ICS01.100.01 J04 中华人民共和国国家标准 GB/T26099.3—2010 机 械产品三维建模通用规则 第3部分:装配建模 Generalprinciplesofthree-dimensionalmodelingformechanicalproducts— Part3:Assemblymodeling 2011-01-10发布 2011-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T26099—2010《机械产品三维建模通用规则》分为4个部分: ———第1部分:通用要求; ———第2部分:零件建模; ———第3部分:装配建模; ———第4部分:模型投影工程图。 本部分为GB/T26099—2010《机械产品三维建模通用规则》的第3部分。 本部分的附录A和附录B为资料性附录。 本部分由全国技术产品文件标准化技术委员会(SAC/TC146)提出并归口。 本部分主要起草单位:中机生产力促进中心、北京艾克斯特信息有限公司、中国电子科技集团公司 第三十八研究所、广西玉柴机器股份有限公司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、广西柳工机械股份有 限公司。 本部分主要起草人:张红旗、温秋生、肖承翔、王璐、陈卫东、刘检华、阎光荣、雍俊海、何丹丹、张艳、 韩琳琳、陈帝江、彭五四。 ⅠGB/T26099.3—2010 机械产品三维建模通用规则 第3部分:装配建模 1 范围 GB/T26099的本部分规定了机械产品进行装配建模的通用原则、总体要求、装配层级定义原则、 装配约束的总体要求、装配结构树的管理要求、装配建模的详细要求以及模型封装。 本部分适用于机械产品装配建模过程中装配模型的构建、应用和管理。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过GB/T26099的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文 件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成 协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本 部分。 GB/T24734.1 技术产品文件 数字化产品定义数据通则 第1部分:术语与定义 (GB/T24734.1—2009,ISO16792:2006,NEQ) GB/T26099.1 机械产品三维建模通用规则 第1部分:通用要求 GB/T26101 机械产品虚拟装配通用技术要求 3 术语和定义 GB/T24734.1、GB/T26099.1和GB/T26101确立的以及下列术语和定义适用于GB/T26099 的本部分。 3.1 装配建模 assemblymodeling 应用三维机械CAD软件对零件和部件进行装配设计,并形成装配模型的过程。 3.2 装配约束 assemblyconstraint 在两个装配单元之间建立的关联关系,它能够反映出装配单元之间的静态定位和动态运动副关系。 3.3 装配单元 assemblyunit 装配模型中参与装配操作的零件或部件。 3.4 布局模型 layoutmodel 也称为骨架模型或控制模型,它用于控制装配模型的姿态、整体布局及关键几何和装配接口等信 息,主要由基准面、轴、点、坐标系、控制曲线和曲面等构成,在自顶向下设计中常作为装配单元设计的参 照基准。 4 通用原则 在装配建模设计中,应遵循以下通用原则: a) 所有的装配单元应具有唯一性和稳定性,不允许冗余元素存在; 1GB/T26099.3—2010 b) 应合理划分零部件的装配层级,每一个装配层级对应着装配现场的一道装配环节,因此,应根 据装配工艺来确定装配层级; c) 装配模型应包含完整的装配结构树信息; d) 装配有形变的零部件(例如弹簧、锁片、铆钉、开口销、橡胶密封件等)一般应以变形后的工作 状态进行装配; e) 装配建模过程应充分体现面向制造的设计[DesignforManufacturing(DFM)]与面向装配的 设计[DesignforAssembly(DFA)]准则,要充分考虑制造因素,提高其工艺性能; f) 装配模型中使用的标准件、外购件模型应从模型库中调用,并统一管理; g) 装配模型发布前应通过模型检查。 