使用UG NX4.0三维软件设计客车车架.doc

客车车架是客车底盘的重要组成部分，通常是用二维软件设计，有一定的局限性。本文介绍使用UG Nx4．0三维软件对车架进行设计。
    客车车架是底盘系统的重要组成部分，是整车的总支承架，是各个总成的安装基础。一般客车厂都采用二维软件简单、快速设计车架，但设计中的错误无法直观发现，有一定的局限性。相对而言，三维设计更直观，更易于发现没计中的不足。本文以我公司6111H1客车三段式车架结构为例，介绍基于UG NX4．0i维软件的客车车架设计方法。

    UG Nx软件是美国UGS公司开发的Unigaphics(UG)软件，是一个集CAD／CAM／cAE于一体的大型CAD软件，是目前全世界应用最为广泛的集成化软件之一，功能强大，内容丰富。近年来，以其先进的理论基础、强大的工程背景、完善的功能和专业化的技术服务，已经在航空航天、汽车、模具和家电等领域广泛应用。用它设计客车车架，既可以校核设计中的不足，也可以计算和分析出部件的质量和受力情况，对优化车架结构很有益。

    1 基于UG NX 4．0的车架总成设计

    我公司6111H1客车车架是三段式结构，车架由钣金件、冲压件、型材、标准件等组合构成，车架前、后段多用钣金件、冲压件，中段多用型材。

    1．1 钣金件、冲压件的设计

    车架总成零件中除了左．、右纵梁是冲压件外，其他零件多数是钣金件。不论是钣金件，还是冲压件，建模方式类同。相同零件建模的途径可能不同。建模步骤如下：第一，选择一个绘图基准，绘制零件的轮廓草图，如图1所示；第二，拉伸，输人参数偏置厚度，如图2所示；第三，建模后达不到设计效果的地方可通过编辑参数修改，直至满意为止。再进行钻孔等其他供作，如图3所示。

    在使用UG Nx4．0设计中，可以灵活使用多种方法进行设计，以达到异曲同工的效果。一般也可以绘制零件截面草图，拉伸生成。如图4、图5所示。

 1．2型材的设计

    车架中多用的型材有方管、角钢等，设计时根据外形尺寸先画好零件的轮廓草图，如图6所示；草图完成后通过拉伸来完成长度设计，如图7所示。

    1．3标准件的设计

    车架总成除了焊接连接，还需要螺栓等连接，以柔化其他件与车架的刚性连接。在UG NX 4．0中，设计图8所示的螺栓具体步骤如下：第一，先画六角头法兰盘草图。旋转成型；第二，在法兰盘上绘六角头草图，拉伸成型；第三，在法兰盘另一面上用圆台命令绘螺杆图；第四，在螺杆上部倒圆角。螺纹线部分没必要在三维视图中表达出来。图9为M6螺母三维效果图。

    其他零部件(如各种支撑梁、加强板等)的三维设计方法类同。UG Nx4．0是个功能很强大的软件，灵活地掌握各种方法，在设计过程中可以达到事半功倍的效果。

    1．4车架的装配设计

    车架各种零部件设计好后就可进行装配设计。装配设计是个很耗时间和精力的过程，设计时更要细心。三维装配设计要求零件在装配空间的每一方向都要有约束，完全约束后零部件位置不得有任何转动、拖动、移动关系。装配的关键是零部件的定位约束，定位约束选择得好，对于修改也很方便，因为在UG NX4．0中装配是一环扣一环的连锁过程，每一步都会影响到下一步的装配关系。装配过程中如果未能达到设计的装配效果，可通过重新定位组件对装配关系进行修改。如图10所示。

    设计装配时，一般优先装配大型零件，再装配小型零件。装配时，对影响装配的零件可先隐藏。我公司6111H1客车车架在装配时，先装配前、后段小总成，再三段装配合成总车架。在前、后段小总成装配中，先装配左、右纵梁，后装配横梁、各种支撑梁及其他标准件。全部零件装配以后，发现原来的二维设计与三维设计并不完全相符合。从三维装配图中可以发现一些原二维图纸存在的错误，并对错误进行修正设计。 一般三维设计完成后要进行有限元或运动分析，校核设计是否满足对整车的质量和性能要求，本文就不赘述。

    1．5 三维图纸向二维图纸转化

    车架三维设计完成后，要转为能够具有指导实际操作的图纸就必须转化为二维图纸。AutoCAD是比较专业的工程制图软件，功能强大，使用范围、行业广泛。可作为二维转换软件，用UG Nx4．0制图生成二维图形，然后将其导出转换为/．dwg或者*．dxf式的文件，以便能在AutoCAD中打开。导出结束后，可使用AutoCAD编辑文字、标注尺寸等。

    2 结束语

    由于使用三维软件设计，对电脑配置要求较高，所以在很多客车厂使用UG NX4．0进行三维设计并没有完全普及，造成效率较低、图纸错误不少、设计质量下降、制造成本过高等现象。应用UG Nx4．0三维设计软件能够提高设计质量，减少设计中的错误。事实说明，推广应用三维设计软件是提高设计质量的一个好方法，也是机械设计软件应用发展的必然之路。