1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 300 MN 模 鍛 水 壓 機 主 分 配 器 閥 體 優(yōu) 化 設(shè) 計 3黃 長 征 1 ,周 亮 2 ,譚 建 平 2(1. 韶 關(guān) 學 院 信 息 工 程 學 院 ,廣 東 韶 關(guān) 512005 ;2. 中 南 大 學 機 電 工 程 學 院 ,湖 南 長 沙 410083)摘 要 :300 MN 模 鍛 水 壓 機 原 主 分 配 器 閥 體 體 積 較 大 、 閥 芯 布 置 不 合 理 、 工 藝 孔 多 。 通 過 采 用 凸 輪 機 構(gòu) 式 分 配 閥 芯開 啟 方 式 ,重 新 布 置 閥 芯 位 置 ,優(yōu) 化 設(shè) 計 了 閥 體 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 。 以 閥 體 體 積 最 小 為 優(yōu) 化 目 標 ,以 閥 體 強 度 為 主 要 約 束 條 件 ,采用 有 限 元 方 法 ,對 閥 體 主 要 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 進 行 靈 敏 度 分 析 ,確 定 了 優(yōu) 化 設(shè) 計 變 量 ,對 閥 體 進 行 了 優(yōu) 化 設(shè) 計 。 優(yōu) 化 后 閥 體 體 積和 工 藝 孔 數(shù) 量 大 幅 度 減 少 。關(guān) 鍵 詞 :水 壓 機 ;分 配 器 ;閥 體 ;優(yōu) 化 設(shè) 計 ;有 限 元中 圖 分 類 號 : T G137. 8 + 4 文 獻 標 識 碼 :A 文 章 編 號 :1001 - 2354 (2007) 05 - 0024 - 04300 MN 模 鍛 水 壓 機 是 亞 洲 目 前 最 大 的 模 鍛 液 壓 機 ,主 要生 產(chǎn) 大 型 航 空 航 天 鍛 件 ,是 我 國 國 防 建 設(shè) 和 重 型 裝 備 工 業(yè) 的 重要 設(shè) 備 。 主 分 配 器 是 水 壓 機 操 縱 系 統(tǒng) 的 重 要 組 成 部 分 ,用 于 控制 水 壓 機 工 作 缸 、 提 升 缸 、 平 衡 缸 中 工 作 液 體 的 流 量 及 流 向 ,它的 操 作 性 能 好 壞 直 接 影 響 到 水 壓 機 的 操 縱 性 能 。 主 分 配 器 閥體 是 主 分 配 器 的 關(guān) 鍵 部 件 ,其 強 度 和 剛 度 好 壞 對 水 壓 機 的 正 常運 行 及 安 全 生 產(chǎn) 產(chǎn) 生 重 要 影 響 。 同 時 原 來 閥 體 結(jié) 構(gòu) 較 為 復(fù) 雜 ,斜 孔 和 工 藝 孔 多 ,體 積 較 大 ,材 料 和 加 工 成 本 較 高 。 所 以 在 保證 閥 體 強 度 和 生 產(chǎn) 工 藝 要 求 的 情 況 下 ,優(yōu) 化 閥 體 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 和 閥體 體 積 具 有 非 常 重 要 的 意 義 。 文 中 對 主 分 配 器 閥 體 進 行 了 優(yōu)化 設(shè) 計 研 究 。1 優(yōu) 化 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu)原 主 分 配 器 閥 芯 開 啟 屬 “ 水 控 水 ” 控 制 方 式 ,采 用 “ 機 械 大扳 把 + 接 力 器 ” 方 式 ,閥 芯 的 布 置 和 設(shè) 計 不 便 。 原 主 分 配 器 閥體 結(jié) 構(gòu) 如 圖 1 所 示 。 根 據(jù) 生 產(chǎn) 實 際 要 求 ,主 分 配 器 閥 芯 開 啟 改用 “ 油 缸 + 齒 輪 齒 條 + 凸 輪 裝 置 + 轉(zhuǎn) 角 位 移 檢 測 裝 置 ” 方 式 ,如圖 2 所 示 。 