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

　　引言

　　中國是茶葉的故鄉(xiāng)，也是世界上最早發(fā)現(xiàn)、利用茶葉的國家。傳統(tǒng)的手工制茶，勞動強度大、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，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代的進步。與手工制茶相比，機械化制茶勞動強度低，是發(fā)展的方向。為此，以6CCQ-50型茶葉雙鍋曲毫炒干機為設(shè)計對象，利用Pro/Engineer軟件對其各個零部件進行三維建模以及虛擬裝配。

1、參數(shù)化三維實體建模

　　1.1、設(shè)計環(huán)境

　　Pro/Engineer是美國參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation，PTC)開發(fā)的機械產(chǎn)品設(shè)計軟件，是一個能夠完全滿足虛擬樣機十分復(fù)雜結(jié)構(gòu)的、實體建模功能強大的三維參數(shù)化特征設(shè)計軟件。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(拓撲結(jié)構(gòu)一定)，可通過參數(shù)改變其外觀(參數(shù)化)，是以完成某個特征為目的來創(chuàng)建所需實體參數(shù)的。

　　Pro/E中特征有很多，大致可以分為草繪特征、放置特征、基準特征、曲面特征和復(fù)雜的三維實體特征等。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;基準特征包括基準軸、基準點、基準坐標(biāo)等。在零件的設(shè)計過程中，可以隨時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)化實體建模方法

　　Pro/E為現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計過程中首個采用參數(shù)化建模的軟件。在Pro/E里建立實體模型，首先需要先分析實體的結(jié)構(gòu)特征，確定各零部件間的裝配關(guān)系(對部件也要進一步進行分析，直到全部分解成零件);然后，對各零件的特征組成進行分析，明確各特征形狀及相互間關(guān)系，按特征主次關(guān)系及一定順序進行建模;最后，根據(jù)零部件組成中得出的關(guān)系對所建零件模型進行裝配，如圖1所示。

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

　　1.2.1、推炒機構(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)進行推炒，茶葉卷曲成圓珠狀至炒干。茶葉雙鍋曲毫炒干機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，對于茶葉的質(zhì)量會產(chǎn)生很大影響，特別是茶葉的形狀。

　　推炒機構(gòu)由球形鍋體(如圖3所示)、弧形炒板和曲軸等組成�；⌒纬窗逋ㄟ^螺栓固定在曲軸上，曲軸的另一頭連接著曲柄搖桿機構(gòu)的搖桿，通過曲柄的整周轉(zhuǎn)動，曲軸上固定的弧形炒板和搖桿做相同的動作，從而推炒茶葉。曲柄搖桿機構(gòu)帶動弧形炒板運動簡圖如圖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)計軟件Pro/E的強大建模功能，主要對茶葉雙鍋曲毫炒干機進行了參數(shù)化建模以及虛擬裝配。茶葉雙鍋曲毫干炒機裝配的整個過程與實際生產(chǎn)中的程序是一致的。為了完成設(shè)計任務(wù)以及實現(xiàn)茶葉雙鍋曲毫干炒機的三維參數(shù)化設(shè)計，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員可以根據(jù)具體實際的需要來修改相應(yīng)的特征參數(shù)，對機器的加工工藝進行優(yōu)化和調(diào)整，使機器可以更好地達到所需要的技術(shù)要求。