典型案例
設計出具有更高效率和結束舒適性的變速桿

進軍全球
Sila Holding Industriale S.p.A. 致力于為乘用車和工業用車生產部件。Sila 集團在全球大約有 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于土耳其、波蘭、摩洛哥、巴西和阿根廷的工廠之中。該集團年收入(2008 年大約為 1.4 億歐元)的大約 70% 來自汽車變速桿的生產(其中主要是手動變速箱推拉索)。

該公司的研發部設于都靈附近,不斷致力于引入高度創新的技術解決方案,例如采用新的易于安裝的電驅動自動機械變速箱系統。Sila Holding Industriale 有意在日益擴大的全球范圍內推廣其創新產品,從其更近與印度公司 SKH Metal 建立合資企業就可以看出這一點。“我們變速箱控制器的銷售量大約有 350 萬件,全球市場的總銷量大約有 7,000 萬件,這使我們在全球市場中占有十分有利的地位。”Sila Holding Industriale 研發經理兼技術主管 Guido Panizza 表示。Panizza 補充道:“目前,研發部正在開發用于自動變速箱、自動機械變速箱、雙離合器變速箱和 CVT 變速箱的線控系統。”


出色系統的構成要素
設計出色的變速桿意味著達到一系列的要求。Panizza 解釋說:“此產品具有典型的人機界面。它不僅要達到一定的美學標準,還要符合人機工程學原理,即必須易于司機操控。同時,此控制器與變速箱和發動機艙相連,這些既是機器的核心部位,也是控制噪音和振動的重要區域。”

因此,必須使發動機的振動以及發動機—變速箱組的振動與乘客席相分離。二者之間主要由變速桿相連,其支點位于外罩之內。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:“外罩非常重要,它必須非常牢固。在一個出色的系統中,磨擦會非常小,因為它必須大限度地減少司機的操作阻力,而且必須將變速箱上變速桿的可操作性考慮在內。因此,該系統必須充分固定,不得有絲毫松動。同時,它必須能夠吸收所有振動,而不能給乘客席帶來任何影響。此外,其操控必須舒適,即司機可輕松換檔,并且可以感到操控的精準。”


Panizza 介紹了成功進行設計的關鍵因素:“因此,打造出色系統的主要參數與機械阻力和運動學有關。要開發佳的變速箱控制器,高效的系統運動學分析就特別重要,因為司機的操作將轉化為推拉軟索的精準運動,以確保即時而流暢地選擇相應的檔位。”


增加設計方案并提高設計的可靠性
“我們與 Siemens PLM Software 的合作始于 2001 年。”Panizza 表示:“我們之所以選擇 Siemens,原因之一在于我們需要與客戶準確互動,這些客戶使用 UGS(即現在 Siemens PLM Software)的 Unigraphics(現更名為 NX?)來滿足其開發需求。隨著時間的推移,我們引入了版本不斷升級的 NX。為滿足我們特定的開發需求,我們購買了 NX Motion Simulation。在我們的開發活動中,運動學并不僅僅限于防止手柄對乘客席帶來干擾這一需求。我們必須確保系統運動精準,這在開發樣機之前就要保證這一點。NX 通常由我們的 25 名設計師用于在變速桿的開發流程中注入創新元素。”


通過在產品開發流程的初期階段利用仿真來分析零部件和裝配模型的功能行為,不僅能夠增加可供評估的設計方案的數量,并可以大幅提升更終產品的可靠性。Sila Holding Industriale 認為 NX Motion Simulation 中的功能可帶來大的效益,該工具提供了一系列完整而可靠的工具,支持優質動態運動學運動仿真的各個方面,可幫助公司的設計師和工程師預測并了解零部件和裝配模型的功能行為。


控制公差
Sila Holding Industriale 發現,Siemens 的 Tecnomatix?Tecnomatix 的數字化制造技術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,可用于對制造和裝配流程進行仿真,并就誤差的數量和原因進行預測,以便計算公差。Panizza 表示:“支持公差計算對于系統開發具有十分重要的意義,因為該系統由一系列相互連接的部件構成,而公差計算有助于為潛在危險的耦合找出正確的設計,從而控制各種不利的互操作。不論設計何種變速箱,我們都可以使用 Tecnomatix 來實施控制。”Panizza 還指出,Tecnomatix 可使其團隊預見各種誤差的后果,從而顯著降低成本并縮短新產品的上市時間。

“在我們的設計環境中,99% 的軟件來自 Siemens。”Panizza 介紹說,“我們發現 Siemens 軟件有很多優點,尤其令我們滿意的是 Siemens 技術具有的簡單界面、易于使用的功能以及快速的響應速度。實際上,只需使用一個軟件即可將 CAD 與運動學分析和公差計算集成在一起,這具有十分重要的戰略意義,因為它可以不斷提高我們開發流程的靈活性。我們還非常看重 Siemens 頻繁推出的培訓課程,我們發現這對滿足自身的特定需求十分有益。”


即將開展更大的協同
Panizza 介紹了其公司的下一步行動:“我們將繼續投資于研發工作,永不停歇。我們希望探索數字仿真領域,并繼續與 Siemens PLM Software 開展協同。鑒于我們在虛擬樣機制造方面取得的成功,我們已準備好繼續改進自身的設計方式,并希望在縮短上市時間方面取得更大的成果。憑借已有的業績和預先制定的未來規劃,我們希望進一步脫穎而出,鞏固自身在市場中的堅實地位。