通 過 油 缸 驅(qū) 動 齒 輪 齒 條 裝 置 ,帶 動 凸 輪 轉(zhuǎn) 動 ,推 動閥 桿 升 降 ,控 制 閥 芯 開 啟 度 ,從 而 控 制 工 作 液 體 流 量 和 流 向 ,最終 控 制 水 壓 機 各 工 作 柱 塞 的 動 作 ,完 成 水 壓 機 各 執(zhí) 行 機 構(gòu) 的 動作 。 應(yīng) 用 凸 輪 開 啟 方 式 ,可 靈 活 布 置 閥 芯 位 置 ,極 為 方 便 地 設(shè)計 閥 體 內(nèi) 部 水 路 ,減 少 或 避 免 在 閥 體 內(nèi) 開 設(shè) 斜 孔 和 工 藝 孔 ,大幅 度 減 少 閥 體 體 積 和 重 量 ,降 低 設(shè) 計 加 工 成 本 。 所 以 在 保 證 分配 器 閥 芯 驅(qū) 動 方 式 、 開 啟 圖 、 水 路 和 強 度 等 要 求 的 基 礎(chǔ) 上 ,首 先優(yōu) 化 其 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 1 。圖 1 優(yōu) 化 前 主 分 配 器 閥 體圖 2 凸 輪 式 分 配 器 閥 芯 開 啟 方 式根 據(jù) 功 能 要 求 ,重 新 布 置 閥 芯 位 置 ,各 閥 芯 與 水 壓 機 管 道連 接 關(guān) 系 保 持 不 變 。 為 便 于 加 工 ,盡 量 將 各 工 藝 孔 和 連 接 孔 設(shè)計 為 直 孔 ,盡 量 避 免 斜 孔 。 各 閥 芯 布 置 如 圖 3 所 示 。 優(yōu) 化 設(shè) 計前 后 閥 體 的 工 藝 孔 和 斜 孔 數(shù) 量 比 較 如 表 1 所 示 。 由 表 1 可 知 優(yōu)化 后 閥 體 的 工 藝 孔 和 斜 孔 數(shù) 量 大 幅 度 減 少 。圖 3 優(yōu) 化 后 主 分 配 器 閥 體表 1 閥 體 優(yōu) 化 前 后 工 藝 孔 及 斜 孔 數(shù) 量 對 照 表閥 體 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 相 對 變 化 率工 藝 孔 數(shù) 量 8 6 - 25 %斜 孔 數(shù) 量 5 1 - 80 %2 優(yōu) 化 閥 體 體 積2. 1 建 立 有 限 元 模 型主 分 配 器 閥 體 有 閥 芯 安 裝 孔 、 工 藝 孔 、 連 接 法 蘭 安 裝 螺 紋孔 、 閥 體 安 裝 螺 紋 孔 等 。 在 不 影 響 計 算 精 度 的 條 件 下 ,為 提 高計 算 速 度 ,建 立 有 限 元 模 型 時 ,忽 略 各 種 安 裝 螺 紋 孔 不 予 考 慮 ,第 24 卷 第 5 期2 0 0 7 年 5 月機 械 設(shè) 計JOU RNAL OF MACHIN E DESIGNVol. 24 No. 5May 20073 收 稿 日 期 :2006 - 09 - 04 ;修 訂 日 期 :2006 - 10 - 19基 金 項 目 :國 防 科 工 委 資 助 項 目 (科 工 計 字 2000 (589) )作 者 簡 介 :黃 長 征 (1970 - ) ,男 ,湖 南 耒 陽 人 ,博 士 研 究 生 ,廣 東 韶 關(guān) 學 院 信 息 工 程 學 院 講 師 , 主 要 從 事 機 電 液 集 成 控 制 理 論 與 技 術(shù) 應(yīng) 用 研 究 。 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 只 考 慮 工 藝 孔 和 閥 芯 安 裝 孔 。閥 體 有 限 元 模 型 實 體 單 元 采 用 solid92 單 元 。 閥 體 實 體 模型 較 復(fù) 雜 ,求 解 規(guī) 模 大 。 閥 體 孔 系 縱 橫 交 錯 ,不 便 于 采 用 掃 描或 映 射 方 式 劃 分 單 元 網(wǎng) 格 ,所 以 采 用 自 由 方 式 劃 分 單 元 網(wǎng) 格 。采 用 自 下 而 上 的 建 模 方 法 建 立 有 限 元 模 型 ,選 擇 合 適 的 精 度 劃分 單 元 網(wǎng) 格 。