典型案例
設(shè)計(jì)出具有更高效率和結(jié)束舒適性的變速桿

進(jìn)軍全球
Sila Holding Industriale S.p.A. 致力于為乘用車和工業(yè)用車生產(chǎn)部件。Sila 集團(tuán)在全球大約有 1,600 名員工,其中 400 人分屬于意大利的三家工廠,其余員工則分布在設(shè)于土耳其、波蘭、摩洛哥、巴西和阿根廷的工廠之中。該集團(tuán)年收入(2008 年大約為 1.4 億歐元)的大約 70% 來(lái)自汽車變速桿的生產(chǎn)(其中主要是手動(dòng)變速箱推拉索)。

該公司的研發(fā)部設(shè)于都靈附近,不斷致力于引入高度創(chuàng)新的技術(shù)解決方案,例如采用新的易于安裝的電驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械變速箱系統(tǒng)。Sila Holding Industriale 有意在日益擴(kuò)大的全球范圍內(nèi)推廣其創(chuàng)新產(chǎn)品,從其更近與印度公司 SKH Metal 建立合資企業(yè)就可以看出這一點(diǎn)?!拔覀冏兯傧淇刂破鞯匿N售量大約有 350 萬(wàn)件,全球市場(chǎng)的總銷量大約有 7,000 萬(wàn)件,這使我們?cè)谌蚴袌?chǎng)中占有十分有利的地位?!盨ila Holding Industriale 研發(fā)經(jīng)理兼技術(shù)主管 Guido Panizza 表示。Panizza 補(bǔ)充道:“目前,研發(fā)部正在開(kāi)發(fā)用于自動(dòng)變速箱、自動(dòng)機(jī)械變速箱、雙離合器變速箱和 CVT 變速箱的線控系統(tǒng)?!?/p>


出色系統(tǒng)的構(gòu)成要素
設(shè)計(jì)出色的變速桿意味著達(dá)到一系列的要求。Panizza 解釋說(shuō):“此產(chǎn)品具有典型的人機(jī)界面。它不僅要達(dá)到一定的美學(xué)標(biāo)準(zhǔn),還要符合人機(jī)工程學(xué)原理,即必須易于司機(jī)操控。同時(shí),此控制器與變速箱和發(fā)動(dòng)機(jī)艙相連,這些既是機(jī)器的核心部位,也是控制噪音和振動(dòng)的重要區(qū)域。”

因此,必須使發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)—變速箱組的振動(dòng)與乘客席相分離。二者之間主要由變速桿相連,其支點(diǎn)位于外罩之內(nèi)。在 99% 的情況下,該外罩由塑料制成,它與柔軟的推拉索相連,后者又連接至變速箱。Panizza 解釋說(shuō):“外罩非常重要,它必須非常牢固。在一個(gè)出色的系統(tǒng)中,磨擦?xí)浅P?,因?yàn)樗仨?span style="margin: 0px; padding: 0px;">更大限度地減少司機(jī)的操作阻力,而且必須將變速箱上變速桿的可操作性考慮在內(nèi)。因此,該系統(tǒng)必須充分固定,不得有絲毫松動(dòng)。同時(shí),它必須能夠吸收所有振動(dòng),而不能給乘客席帶來(lái)任何影響。此外,其操控必須舒適,即司機(jī)可輕松換檔,并且可以感到操控的精準(zhǔn)?!?/p>


Panizza 介紹了成功進(jìn)行設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素:“因此,打造出色系統(tǒng)的主要參數(shù)與機(jī)械阻力和運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)。要開(kāi)發(fā)佳的變速箱控制器,高效的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析就特別重要,因?yàn)樗緳C(jī)的操作將轉(zhuǎn)化為推拉軟索的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng),以確保即時(shí)而流暢地選擇相應(yīng)的檔位?!?/p>


