ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－５０９Ｘ．２０１３．１２．０１０
基于ＮＸ／ＷＡＶＥ的玻纤套管编织机结构设计
莫小栋，冒益海，郑 湃，庄源昌
（常州数控技术研究所，江苏常州 ２１３１６４）
摘要：阐述了ＮＸ／ＷＡＶＥ环境下的玻纤套管编织机结构设计流程。结合自顶向下、参数化设计理
念，实现了编织机结构设计过程中的结构目录构建、表达式建立、设计接口定义以及数据继承等。关键词：ＮＸ／ＷＡＶＥ；玻纤套管；编织机；结构设计
中图分类号：ＴＨ１２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５－５０９Ｘ（２０１３）１２－００３９－０４ 玻璃纤维套管（以下简称玻纤套管）是由玻璃纤维编织成的具有复合增强材料结构特性的套管，可于１０００℉（５３８℃）的高温连续下作业，且具有
非常好的绝缘能力［１］
。同时，因兼具良好的经济性，使其成为保护软管和线缆免受熔铁喷溅等伤害的首选。
玻纤套管编织机是将若干束玻璃纤维纱编织成管状结构制品的专用设备，粗细不同的各种玻纤套管需要由相应锭数（对应玻璃纤维束的数量）的编织机生产。根据市场对不同大小玻纤套管的需求，需要专门定制各种锭数规格的编织机。传统的自下向上的编织机结构设计方法和工具，针对每种锭数规格的编织机都需要重新设计和校核，设计数据通用性差、设计过程繁复。采用ＮＸ／ＷＡＶＥ设计理论和工具，可以将众多规格的编织机按照锭数抽象成若干个理论模型，并通过表达式等工具将理论模型与实际结构模型关联起来，实现设计数据的通用和自动更新。
１ ＮＸ／ＷＡＶＥ环境下的结构设计流程概述
作为一种自顶向下的全相关的产品级设计系统，ＮＸ／ＷＡＶＥ环境下的产品结构设计始于产品的功能描述与机构原理设计。然后对产品进行功能模块和结构层次细分，对产品主要技术参数和指标做参数化表达。在此基础上，定义出产品装配控制几何体（点、线、面等基准要素），并将控制几何体关联复制到具有关联属性的部件或零件中。上述工作基本完成了设计框架的搭建，随后开始零件设
计（细节设计），并在零件设计过程中对局部结构进行修改、完善。在零件设计完成之后输出设计成果，即工程图纸和ＢＯＭ整理。
基于ＮＸ／ＷＡＶＥ的玻纤套管编织机的结构设计流程如图１
所示。
图１ ＮＸ／ＷＡＶＥ环境下的玻纤套管编织机设计流程
２ 玻纤套管编织机的机构原理与层次结构划分
玻纤套管编织机采用“五月柱（∞字型）”编织原理而设计，锭子的运行路线是∞字型（正弦曲线）。两组数量相等的锭子，一组沿顺时针方向环行，一组沿逆时针方向环行，两组锭子互相交叉和正弦曲线状的相向环行运动，将玻璃纤维纱编织成连续的增强型网状套管产品
［２］
。
玻纤套管编织机从功能上可以划分为三大组成模块，如图２所示，按照从上到下的顺序分别为牵引机构、编织机构以及支撑机架。其中，编织机构是编织机的核心部分，其主要功能是容纳两组锭子在两条∞字形轨道上交叉行走；牵引机构主要是
收稿日期：２０１３－１０－１４
基金项目：江苏省产学研联合创新资金项目（ＢＹ２０１１１７４）
作者简介：莫小栋（１９８３—），男，山东枣庄人，常州数控技术研究所工程师，工学硕士，主要研究方向为机电一体设备研发。
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９３?２０１３年１２月 机械设计与制造工程 Ｄｅｃ．２０１３第４２卷第１２期 ＭａｃｈｉｎｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．１２