閥 體 通 過 螺 栓 與 支 架 固 定 。 將 有 限 元 模 型 中 閥 體 和 支 架相 連 接 的 底 面 分 成 幾 個 面 ,然 后 約 束 這 些 面 的 所 有 自 由 度 。 外部 管 道 的 連 接 也 會 對 閥 體 形 成 一 定 的 約 束 ,因 閥 體 的 法 蘭 主 要集 中 在 閥 體 出 水 側(cè) ,所 以 在 閥 體 出 水 側(cè) y 方 向 施 加 約 束 。閥 體 所 受 載 荷 主 要 有 : (1) 閥 芯 內(nèi) 水 的 壓 力 ; (2) 閥 芯 開 啟與 關(guān) 閉 時 的 液 壓 沖 擊 ; (3)水 壓 機 工 作 時 產(chǎn) 生 的 動 載 荷 。閥 芯 內(nèi) 的 水 來 自 于 泵 站 ,泵 站 的 額 定 壓 力 為 32 MPa ,閥 體載 荷 主 要 來 自 閥 芯 內(nèi) 高 壓 水 的 壓 力 。 工 作 最 高 壓 力 為 45MPa。 提 升 缸 、 工 作 缸 及 平 衡 缸 工 作 時 因 閥 芯 突 然 開 啟 ,會 引起 液 壓 沖 擊 ,液 壓 沖 擊 為 : p = c v (1)式 中 : 流 體 密 度 , kg/ m3 ;v 管 中 液 體 原 來 流 速 , m/ s ;c 沖 擊 波 傳 播 速 度 , m/ s ,對 于 水 , c = 1 425 m/ s。水 壓 機 的 運 行 參 數(shù) 如 表 2 所 示 。表 2 水 壓 機 運 行 參 數(shù) 及 液 壓 沖 擊行 程 速 度 v1/ ( mm/ s) 液 壓 沖 擊 / MPa空 程 150 10. 0加 壓 0 30 13. 3回 程 150 14. 4水 壓 機 各 缸 尺 寸 如 表 3 所 示 。表 3 水 壓 機 各 缸 尺 寸 表工 作 缸 提 升 缸 平 衡 缸直 徑 d1/ mm 1 030 480 400數(shù) 量 n 8 4 4進 入 液 壓 缸 的 水 流 總 流 量 :Q = nv 1 d21/ 4 (2)忽 略 系 統(tǒng) 泄 漏 ,管 道 液 體 流 速 為 :v2 = 4Q d22(3)式 中 : d2 管 道 內(nèi) 徑 。由 式 (1) 式 (3) 即 得 水 壓 機 各 工 況 下 的 液 壓 沖 擊 ,如 表 2所 示 。 但 液 壓 系 統(tǒng) 壓 力 由 負 載 決 定 ,所 以 實 際 運 行 時 液 壓 缸 內(nèi)的 壓 力 不 會 突 然 增 大 到 最 大 壓 力 ,即 在 最 大 壓 力 下 不 會 出 現(xiàn) 最大 液 壓 沖 擊 。 圖 4 圖 6分 別 是 提 升 缸 、 平 衡 缸 和 工 作 缸 實 測 壓力 曲 線 圖 。 從 圖 4 可 知 ,提 升 缸 工 作 壓 力 為 15 MPa ,在 提 升 動 作之 初 出 現(xiàn) 液 壓 沖 擊 ,其 壓 力 為 23 MPa ,若 因 故 障 活 動 橫 梁 提 升不 上 去 時 ,則 各 提 升 缸 壓 力 與 泵 站 的 相 同 ,均 為 32 MPa。 由 圖 5可 知 ,平 衡 缸 壓 力 為 30 MPa ,受 液 壓 沖 擊 影 響 比 較 小 ,其 壓 力 為32 MPa。 工 作 缸 壓 力 隨 加 工 件 的 變 形 抗 力 而 變 化 ,在 高 速 壓 制時 壓 力 不 會 太 高 ,只 有 當 壓 制 速 度 接 近 于 零 時 壓 力 才 能 增 長 到最 大 值 。 工 件 變 形 是 一 個 連 續(xù) 過 程 ,加 壓 時 不 會 出 現(xiàn) 大 的 液 壓沖 擊 ,其 最 大 壓 力 取 三 級 壓 力 45 MPa。圖 4 提 升 缸 實 測 壓 力 曲 線 圖圖 5 平 衡 缸 實 測 壓 力 曲 線 圖圖 6 工 作 缸 實 測 壓 力 曲 線 圖水 壓 機 動 載 荷 有 振 動 、 水 擊 、 機 械 配 合 部 分 間 隙 過 大 引 起的 撞 擊 ,以 及 操 作 機 鉗 桿 轉(zhuǎn) 動 給 與 水 壓 機 的 動 載 等 。 