增加設(shè)計(jì)方案并提高設(shè)計(jì)的可靠性
“我們與 Siemens PLM Software 的合作始于 2001 年?!盤anizza 表示:“我們之所以選擇 Siemens,原因之一在于我們需要與客戶準(zhǔn)確互動(dòng),這些客戶使用 UGS(即現(xiàn)在 Siemens PLM Software)的 Unigraphics(現(xiàn)更名為 NX?)來(lái)滿足其開(kāi)發(fā)需求。隨著時(shí)間的推移,我們引入了版本不斷升級(jí)的 NX。為滿足我們特定的開(kāi)發(fā)需求,我們購(gòu)買了 NX Motion Simulation。在我們的開(kāi)發(fā)活動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)學(xué)并不僅僅限于防止手柄對(duì)乘客席帶來(lái)干擾這一需求。我們必須確保系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)精準(zhǔn),這在開(kāi)發(fā)樣機(jī)之前就要保證這一點(diǎn)。NX 通常由我們的 25 名設(shè)計(jì)師用于在變速桿的開(kāi)發(fā)流程中注入創(chuàng)新元素?!?/p>


通過(guò)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程的初期階段利用仿真來(lái)分析零部件和裝配模型的功能行為,不僅能夠增加可供評(píng)估的設(shè)計(jì)方案的數(shù)量,并可以大幅提升更終產(chǎn)品的可靠性。Sila Holding Industriale 認(rèn)為 NX Motion Simulation 中的功能可帶來(lái)大的效益,該工具提供了一系列完整而可靠的工具,支持優(yōu)質(zhì)動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)仿真的各個(gè)方面,可幫助公司的設(shè)計(jì)師和工程師預(yù)測(cè)并了解零部件和裝配模型的功能行為。


控制公差
Sila Holding Industriale 發(fā)現(xiàn),Siemens 的 Tecnomatix?Tecnomatix 的數(shù)字化制造技術(shù)在公差方面可謂佳選擇。該公司采用了 Tecnomatix Variation Analysis,這是一款尺寸分析工具,可用于對(duì)制造和裝配流程進(jìn)行仿真,并就誤差的數(shù)量和原因進(jìn)行預(yù)測(cè),以便計(jì)算公差。Panizza 表示:“支持公差計(jì)算對(duì)于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)具有十分重要的意義,因?yàn)樵撓到y(tǒng)由一系列相互連接的部件構(gòu)成,而公差計(jì)算有助于為潛在危險(xiǎn)的耦合找出正確的設(shè)計(jì),從而控制各種不利的互操作。不論設(shè)計(jì)何種變速箱,我們都可以使用 Tecnomatix 來(lái)實(shí)施控制。”Panizza 還指出,Tecnomatix 可使其團(tuán)隊(duì)預(yù)見(jiàn)各種誤差的后果,從而顯著降低成本并縮短新產(chǎn)品的上市時(shí)間。

“在我們的設(shè)計(jì)環(huán)境中,99% 的軟件來(lái)自 Siemens?!盤anizza 介紹說(shuō),“我們發(fā)現(xiàn) Siemens 軟件有很多優(yōu)點(diǎn),尤其令我們滿意的是 Siemens 技術(shù)具有的簡(jiǎn)單界面、易于使用的功能以及快速的響應(yīng)速度。實(shí)際上,只需使用一個(gè)軟件即可將 CAD 與運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和公差計(jì)算集成在一起,這具有十分重要的戰(zhàn)略意義,因?yàn)樗梢圆粩嗵岣呶覀冮_(kāi)發(fā)流程的靈活性。我們還非??粗?Siemens 頻繁推出的培訓(xùn)課程,我們發(fā)現(xiàn)這對(duì)滿足自身的特定需求十分有益。”


即將開(kāi)展更大的協(xié)同
Panizza 介紹了其公司的下一步行動(dòng):“我們將繼續(xù)投資于研發(fā)工作,永不停歇。我們希望探索數(shù)字仿真領(lǐng)域,并繼續(xù)與 Siemens PLM Software 開(kāi)展協(xié)同。鑒于我們?cè)谔摂M樣機(jī)制造方面取得的成功,我們已準(zhǔn)備好繼續(xù)改進(jìn)自身的設(shè)計(jì)方式,并希望在縮短上市時(shí)間方面取得更大的成果。憑借已有的業(yè)績(jī)和預(yù)先制定的未來(lái)規(guī)劃,我們希望進(jìn)一步脫穎而出,鞏固自身在市場(chǎng)中的堅(jiān)實(shí)地位。