引言
集成式液压系统可以减少管路联接，降低系统复杂性，使系统的压力损失、振动、泄漏显著减小，而且安装维护方便，便于系统的通用化和标准化设计生产，而液压集成块是集成式液压系统的核心部件，它既是液压元器件的承载体，又是系统关联油路的通道体。随着液压技术的飞速发展，液压系统的复杂程度将越来越高，因此快速准确的进行液压集成块设计将是缩短设计周期、降低生产成本的重要途径。
1 设计平台介绍
1.1 Inventor软-特点
Inventor软件是美国Autodesk公司推出的三维参数化实体模拟软件。多样化的显示选项和人性化的设计思路，使其操作简单，易于学习和利用。
Inventor软件是利用几何图形约束和方程耦合进行求解，从而将全尺寸约束细分为尺寸约束和几何约束，工程关系就可以与几何约束直接耦合处理，这种基于参数的变量化特征建模技术更符合工程师的设计思路，可以在装配过程中或者基于装配关系进行零部件的关联设计，非常有利于创新设计。
Inventor软件的工程图功能可以大幅度减少工程图创建时间，工程图创建时可以选择不同的制图标准进行表达，并且支持对标题栏、略图符号等工程图资源进行全局更新。同时由于Inventor与AutoCAD同出一家，Inventor软件是目前与AutoCAD软件兼容性最好的软件。
1.2 iFeature工具
特征本来是为了最终应用预先构想的抽象模型，而在实际工程设计中会有许多特定的特征且经常重复使用，所以完全可以按照产品零件的几何形状和功能要求，通过定义尺寸、位置参数和各种属性值将这些特征实例化，为此Inventor软件提供了iFeature工具，将可用于多个设计的特征、草图或子部件指定为iFeature，并保存为扩展名为“.ide”的文件用于在其他设计中重复使用。
工程师可以根据自己认为在其他设计中有用的草图特征创建iFeature。草图特征的从属特征包含在iFeature中。创建iFeature并将其存储在目录中后，可以从Windows资源管理器将其拖动到零件文件中，或者通过使用“插入iFeature”工具，在零件中放置iFeature，并且可以使用几何约束和尺寸精确定位iFeature。如果要更改iFeature，可以编辑其草图或特征定义或将其链接到定义其大小的参数中。
2 建立液压元器件安装面特征库
液压集成块外表面是各类液压元器件的安装基面，一般液压元器件多为标准件，其连接底板尺寸是特定的，所以其对应于液压集成块外表面的安装面特征就是固定特征，而这些特征都是设计中经常使用的特征，所以可以运用iFeature工具将这些元器件特征保存起来，建立液压元器件安装面特征库，以便于在设计中重复使用，实现模块化设计，提高设计效率。下面以DNIO叠加阀底板(DIN2430 A型)为例进行说明，具体步骤如下：
1)按DIN2430 A型安装面创建特征原始零件模型，如图1所示。其中P、T、A、B油孔的深度为非固定特征尺寸，在原始零件模型中先任意赋值。
图1 DIN2430 A型安装面特征原始模型
2)提取iFeature，封装保存，建立安装面特征库。运用“工具”选项“提取iFeature”命令自原始模型提取特征，“定位基准”选取原始模型草图平面，“尺寸参数”仅选择P、T、A、B油孔和螺钉孔深度尺寸，然后保存，建立DIN2430A型安装面特征库，如图2所示。
图2 DIN2430 A型安装面iFeature
3 液压集成块设计
3.1 液压集成块的设计原则
液压集成块符合液压系统原理图是设计的首要原则。集成块的内部油孔应尽量简单，避免深孔和太多工艺孔。内部贯通的油孔应有足够的通流面积以及承压能力。注意进出油口的方向和位置应该满足设备安装需要，同时应考虑有水平或垂直布置要求的元器件必须保证安装后符合要求。对于经常操作和调节的元器件，设计时应考虑使用时的便捷性。需要经常检修或更换的元器件，应布置在易于拆装的位置。集成块还应考虑设置安装孔及起吊孔。
3.2 液压集成块三维模型设计步骤
1)首先根据液压原理图涉及的液压元器件查看安装面iFeature是否齐全，如果不齐，按相关样本资料添加齐全。
2)根据系统需用液压元器件的数量规格，初步确定液压集成块的外形尺寸，绘制草图，通过拉伸、旋转等操作创建三维零件模型。
3)按照系统工艺要求首先确定液压集成块进出油口的布置位置，然后初步确定其他元器件的布置，在集成块的三维模型中逐个插入需要元器件安装面的iFeature。例如在液压集成块上表面插入DIN2430A型安装面特征，首先在集成块零件模型的“零件特征”工具栏点击命令，然后在特征库中找到DIN2430A型安装面iFeature，弹出图3所示对话框后，先拾取液压集成块上表面，再根据设计需要指定角度，点击“完成”。
图3 插入iFeature对话框
4)按液压系统原理图进行集成块内部孔道的设计，设计过程中可以调整元器件iFeature的定位尺寸及其特征孔的相关尺寸，使集成块符合系统原理图要求。例如需要将DIN2430 A型安装面特征的油口P深度更改为100mm，首先在集成块零件模型的“模型”工具栏找到DIN2430A型安装面iFeature，然后右键单击选择“编辑iFeature”命令，弹出图4所示对话框后，更改“P口深度”值为100mm，点击“完成”。
图4 更改iFeature特征参数对话框
5)创建阀组装配模型，将元器件在液压集成块上逐个进行装配，检查各元器件是否干涉，整体布置是否合理可行，如有需要再进行调整，直到满足要求为止。
6)生成最终工程图，必要时可以转化为“.DWG”格式文件。
3.3 工程实例
1)液压原理图分析，集成块初步布置
图5为某液压伺服系统原理图，系统要求P、T油口布置在集成块下表面，连接执行件的油口A、B布置在集成块的后表面。考虑到系统使用维护的方便性，将过滤器安装在集成块的前表面上，其余液压元件（包括伺服阀、压力传感器）统一布置在集成块上表面，测压点布置在除集成块下表面的其余面上。在集成块下表面设置四个安装螺纹孔，左右侧面设置起吊螺纹孔。
图5 液压系统原理图
2)创建液压集成块三维模型
建立好完整的元器件安装面特征库，初步确定液压集成块的外形尺寸为150mm×200mm×550mm，然后逐个插入元器件的iFeature，对照原理图进行集成块内部通道设计，同时调整iFeature定位尺寸以及特征参数，直到符合原理图要求，最终集成块外形调整为150mm×150mm×450mm，如图6所示，集成块体积十分小巧，内部孔道也简捷合理。
图6 液压集成块三维模型
3)生成液压阀组装配模型
将所有元器件装配到液压集成块之后，如图7所示，检查未发现有元器件的干涉情况，伺服阀、压力传感器维护更换都比较方便，元器件的调节以及出线也比较方便，测压点布置位置合理，满足系统要求。至此液压集成块三维模型设计完成，下一步就可以运用Inventor软件生成最终的工程图，进入生产制造阶段。
图7 液压闷组装配模型
4 结语
运用Inventor软件进行三维模拟设计，使液压集成块的设计变得直观而简单，可以在保证系统功能的前提下，最大可能的减小集成块体积，从而降低制造成本，系统的集成度也进一步提高；通过iFeaturel具建立的液压元器件安装面特征库可以在设计中重复使用，这种模块化的操作，使设计效率大大提高；提取iFeature过程中可以有针对性的对特征参数进行封装，避免了非关联参数在设计过程中的误更改，保证设计的准确性。
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