對 閥 體 造成 影 響 的 主 要 是 液 壓 沖 擊 。 冷 鐵 鍛 造 或 低 溫 鍛 造 時 ,以 及 模 鍛工 藝 中 突 然 靠 模 時 都 會 在 工 作 缸 中 產(chǎn) 生 液 體 壓 力 激 增 的 水 擊現(xiàn) 象 。 該 水 壓 機 因 壓 制 速 度 慢 ,所 以 動 載 荷 不 予 考 慮 。綜 上 所 述 ,給 閥 體 有 限 元 模 型 施 加 的 載 荷 是 :直 接 與 泵 站相 連 的 各 個 腔 施 加 與 泵 站 來 水 相 同 的 壓 力 32 MPa ,與 提 升 缸 和平 衡 缸 相 連 的 各 個 腔 施 加 32 MPa 壓 力 ,與 工 作 缸 相 連 的 各 個腔 施 加 變 壓 器 變 壓 后 的 最 大 壓 力 45 MPa。2. 2 分 析 優(yōu) 化 變 量 的 靈 敏 度影 響 閥 體 優(yōu) 化 設(shè) 計 的 變 量 很 多 , 為 減 少 計 算 工 作 量 、 提 高設(shè) 計 效 率 ,優(yōu) 化 設(shè) 計 時 只 考 慮 靈 敏 度 較 大 的 設(shè) 計 變 量 ,不 考 慮靈 敏 度 較 小 的 設(shè) 計 變 量 。 所 以 必 須 進 行 優(yōu) 化 變 量 的 靈 敏 度 分析 ,求 得 閥 體 體 積 隨 某 一 變 量 的 改 變 程 度 ,找 出 對 閥 體 體 積 影響 較 大 的 優(yōu) 化 變 量 。根 據(jù) 現(xiàn) 場 要 求 ,優(yōu) 化 設(shè) 計 的 初 始 設(shè) 計 變 量 及 其 取 值 范 圍 如表 4 所 示 。 各 優(yōu) 化 變 量 的 坐 標 系 如 圖 3 所 示 。 閥 體 設(shè) 計 主 要 考 慮其 應(yīng) 力 大 小 ,所 以 選 取 閥 體 所 受 應(yīng) 力 作 為 狀 態(tài) 變 量 。 閥 體 材 料為 35 鋼 ,屈 服 極 限 s 為 244 MPa ,安 全 系 數(shù) 取 1. 8 ,則 許 用 應(yīng) 力為 135. 6 MPa ,狀 態(tài) 變 量 m 取 135. 6 MPa。采 用 參 數(shù) 化 語 言 A PDL 編 程 ,建 立 閥 體 優(yōu) 化 模 型 ,然 后 進522007 年 5 月 黃 長 征 ,等 : 300 MN 模 鍛 水 壓 機 主 分 配 器 閥 體 優(yōu) 化 設(shè) 計 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 行 靈 敏 度 分 析 ,得 各 初 始 設(shè) 計 變 量 靈 敏 度 如 圖 7 和 圖 8 所 示 。 由圖 7 和 圖 8 可 知 , 靈 敏 度 相 對 較 大 的 變 量 是 c, f , g , six_ x ,eight_ x ,其 余 的 較 小 。 因 此 ,在 閥 體 體 積 最 小 優(yōu) 化 設(shè) 計 時 以 這 5個 變 量 作 為 優(yōu) 化 設(shè) 計 變 量 ,其 余 變 量 忽 略 不 計 。圖 7 初 始 設(shè) 計 變 量 靈 敏 度 曲 線 (1)圖 8 初 始 設(shè) 計 變 量 靈 敏 度 曲 線 (2)表 4 初 始 設(shè) 計 變 量 表變 量 變 量 說 明 取 值 范 圍 / ma 1 ,3 ,5 ,7 閥 y 軸 坐 標 0. 560 0. 620b 4 閥 和 5 閥 連 接 工 藝 孔 x 坐 標 0. 620 0. 680c 4 閥 和 5 閥 連 接 工 藝 孔 y 坐 標 0. 365 0. 380d 2 閥 和 回 水 孔 連 接 工 藝 孔 x 坐 標 0. 900 0. 950e 2 閥 和 回 水 孔 連 接 工 藝 孔 y 坐 標 0. 150 0. 300f 閥 體 長 度 1. 500 2. 000g 閥 體 寬 度 0. 750 0. 850h 2 ,4 ,8 閥 y 坐 標 0. 200 0. 220five_ x 5 閥 x 坐 標 0. 