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1、应用中望 3D 轻松设计陶瓷盘式制动器- 机械制造论文应用中望 3D 轻松设计陶瓷盘式制动器1.概述我是一名机械专业的高校学生，在学校学的是 UG 、Pro/e ，一次偶然机会发现身边同学在用中望3D 这款三维 CAD 软件参加全国 3D 工业设计大赛，于是我抱着尝试的心态开始学习并使用中望3D 参赛。那时离比赛投稿结束时间只剩下不到一个月了， 没想到最后我不仅按时交了稿还获得学生组的优胜奖。中望 3D 虽然是国产三维 CAD 软件，但是丝毫不比国外三维 CAD 软件逊色：不仅功能强大，而且易学易用。尤其是中望 3D 的参数化设计、装配设计和混合建模方面的出色表现， 让我在保证质量的同时又有如
2、此高的效率。 这次参赛除了感谢身边老师和同学的帮助，也非常感谢中望 3D“线上互动培训”的技术专家奉老师在软件的学习和使用上给我提供了大量指导。 希望通过这次作品的设计经历分享给更多的人，互相学习，也希望收到更多的指导建议。由于一直对汽车结构非常感兴趣，而且我本身学习的是机械设计，这次的作品主题就定位在我本人较感兴趣的汽车刹车系统领域。目前主流的汽车刹车系统的制动器主要有： 鼓式制动器和盘式制动器两种。鼓式制动器发展最早， 现在已经逐步减少应用， 中高端的汽车都是用盘式制动器，但是盘式制动器一些问题：在连续高速制动时， 制动盘会产生相当高的温度，传统的制动盘是有金属材料制造的，耐热性较差。 而
3、这个陶瓷盘式制动器则是为了解决这个问题的，除了传统的机构外，这个制动器的制动盘是使用碳纤维材料制造（图1），代替了传统的金属材料，大大提高耐热性与耐磨性。在整个三维建模当中，都是使用中望3D 设计的，其中除了单个零部件的参数化设计， 还使用了自下而上和自上而下的两种混合装配建模，这确保了主体零件之间保持了很好的参数化关联驱动，而像螺栓、油嘴等标准零件则是从标准件库直接插入进行装配。下面分享一下使用中望3D 设计过程中的关键要点：2.轮胎的快速设计轮胎的设计其实是这个制动器中还不是最关键的要素，不过为了呈现作品的完整性，方便制动器机构的展示，最后还是决定把轮胎画了上去。其中在画轮胎花纹的时候，
4、主要使用了中望3D 的阵列和替换面的功能，简单几步就在旋转主体上面做好了复杂的花纹，这是令我觉得很好的地方， 整个轮胎的设计在中望3D 特征树不超过 15 步（图 2 ），让我节省了很多时间，使得后面能重点关注在制动器机构的设计。3.参数化设计轮毂轮毂的设计通过表达式控制尺寸，实现参数化设计。中望3D 方便快捷的表达式驱动在整个轮毂设计中发挥了很大的作用，因为这个轮毂分别有13inch 和 14 inch ，而在这个作品中，只要建立相关的表达式，通过简单的数值输入就能快速生成两种尺寸的轮毂。而更关键的是其它刹车钳、 联接轴等模型全部关联到此参数， 只要轻松的修改， 整个制动器的机构尺寸大小都会
5、一起发生变化（图 3）。4.制动盘的设计制动盘的设计还是主要使用了大量的草图进行旋转。而不得不提的是中望 3D 里面的预制草图功能， 里面有一些现成的常用的草绘线框， 无需从头绘制，只需直接调用标注尺寸即可，这也大大节省了我的设计时间（图4 ）。5.刹车钳的设计刹车钳的设计花了不少时间，一方面是刹车钳的工程要求较高，对强度刚性有要求；另一方方面自己对曲面建模不是很熟悉。但是设计下来发觉中望3D 的曲面还是相当不错的：首先单个零件支持多实体设计，其次实体和曲面的混合建模，显得更灵活自由，也确保能够获得想要的造型。最后中望3D 在一些细节特征的设计上如倒圆角、 孔等也表现出色， 很好的在复杂的边缘
6、倒圆角成功并且创建出符合GB 的各种螺纹孔（图5）。6.加力泵的设计加力泵的设计大量参考了来自刹车钳的面和边缘，进行创建，这有赖于中望 3D 在装配环境下不同部件的参考引用，能够快速复制来自外部部件的图素进行部件间建模， 而且能够很好的保证两个部件之间的关联关系，只要刹车钳已修改，加力泵也随之更新（图6）。7.装配设计装配设计对于主零件的设计运用的是自顶而下的设计方式，中望3D 在这一块我认为表现非常优秀， 特别是提供了不同的部件间建模的命令，能够快速切换不同工作零件，并且互相建立关联参考。而对于螺钉、油嘴、轴承这样的标准件在中望 3D 中可以直接从Partsolution的标准件库里面进行导
7、入，无需从头建模，这也节省了我大部分的时间。同时中望 3D 的装配约束和装配管理器符合主流软件的设计思想，这让使用 NX 的我很快就掌握了装配的使用，为整个设计添加完整的装配约束，并且创建相应的爆炸视图（图7 ） 。8.渲染最后是渲染：这一次渲染的工作直接在中望3D 中完成，包括添加材质灯光等（图 8 ）。9.结语经过这次三维CAD 设计经历，我个人觉得再好的想法和原理，要制造样机，也必须借助专业三维CAD 设计工具。在参加大赛之前，我曾经犹豫过选择中望 3D 还是其它 CAXA 或者山大华天等三维CAD 软件，但是安装试用之后，还是觉得中望 3D 在操作习惯、参数化建模、特征树装配树管理上面，更接近我以前学习的其它NX ，Pro/E 软件，更容易实现我的想法。中望3D 果然没让我失望！通过两个星期的边学习边设计，我最终完成了个陶瓷盘式制动器的设计，并且获得了学生组的优胜奖。真心希望中望 3D 能够发展得更好更快，尽快走入校园，造福更多理工类专业的学生！