到全部分解成零件);然后，對(duì)各零件的特征組成進(jìn)行分析，明確各特征形狀及相互間關(guān)系，按特征主次關(guān)系及一定順序進(jìn)行建模;最后，根據(jù)零部件組成中得出的關(guān)系對(duì)所建零件模型進(jìn)行裝配，如圖1所示。

　　下面以雙鍋曲毫炒干機(jī)的關(guān)鍵部件—推炒裝置以及撥叉定位機(jī)構(gòu)為例，簡(jiǎn)要介紹其建模過程。

　　1.2.1、推炒機(jī)構(gòu)參數(shù)化建模

　　人工炒制珠茶是將炒鍋斜放，雙手向前推炒，使茶葉逐漸開始收縮;反復(fù)進(jìn)行推炒，茶葉卷曲成圓珠狀至炒干。茶葉雙鍋曲毫炒干機(jī)是用一塊弧形的炒板(如圖2所示)代替雙手作為推炒茶葉的主要工作部件，對(duì)于茶葉的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生很大影響，特別是茶葉的形狀。

　　推炒機(jī)構(gòu)由球形鍋體(如圖3所示)、弧形炒板和曲軸等組成。弧形炒板通過螺栓固定在曲軸上，曲軸的另一頭連接著曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿，通過曲柄的整周轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸上固定的弧形炒板和搖桿做相同的動(dòng)作，從而推炒茶葉。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)弧形炒板運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖4所示。

圖1 虛擬裝配流程圖

圖2 弧形炒板

4、結(jié)束語

　　基于三維設(shè)計(jì)軟件Pro/E的強(qiáng)大建模功能，主要對(duì)茶葉雙鍋曲毫炒干機(jī)進(jìn)行了參數(shù)化建模以及虛擬裝配。茶葉雙鍋曲毫干炒機(jī)裝配的整個(gè)過程與實(shí)際生產(chǎn)中的程序是一致的。為了完成設(shè)計(jì)任務(wù)以及實(shí)現(xiàn)茶葉雙鍋曲毫干炒機(jī)的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)具體實(shí)際的需要來修改相應(yīng)的特征參數(shù)，對(duì)機(jī)器的加工工藝進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，使機(jī)器可以更好地達(dá)到所需要的技術(shù)要求。