600 0. 700six_ x 6 閥 x 坐 標 0. 150 0. 190six_ y 6 閥 y 坐 標 0. 270 0. 300seven_ x 7 閥 x 坐 標 0. 260 0. 290eight_ x 8 閥 x 坐 標 0. 420 0. 4402. 3 優(yōu) 化 閥 體 體 積以 變 量 c , f , g , six_ x ,eight_ x 為 優(yōu) 化 設(shè) 計 變 量 ,其 取 值 范 圍如 表 4 所 示 。 以 滿 足 閥 體 強 度 要 求 為 主 要 約 束 條 件 ,以 閥 體 體 積最 小 作 為 優(yōu) 化 目 標 進 行 優(yōu) 化 設(shè) 計 。 采 用 ANSYS 軟 件 的 A PDL參 數(shù) 化 語 言 進 行 編 程 建 模 ,定 義 目 標 函 數(shù) ,生 成 閥 體 優(yōu) 化 設(shè) 計模 型 。 求 解 運 算 得 各 優(yōu) 化 設(shè) 計 變 量 優(yōu) 化 值 ,最 后 圓 整 得 設(shè) 計 變量 優(yōu) 化 值 如 表 5 所 示 ,優(yōu) 化 后 的 閥 體 如 圖 3 所 示 2 5 。表 5 優(yōu) 化 后 變 量 值變 量 c f g six_ x eight_ x數(shù) 值 / m 0. 370 1. 660 0. 780 0. 160 0. 4302. 4 閥 體 優(yōu) 化 效 果建 立 優(yōu) 化 前 后 的 兩 個 閥 體 有 限 元 模 型 ,施 加 載 荷 并 求 解 ,得 到 兩 個 閥 體 在 各 種 工 況 下 的 最 大 應(yīng) 力 、 應(yīng) 變 ,以 及 優(yōu) 化 前 后閥 體 體 積 變 化 (如 表 6 所 示 ) 。 優(yōu) 化 前 后 閥 體 在 受 最 大 載 荷 三 級壓 力 狀 態(tài) 下 所 受 等 效 應(yīng) 力 如 圖 9 和 圖 10 所 示 。表 6 閥 體 優(yōu) 化 前 后 性 能 比 較 表工 況 力 學 性 能 優(yōu) 化 前 優(yōu) 化 后 相 對 變 化 值 / %二 級壓 力應(yīng) 力 / MPa 121 127 5. 0應(yīng) 變 ( 10 - 4) 5. 8 6. 1 5. 2三 級壓 力應(yīng) 力 / MPa 130 132 1. 5應(yīng) 變 ( 10 - 4) 6. 3 6. 3 0提 升 應(yīng) 力 / MPa 121 131 8. 3應(yīng) 變 ( 10 - 4) 5. 8 6. 3 8. 6空 程 應(yīng) 力 / MPa 121 128 5. 8應(yīng) 變 ( 10 - 4) 5. 8 6. 1 5. 2質(zhì) 量 / kg 7 300 5 400 26圖 9 閥 體 優(yōu) 化 前 三 級 壓 力 下 等 效 應(yīng) 力 圖圖 10 閥 體 優(yōu) 化 后 三 級 壓 力 下 等 效 應(yīng) 力 圖由 表 6 可 看 出 ,閥 體 優(yōu) 化 后 質(zhì) 量 大 幅 度 減 少 ,減 少 幅 度 為26 %.最 大 應(yīng) 力 、 最 大 應(yīng) 變 增 加 極 小 ,最 大 相 對 變 化 量 為 8. 3 % ,但 都 滿 足 性 能 要 求 。 因 此 優(yōu) 化 效 果 非 常 顯 著 。3 結(jié) 論(1)采 用 凸 輪 驅(qū) 動 分 配 閥 芯 開 啟 方 式 ,優(yōu) 化 設(shè) 計 了 主 分 配器 閥 體 的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 。(2)應(yīng) 用 有 限 元 方 法 ,以 閥 體 體 積 最 小 為 優(yōu) 化 目 標 ,以 閥 體強 度 為 約 束 條 件 ,分 析 了 閥 體 主 要 結(jié) 構(gòu) 參 數(shù) 對 閥 體 體 積 影 響 的靈 敏 度 ,確 定 了 優(yōu) 化 變 量 ,并 進 行 了 優(yōu) 化 設(shè) 計 。 