副標(biāo)題#e#    O引言
   
    現(xiàn)代工業(yè)制造中，產(chǎn)品裝配的好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能、可維修性和可回收性等，傳統(tǒng)的產(chǎn)品裝配大多以零件兒何模型為基礎(chǔ)，在零件詳細(xì)幾何模型的基礎(chǔ)上搭建裝配模型，這種從零件模型構(gòu)建裝配模型的方法稱為自底向上的裝配方法。然而在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員首先進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，再經(jīng)過詳細(xì)設(shè)計(jì)，最終得到產(chǎn)品的裝配，一開始零件的幾何模型并不確定，隨著設(shè)計(jì)的深入和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的細(xì)化，逐步建立起清晰的產(chǎn)品裝配模型和零件模型，我們把這種產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法稱為自頂向下的裝配模式，這種方法增加了零件之間的關(guān)聯(lián)性，使設(shè)計(jì)層次變得更清晰，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)信息的傳遞、共享、繼承，特別適用于當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的并行工程和協(xié)同設(shè)計(jì)。
   
    參數(shù)化設(shè)計(jì)是規(guī)格化、系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一種高效、優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方法.它一般是指零件、部件比較定型，用一組參數(shù)來控制模型的結(jié)構(gòu)尺寸和拓?fù)潢P(guān)系，參數(shù)與設(shè)計(jì)對象的控制尺寸有顯式的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)賦予不同的參數(shù)序列值時，就可驅(qū)動模型，獲得滿足設(shè)計(jì)要求的裝配模型以及相對應(yīng)的零件模型。因此，將自頂向下的模型裝配技術(shù)與參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合，對提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的系列化、提高設(shè)計(jì)效率具有重要意義。本文即以國家"863"項(xiàng)目"橋式起重機(jī)智能化設(shè)計(jì)"中的某一部件為例，使用SolidWorks，通過自頂向下方式對其進(jìn)行裝配和參數(shù)化設(shè)計(jì)。
   
    1自頂向下的裝配設(shè)計(jì)
   
    自頂向下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是從產(chǎn)品的頂層開始通過在裝配過程中可以隨時設(shè)計(jì)零件來完成整個產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法。為此，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初環(huán)節(jié)，按照該產(chǎn)品的最基本的功能和要求，在設(shè)計(jì)頂層先構(gòu)造出一個"基本骨架"，稱之為"頂層基本骨架"（TBS），隨后的設(shè)計(jì)過程基本上都在這個"頂層基本骨架"的基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)制、修改、細(xì)化、完善并最終完成整個設(shè)計(jì)過程。從產(chǎn)品的空間結(jié)構(gòu)上來看，產(chǎn)品的"頂層基本骨架"類似于該產(chǎn)品的裝配草圖，它能代表產(chǎn)品模型的主要空間形狀和空間位置，能基本反映構(gòu)成產(chǎn)品的各個子模塊之間的拓?fù)潢P(guān)系以及其主要功能，是整個產(chǎn)品自頂向下設(shè)計(jì)過程中的核心內(nèi)容，是各個子裝配之間相互聯(lián)系的中間橋梁和紐帶。TBS的主要功能包括:①管理功能:頂層基本骨架可以被用來管理大型的裝配設(shè)計(jì)，允許設(shè)計(jì)者只調(diào)出頂層裝配的基本骨架到內(nèi)存中來控制整個產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及其變更，頂層基本骨架包含了重要的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，如基座的位置、產(chǎn)品的外型、子裝配、零件及設(shè)計(jì)參數(shù)，可以在頂層基本骨架上對其進(jìn)行更改，而這些更改將被傳遞到其下的所有子系統(tǒng)中。②組織功能:頂層基本骨架可以增強(qiáng)零件在裝配中的相互關(guān)聯(lián)和依賴性，這些存在于實(shí)際裝配之中的相互關(guān)聯(lián)和依賴關(guān)系可以很好地從最初的總體布局中被捕獲并抽取出來，構(gòu)成頂層基本骨架，為子裝配體和零件所享用。③共享數(shù)據(jù)功能:一個有組織的裝配基本骨架允許信息在不同層次間被共享，如果在某一層發(fā)生改變，那么和它相關(guān)聯(lián)的裝配和零件都能夠獲得這種最新的更改，④設(shè)計(jì)變更的傳遞功能:可以用TBS來控制變更，產(chǎn)品的變更結(jié)果在零件中表現(xiàn)而在產(chǎn)品的頂層實(shí)施。
   
    2.自頂向下裝配設(shè)計(jì)的步驟
   
    2.1建立"頂層基本骨架"
   
    考慮到自頂向下設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，并結(jié)合具體產(chǎn)品模型的特殊裝配結(jié)構(gòu)，所有零件均采用自身的基準(zhǔn)面和設(shè)計(jì)草圖中的要素(點(diǎn)、線、基準(zhǔn)面)進(jìn)行定位，而不用零件自身的特征要素定位，以避免個別零件發(fā)生變更或丟失造成整個裝配體結(jié)構(gòu)解體.首先在裝配環(huán)境下繪制裝配骨架的正面草圖(見圖1)及側(cè)面草圖(見圖2).通過這兩個裝配骨架草圖，確定核心零件的外形尺寸，表示出零件之間的裝配位置、相互關(guān)聯(lián)特性等。在草圖繪制過程中要充分使用約束關(guān)系及尺寸之間的方程式，減少不必要的草圖尺寸，從而使布局草圖簡潔而又能清晰地表達(dá)出裝配零部件的約束關(guān)系、位置關(guān)系、尺寸關(guān)系及結(jié)構(gòu)功能。

    
    根據(jù)上述裝配步驟可以快速高效地完成模型裝配(見圖3),模型中部分零件以"透明"的方式顯示，從中可以看到零件僅僅與裝配骨架草圖中的幾何要素發(fā)生裝配約束關(guān)系，而零件自身之間則是相互獨(dú)立的，沒有任何位置、尺寸等方面的配合關(guān)系.此時，以自頂向下裝配的產(chǎn)品模型就基本完成了。