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经典客户案例

设计出具有更高效率和结束舒适性的变速杆

发布时间:2017-01-11

进军全球
Sila Holding Industriale S.p.A. 致力于为乘用车和工业用车生产部件。Sila 集团在全球大约有 1,600 名员工,其中 400 人分属于意大利的三家工厂,其余员工则分布在设于土耳其、波兰、摩洛哥、巴西和阿根廷的工厂之中。该集团年收入(2008 年大约为 1.4 亿欧元)的大约 70% 来自汽车变速杆的生产(其中主要是手动变速箱推拉索)。

该公司的研发部设于都灵附近,不断致力于引入高度创新的技术解决方案,例如采用新的易于安装的电驱动自动机械变速箱系统。Sila Holding Industriale 有意在日益扩大的全球范围内推广其创新产品,从其更近与印度公司 SKH Metal 建立合资企业就可以看出这一点。“我们变速箱控制器的销售量大约有 350 万件,全球市场的总销量大约有 7,000 万件,这使我们在全球市场中占有十分有利的地位。”Sila Holding Industriale 研发经理兼技术主管 Guido Panizza 表示。Panizza 补充道:“目前,研发部正在开发用于自动变速箱、自动机械变速箱、双离合器变速箱和 CVT 变速箱的线控系统。”

出色系统的构成要素
设计出色的变速杆意味着达到一系列的要求。Panizza 解释说:“此产品具有典型的人机界面。它不仅要达到一定的美学标准,还要符合人机工程学原理,即必须易于司机操控。同时,此控制器与变速箱和发动机舱相连,这些既是机器的核心部位,也是控制噪音和振动的重要区域。”

因此,必须使发动机的振动以及发动机—变速箱组的振动与乘客席相分离。二者之间主要由变速杆相连,其支点位于外罩之内。在 99% 的情况下,该外罩由塑料制成,它与柔软的推拉索相连,后者又连接至变速箱。Panizza 解释说:“外罩非常重要,它必须非常牢固。在一个出色的系统中,磨擦会非常小,因为它必须大限度地减少司机的操作阻力,而且必须将变速箱上变速杆的可操作性考虑在内。因此,该系统必须充分固定,不得有丝毫松动。同时,它必须能够吸收所有振动,而不能给乘客席带来任何影响。此外,其操控必须舒适,即司机可轻松换档,并且可以感到操控的精准。”

Panizza 介绍了成功进行设计的关键因素:“因此,打造出色系统的主要参数与机械阻力和运动学有关。要开发佳的变速箱控制器,高效的系统运动学分析就特别重要,因为司机的操作将转化为推拉软索的精准运动,以确保即时而流畅地选择相应的档位。”

增加设计方案并提高设计的可靠性
“我们与 Siemens PLM Software 的合作始于 2001 年。”Panizza 表示:“我们之所以选择 Siemens,原因之一在于我们需要与客户准确互动,这些客户使用 UGS(即现在 Siemens PLM Software)的 Unigraphics(现更名为 NX™)来满足其开发需求。随着时间的推移,我们引入了版本不断升级的 NX。为满足我们特定的开发需求,我们购买了 NX Motion Simulation。在我们的开发活动中,运动学并不仅仅限于防止手柄对乘客席带来干扰这一需求。我们必须确保系统运动精准,这在开发样机之前就要保证这一点。NX 通常由我们的 25 名设计师用于在变速杆的开发流程中注入创新元素。”

通过在产品开发流程的初期阶段利用仿真来分析零部件和装配模型的功能行为,不仅能够增加可供评估的设计方案的数量,并可以大幅提升更终产品的可靠性。Sila Holding Industriale 认为 NX Motion Simulation 中的功能可带来大的效益,该工具提供了一系列完整而可靠的工具,支持优质动态运动学运动仿真的各个方面,可帮助公司的设计师和工程师预测并了解零部件和装配模型的功能行为。

控制公差
Sila Holding Industriale 发现,Siemens 的 Tecnomatix®Tecnomatix 的数字化制造技术在公差方面可谓佳选择。该公司采用了 Tecnomatix Variation Analysis,这是一款尺寸分析工具,可用于对制造和装配流程进行仿真,并就误差的数量和原因进行预测,以便计算公差。Panizza 表示:“支持公差计算对于系统开发具有十分重要的意义,因为该系统由一系列相互连接的部件构成,而公差计算有助于为潜在危险的耦合找出正确的设计,从而控制各种不利的互操作。不论设计何种变速箱,我们都可以使用 Tecnomatix 来实施控制。”Panizza 还指出,Tecnomatix 可使其团队预见各种误差的后果,从而显著降低成本并缩短新产品的上市时间。

“在我们的设计环境中,99% 的软件来自 Siemens。”Panizza 介绍说,“我们发现 Siemens 软件有很多优点,尤其令我们满意的是 Siemens 技术具有的简单界面、易于使用的功能以及快速的响应速度。实际上,只需使用一个软件即可将 CAD 与运动学分析和公差计算集成在一起,这具有十分重要的战略意义,因为它可以不断提高我们开发流程的灵活性。我们还非常看重 Siemens 频繁推出的培训课程,我们发现这对满足自身的特定需求十分有益。”

即将开展更大的协同
Panizza 介绍了其公司的下一步行动:“我们将继续投资于研发工作,永不停歇。我们希望探索数字仿真领域,并继续与 Siemens PLM Software 开展协同。鉴于我们在虚拟样机制造方面取得的成功,我们已准备好继续改进自身的设计方式,并希望在缩短上市时间方面取得更大的成果。凭借已有的业绩和预先制定的未来规划,我们希望进一步脱颖而出,巩固自身在市场中的坚实地位。