優(yōu) 化 前 后 閥 體的 力 學 性 能 和 體 積 比 較 分 析 表 明 ,閥 體 體 積 、 工 藝 孔 數(shù) 量 大 幅度 減 少 ,同 時 閥 體 在 各 種 工 況 下 所 受 最 大 應(yīng) 力 和 應(yīng) 變 增 加 極小 。(3)工 程 應(yīng) 用 表 明 ,優(yōu) 化 后 的 主 分 配 器 工 作 穩(wěn) 定 可 靠 。 該方 法 為 同 類 零 部 件 的 優(yōu) 化 設(shè) 計 提 供 了 參 考 。參 考 文 獻 1 俞 新 陸 . 液 壓 機 M . 北 京 :機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,1982 :96 - 98.2 Wang Liangsheng , Basu Prodyot K , Leiva J uan Pablo. Automo2bile body reinforcement by finite element optimizationJ . Finite62 機 械 設(shè) 計 第 24 卷 第 5 期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 基 于 分 層 有 向 圖 的 裝 配 順 序 規(guī) 劃 方 法 3歐 陽 君 濤 ,李 原 ,張 開 富 ,劉 平(西 北 工 業(yè) 大 學 現(xiàn) 代 設(shè) 計 與 集 成 制 造 技 術(shù) 教 育 部 重 點 實 驗 室 ,陜 西 西 安 710072)摘 要 :航 空 產(chǎn) 品 裝 配 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ,裝 配 單 元 繁 多 ,其 裝 配 順 序 規(guī) 劃 的 難 度 較 大 。 基 于 割 集 法 對 航 空 產(chǎn) 品 進 行 規(guī) 劃 易 產(chǎn)生 圖 爆 炸 現(xiàn) 象 ,因 此 ,采 用 分 層 有 向 圖 表 示 裝 配 模 型 ,提 出 一 種 將 裝 配 模 型 逐 層 拆 解 ,逐 步 規(guī) 劃 ,組 合 形 成 產(chǎn) 品 裝 配 順 序的 方 法 。 并 以 某 型 機 翼 為 實 例 予 以 應(yīng) 用 驗 證 。關(guān) 鍵 詞 :分 層 有 向 圖 ;分 離 面 ;裝 配 順 序 規(guī) 劃中 圖 分 類 號 : TB391. 7 文 獻 標 識 碼 :A 文 章 編 號 :1001 - 2354 (2007) 05 - 0027 - 03飛 機 作 為 一 種 復(fù) 雜 產(chǎn) 品 ,機 體 由 幾 萬 甚 至 幾 十 萬 個 零 件 組成 ,設(shè) 計 人 員 采 用 大 量 的 分 離 面 ,將 飛 機 分 割 為 許 多 部 件 、 段 件和 組 件 1 。 因 此 ,其 裝 配 單 元 繁 多 ,裝 配 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 。 如 果 對 這類 產(chǎn) 品 基 于 傳 統(tǒng) 圖 模 型 進 行 裝 配 順 序 規(guī) 劃 ,因 后 續(xù) 割 集 數(shù) 量 隨著 零 件 數(shù) 量 的 增 加 ,指 數(shù) 爆 炸 式 地 增 長 ,將 產(chǎn) 生 大 量 無 用 的 裝配 順 序 ,且 規(guī) 劃 難 度 大 ,效 率 低 。為 降 低 裝 配 順 序 規(guī) 劃 的 難 度 ,提 高 規(guī) 劃 效 率 ,提 出 一 種 基于 分 層 有 向 圖 模 型 的 裝 配 順 序 規(guī) 劃 方 法 。 