多功能变焦式圆规的设计*

连碧华 孙 超 蔡明誉 姚常淦

1.南京机电职业技术学院 机械工程系 南京 211135 2.南京弘宇不锈钢制品有限公司 南京 210011

1 设计背景

创新驱动着人类进步和社会发展,创新从技术角度理解是一种技术的突破,从工程应用角度理解是发现问题、解决问题的方法,两者都要求设计者在设计过程中充分发挥创造力,利用各种最新的科技成果和设计理论设计出具有独创性与实用性的产品[1]。教学圆规是机械制图及相关类型课程教学必须使用的仪器,传统的教学圆规存在三方面问题。一是功能单一,只能够实现画圆。二是体积大,笨重,不便于携带。三是针脚容易掉落摔坏。针对上述问题,笔者打破常规思维模式,采用组合创新原理设计了一种集画圆、画椭圆、测量等功能于一体的多功能变焦式圆规。设计中通过Unigraphics软件的计算机辅助设计模块进行参数化建模,构建产品模型。Unigraphics软件是一款集计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助制造于一体的机械零部件设计常用软件,采用参数化、特征建模技术为复杂实体数字化模型的构建和装配提供保证,动力学仿真模块提供的动力学性能分析功能,能优化产品的结构和功能,帮助设计者获得满足功能要求的产品。Unigraphics软件利用编程与仿真加工功能,可以建立数控加工刀路,后处理为数控代码后实现复杂零件的加工。基于Unigraphics软件,在多功能变焦式圆规的设计过程中采用计算机辅助设计模块,实现整套产品零部件三维模型的构建及装配,通过参数化设计提高设计的柔性,利用运动分析模块对参数化模型进行运动轨迹动画仿真[2-5],跟踪圆规的运动轨迹,以检查零件之间的干涉情况,验证结构设计的合理性和可靠性。……