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1、CAD/CAM系统的功能模型和信息模型建立一个高效的CAD/CAM系统，必须经过分析、设计、实现、集成、测试、安装和运行几个步骤。科学高效的分析和设计系统是成功实现复杂系统的保证。设计人员应尽量减少分析和设计阶段的错误，否则在后续阶段可能花费几倍的时间去发现和纠正错误。借助IDEF方法，设计人员能 够系统的了解系统功能活动及其联系，掌 握系统的信息以及相互关系，从而全面的 理解系统，提高了建立系统效率。双螺杆磨浆机构集成系统的IDEF建模技术IS Model AnalysisTyp©GlobiL InterferenceDefinitionSetup(J) Parts only(y
2、Sub-assemblies onlyQuilts Exclude O IncludeFacets怎 Exclude C：* IncludeDisplayQ* Exact result Qui ck check| Cl叱 |JEjModel Analysis凶ToSurfaceV11Surf： fl0 (PR0TRUSI0N)7lU0GAKQuilts： Exclmle IncludeFacet； Exclude IncludeSiirfa.ce Options Whole surface f ) Near pickRe E-olts卜 Saved. AnalysesClose Add. Fe
3、atureFwrs Cleirincc：NoneEClos 电匚 Model AnalysisTyp览EU suitsProjection ReferenaeSurface| k |Sur £： F7 (PROTmiSIOlD : LUOGAHFacet： Ex elude IncludeQuilts：Exclude IncludeFacet： Exelude IncluieSurface Options©Who" surface Oe5ir pickCompute图5-8 a矩形芯轴应力分布及局部应力分布图图5-15倒角半径为20mm时Equivalent应力分
4、布及局部放大图1IDEF方法IDEF (integration deHnition method)方法 是80年代初美国空军在结构化分析的基础上提出的。美国空军开始提出IDEF方法主要是为了寻求一种适合分析CIMS的方 法。在随后的二十多年，IDEF作为一种复杂系统的设计方法和系统的描述语言,广泛地运用在航空业、机械以及其它的制麒中，并且发展成为-种系统建模的方IDEFO功能模型化方法用以描述系 统功能活动及其联系。IDFEO模型 基于如图1所示的简单语法。控制 活动机制图1基本IDEFOt吾义If J每个活动由位于盒内的一个动词表达。输 入、控制、输出和机制（ICOM）都称为 概念。通过建立
5、的IDEFO模型，设计人员 可从功能上了解系统的构造，各个功能块 之间的关系，功能块实现的要求、手段和 目的。设计人员可以进一步的建立各个子 功能块的IDEFO模型，这种细化分解，正 是IDEFO支持严格的自顶向下分解的优点。IDEFlx用来描述系统的信息以及相互关系。它提供了一套指导信息模 型开发的规则和程序，其目的之一就是为分析和组织管理的信息提供一个结构化和规则化的过程。它强调标准化，消除在模型化过程中发现的非完整性、非精密性、非一致 性和非准确性。IDEFlx的基本语法成分由实体、联系和属性构成，其中实体表示一个现实和抽象事物的集合，这些事物必须具有相同的属性或特征。集合中的一个元素就