5 总体要求 在装配建模设计中,应遵循以下总体要求: a) 装配建模采用统一的量纲,长度单位通常设为毫米,质量单位通常设为千克; b) 模型装配前,应将装配单元内部的与装配无关的基准面、轴、点及不必要的修饰进行消隐处 理,只保留装配单元在总装配时需要的参考基准; c) 为了提高建模效率和准确性,零件级加工特征允许在装配环境下采用装配特征建构,但所建特 征必须反映在零件级; d) 装配工序中的加工特征在零件级应被屏蔽掉; e) 在自顶向下设计时,可在布局模型设计中,将关键尺寸定义为变量,以驱动整个模型,实现产品 的设计、修改; f) 只有在装配模型中才能确定的模型尺寸,可采用表达式或参照引用的方式进行设定,必要时可 加注释; g) 复杂零部件参与装配时,可使用轻量化模型,以提高系统加载和编辑速度; h) 在进行模型装配前,宜建立统一的颜色和材质要求,给定各种漆色对应的RGB色值和材料纹 理,以满足模型外观的统一性要求; i) 可根据应用需要,建立装配模型的三维爆炸图状态,以便快速示意产品结构分解和构成; j) 每一级装配模型都应进行静、动态干涉检查分析,必要时,按GB/T26101中的规定进行装配 工艺性分析和虚拟维修性分析。 6 装配层级定义原则 每一级装配模型对应着产品总装过程中的一个装配环节。根据实际情况,每个装配环节可分解为 多个工序。在分解工序和工步过程中应遵循DFA原则: a) 根据生产规模的大小合理划分装配工序,对于小批量生产,为了简化生产的计划管理工作,可 将多工序适当集中; b) 根据现有设备情况、人员情况进行装配工序的编排。对于大批量生产,既可工序集中,亦可将 工序分散形成流水线装配; c) 根据产品装配特点,确定装配工序,例如,对于重型机械装备的大型零部件装配,为了减少工件 装卸和运输的劳动量,工序应适当集中,对于刚性差且精度高的精密零件装配,工序宜适当 分散。 7 装配约束的总体要求 装配约束的选用应正确、完整,不相互冲突,以保证装配单元准确的空间位置和合理的运动副定义。 装配约束的定义应符合以下要求: 2GB/T26099.3—2010 a) 根据设计意图,合理选择装配基准,尽量简化装配关系; b) 合理设置装配约束条件,不推荐欠约束和过约束情况; c) 装配约束的选用应尽可能真实反映产品对象的约束特性和运动关系,选用最能反映设计意图 的约束类型;对运动产品应能够真实反映其机械运动特性。 7.1 对于无自由度的装配模型 对于无自由度的装配模型,每个装配单元均应形成完整的装配约束。对于常用的平面与平面配合, 一般采用面与面的对齐与匹配方式进行约束;对于常用的孔轴类配合一般采用轴线与轴线对齐的方式。 常用的静态装配约束通常包括平面与平面、轴线与轴线、曲面相切、坐标系等。 7.1.1 平面与平面 可约束两个平面相重合,或具有一定的偏移距离。若两平面的法向相同,简称为“面对齐”约束;若 两平面的法向相反,简称为“面匹配”约束;若两平面只有平行要求,没有偏距要求,简称为“面平行” 约束。 7.1.2 轴线与轴线 可约束两个轴线相重合。这种约束常用于轴和孔之间的装配约束,通常简称为“轴线对齐”或“插 入”。 7.1.3 曲面相切 可控制两个曲面保持相切。 7.1.4 坐标系 可用坐标系对齐或偏移方式来约束装配单元的位置关系。可将各个装配单元约束在同一个坐标系 上,以减少不必要的相互参照关系。 7.2 对于具有自由度的装配模型 对于具有自由度的装配模型,应根据其实际的机械运动副类型进行装配。所形成的约束应与实际 机械运动副的运动特性保持一致。 常用的机械运动副包括转动副、移动副、平面副、球连接副、凸轮副、齿轮副等。 7.2.1 转动副 又称“回转副”或“铰链”,指两构件绕某轴线做相对旋转运动。此时,活动构件具有1个旋转自 由度。 7.2.2 移动副 又称“棱柱副”,指一个构件相对于另一构件沿某直线仅作线性运动。此时,活动构件具有1个平移 自由度。 7.2.3 平面副 一个构件相对于另一构件在平面上移动,并能绕该平面法线做旋转运动。此时,活动构件具有3个 自由度,分别是2个平动和1个转动自由度。 7.2.4 球连接副 一个构件相对于另一构件在球心点位置作任意方向旋转运动。此时,活动构件具有3个转动自 由度。 7.2.5 凸轮连接副 凸轮连接属于高副连接,用以表达凸轮传动的特性。 7.2.6 齿轮连接副 齿轮连接属于高副连接,用以表达齿轮传动特性。 7.3 装配模型中的机构运动分析基本要求 装配模型中的机构运动分析应符合以下要求: a) 针对具有运动机构的区域,定义装配约束关系、运动副类型、机构的极限位置; 3GB/T26099.3—2010 b) 对运动机构分别进行运动过程模拟,进行碰撞检查和机构设计合理性分析,并基于分析结果 做出设计改进; c) 对产品各装配区域进行全局机构运动分析,直到得到最优的设计结果。 8 装配结构树的管理要求 装配结构树的管理应符合以下要求: a) 装配结构树应能表达完整有效的装配层次和装配信息; b) 应对零、部件模型在装配结构树上相应表达的信息进行审查; c) 完成模型装配后,应对装配模型结构树上的所有信息进行最终的检查。 9 装配建模的详细要求 9.1 装配建模设计流程 产品的装配建模一般采用两种模式:自顶向下设计模式和自底向上设计模式。根据不同的设