首 先 ,基 于 分 離 面 的研 究 ,結(jié) 合 層 次 模 型 和 有 向 圖 模 型 的 特 點 建 立 更 符 合 工 程 實 際的 分 層 有 向 圖 模 型 ;其 次 ,利 用 產(chǎn) 品 層 次 化 、 模 塊 化 的 特 點 ,將結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 的 產(chǎn) 品 模 型 逐 層 拆 解 成 結(jié) 構(gòu) 簡 單 的 局 部 有 向 圖 模 型 ,并 對 局 部 有 向 圖 進 行 圖 搜 索 ,形 成 局 部 裝 配 順 序 ;最 后 ,基 于 層次 關(guān) 系 組 合 局 部 裝 配 順 序 ,生 成 產(chǎn) 品 裝 配 順 序 。1 基 于 分 層 有 向 圖 的 裝 配 建 模1. 1 分 離 面飛 機 相 鄰 單 元 之 間 的 對 接 處 或 結(jié) 合 面 稱 為 分 離 面 ,分 離 面可 分 為 兩 大 類 :設(shè) 計 分 離 面 和 工 藝 分 離 面 。 設(shè) 計 分 離 面 與 工 藝分 離 面 是 飛 機 產(chǎn) 品 進 行 裝 配 單 元 劃 分 的 重 要 依 據(jù) 。 設(shè) 計 人 員采 用 大 量 的 設(shè) 計 分 離 面 和 工 藝 分 離 面 ,將 整 機 劃 分 為 許 多 部件 、 段 件 和 組 件 ,從 而 滿 足 使 用 功 能 、 生 產(chǎn) 、 維 護 修 理 、 運 輸 方 便等 方 面 的 需 要 1 。1. 2 分 層 有 向 圖在 分 層 有 向 圖 模 型 中 ,首 先 利 用 分 離 面 將 復(fù) 雜 裝 配 體 分 解成 多 個 子 裝 配 單 元 ,形 成 飛 機 結(jié) 構(gòu) 分 解 樹 ,之 后 對 每 一 層 的 裝配 單 元 加 載 裝 配 定 位 關(guān) 系 信 息 ,建 立 表 達 裝 配 定 位 關(guān) 系 的 有 向圖 2 。 其 結(jié) 構(gòu) 如 圖 1 所 示 。圖 1 分 層 有 向 圖分 層 有 向 圖 模 型 包 含 裝 配 體 的 層 次 信 息 和 裝 配 關(guān) 系 信 息 ,結(jié) 合 層 次 模 型 和 有 向 圖 模 型 的 優(yōu) 點 ,與 其 他 裝 配 模 型 相 比 ,該Element s in Analysis and Design , 2004 , 40 (8) : 879 - 893. 3 田 樹 軍 ,李 利 ,馮 毅 . 基 于 計 算 智 能 的 液 壓 集 成 塊 優(yōu) 化 設(shè) 計 J . 中國 機 械 工 程 , 2003 ,14 (17) :1 492 - 1 495.4 王 友 漁 ,梅 江 平 ,黃 田 , 等 . 高 速 并 聯(lián) 機 械 手 的 靜 動 態(tài) 特 性 預(yù) 估 與優(yōu) 化 設(shè) 計 J . 機 械 設(shè) 計 ,2006 ,23 (7) :22 - 24. 5 周 俊 峰 ,譚 建 平 . 基 于 有 限 元 的 激 光 板 厚 測 量 系 統(tǒng) C 形 框 架 結(jié) 構(gòu)設(shè) 計 J . 中 國 機 械 工 程 , 2006 ,17 (12) : 1 217 - 1 220.Optimization design on valve2body of main distributor in the300 MN mould forging hydraulic pressHUANG Chang2zheng1 , ZHOU Liang2 , TAN Jian2ping2(1. College of Information Engineering , Shaoguang Insti2tute , Shaoguang 512005 , China ; 2. School of Electro2Mechani2cal Engineering , Central2south University , Changsha 410083 ,China)Abstract : The original volume of main distributor valve2body of 300 MN mould forging hyd