6、是这个实体的 一个实例。联系则是实体之间的一种连接或联系O IDEFlx模型描述的是两个实体间的联系类 型或联系集合。属性表示一类现实或抽象事物的一种特基本语法。从父实体到子 实体的关系名厂关键字属性-八 关键字属性-E.丿子实体图2 IDEF1X基本语法2系统功能模型的建立首先是建立内外关系图一A0,这系步A- 关-的 外址构 内了机 的成浆 型构磨 模，杆 个界螺 整边双 了的。 定统础to 确系基病 形了的确 图定解图 个确分如用户要求分析方法. 生产条件 设计经验一双螺杆磨浆机构设计系统三维实体图、丰 面图 . 工程分析结果°A 八 八 AMl M2 M3 M4Ml：设计分析
7、人员M2： CAD设计软件M3： CAE分析软件M4：计算机硬件系统图3系统A 0功能模型图接下来需要建立系统的顶层AO图。首先要从总体的角度分析系统 由哪些功能子模块组成，这些模块的功能是如何实现的，各个模块之间是怎样联系起来的。系统实现的功能是从设计要求岀发，完成整个双螺杆磨浆机构的设计。具体的A0功能模型如图4所示。图4系统A0功能模型图用户要求生产条件" 设计经验. 字剽求r装配检查反馈零件设计A1零件三维实 体图.平面 图装配设计Ml：设计分析人员M2： CAD设计软件M3： CAE分析软件M4：计算机锁件系统MlM2M4A2分析结果装配三维实 体图、平而 图工程分析MlM
8、3A3工程分析 结果图4系统A0功能模型图然后，再由AO逐层向下分解得到系 统各部分的详细功能模块。分解的原则 是让较简单或较容易理解的盒子较晚分 解，如果在同一水平上进行分解，保持 均匀的模型深度，可以避免较高层次的 变化影响较低层次，而造成可能的重复 工作；分解过程中还应注意父子模块间 输入输出箭头的一致性；在所有情况下 子模块忠实地代表了父模块，应以既不 增加也不减少的方式反映各自父模块所 包含的信息。在建立Al功能模型时，首先要完成螺 杆设计模块。螺杆设计是整个双螺杆磨浆 机构的核心部分。其他部分的设计如机筒 芯轴等都是以螺杆的设计尺寸作为输入， 然后在此基础上完成其相关部分的设计。
9、零件设计功能模型A1的输入是螺杆设计参 数，如螺杆的顶圆半径RS、两个螺杆的中 心距CL螺纹头数n和导程T。以及双螺杆 磨浆机的工作要求，如纸浆产量、功耗等。 零件设计功能模型A1是由螺杆设计、芯轴 设计、机筒设计、轴承座设计四部分构成。 最终建立的A1功能模型如图5所示。螺杆设计参数工作要求生产条件 设计经验 设计方法- 螺杆几何学*螺杆设计All设计经验. 设计方法，生产条件螺杆三维实 体.平面图芯轴设计A12CAD设计工具M计算机硬件 系统图5系统A1功能模型图A3功能模型图，如图6所示图6系统A3功能模型图A3功能模型图，如图6所示1建模简化设计问题描述樺建立有限元模型A31分折问题描
10、述M2MlMl:分析软件M2：分析人员分析模型既定工况边界加载;A32Ml离散模熨分析A33IIM2分析结果后处理A34后处理结果反馈后处理结果Ml12图6系统A3功能模型图3.系统信息模型的建立双螺杆磨浆机构的信息模型的建立,第一阶段要标识和定义在建模的问题范围 内的实体；第二阶段要标识和定义实体之 间的基本联系，形成关系矩阵，构造实体 级图；第三阶段主要是定义键，改善第二醫露生 雑豔蠶 盈隸 盍驚首評审核并改进模型，生成完整的信息模双螺杆磨浆机构的设计系统的 IDEF1X图如图7所示。设计人员可 以利用这一数据模型理清系统设计 数据之间的逻辑关系、物理关系以 及实体之间的数据联系。螺杆某本
11、数据单/2系统设计要求/I编号产生产量 功耗锁紧装置数据单/8数据单编号结构形式产生联接装置数据单/9数据单编号产生结构形式数据单编号'螺杆详细数据单/3数据单编号芯轴数据单/4/ s数据单编号顶圆半径中心距长径比螺纹头数导程产生产生机筒数据单/5数据单编号机筒截面尺寸机筒总长衬套尺寸密封形式进料口数据单/10出料口数据单/II数据单编霸数据单编号结构尺寸结构尺寸螺杆组合方式 各段螺杆长度 螺杆截面尺寸 反向切槽形式 螺杆花键形式螺杆类型O输送段/12数据单 编号数据单 编号正向挤压段/13反向挤压段/14产生产生芯轴总长芯轴内外径芯轴花键形式控制轴承数据单/7轴承座数据单/6轴承类型轴承座结构轴承座尺寸数据单J 编号图7系统IDEF1X模型