液压缸参数化设计参考

基于Pro/ENGINEER的法兰联结液压缸参数化设计天津理工大学本科毕业论文说明书1第三章液压缸参数化设计3.2液压缸的参数化设计3.2.1零件的三维模型设计零件的建模是参数化设计的前提和基础。Pro/ENGINEER是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角等完全符合工程设计人员的思维方式，这是区别于以往线框三维造型的最大特点。下面，以设计中的端盖模型来说明Pro/ENGINEER的实体建模过程。步骤一：开启Pro/E系统，建立一名为duangai.prt文件，如图3-1所示。步骤二：Creat→Protrusion→Revolve如图3-2所示，建立端盖胚体。步骤三：Creat→Hole如图3-3所示，建立光孔。步骤四：Pattern如图3-4所示，阵列孔。步骤五：Creat→Round→Simple→EdgeChain→输入半径3，建立圆角。步骤六：Creat→Chamfer→Solid→Edge→45x2建立倒角。图3_1New对话框基于Pro/ENGINEER的法兰联结液压缸参数化设计天津理工大学本科毕业论文说明书2步骤七：保存，效果图如图3_6所示。至此，零件图就建立完成了。法兰联接液压缸的零件模型包括带衬套的缸头、法兰式缸体、活塞杆、衬套的耳环、端盖、A型活塞、卡键帽、挡圈、密封圈等。方法均与上例相同。Pro/ENGINEER的基本建模命令差不多就能把液压缸中的零件建立完成了，另外有一图3-2Revolve菜单图3-3Hole菜单图3-4Pattern菜单图3-5端盖效果图基于Pro/ENGINEER的法兰联结液压缸参数化设计天津理工大学本科毕业论文说明书3些零部件，存在着外型之外的差异，需要加入一些关系式或程序，这些将在下一章具体介绍。3.2.2零件族表的建立零件模型建立完成之后，就要在零件模型的基础上建立零件库。装配能否实现参数化或参数化程度有多高很大程度上受制于零件库的参数化程度。零件库的参数化程度不能满足装配参数化所需的要求，装配参数化也无法实现。所以，要实现液压缸的参数化，就要先打好零部件参数化的基础。在机械设计中常常会用到很多标准件，标准件的一个重要特点是外型特征类似性大，且利用率高。对于这些零件Pro/ENGINEER引入了FamilyTable模式。这样，在制作标准件或具有标准件特征的一些零部件时，工程师就不用再逐一创建每一个零件了，只要明了该零件群的异同处事先创建一个具有代表性的零件原型，以编辑族表（FamilyTable）的方式，将相异的尺寸、特征、参数等变化性项目填入此表内，系统就会自动读取此表内容再一一产生每一个零件。这就相当于建立了一个零件库。其流程如图3-6所示。执行FamilyTable功能再生成功建立族表最重要的一个步骤是将上一步建模时尺寸的类型由数值型转变为字符型。这里需要说明的一点是，在建模时，我们采用了Modify这个命令来实现尺寸驱动，但在这个模式下，尺寸仍然是属于数值型的，要建立能由族表驱动的实体模型必须选取字符型的参数，可以通过Modify→Dimcosmetics赋予尺寸变量名，然后才能将这些尺寸加入到族表中进行编辑。实际上，每一个尺寸生成时都具有两个类型，只是数值型的值是图3-6建立零件库流程图建造普通零件或组件填入例证零件名称决定欲变化之对象如尺寸、特征等校验完成基于Pro/ENGINEER的法兰联结液压缸参数化设计天津理工大学本科毕业论文说明书4用户在进行Modify操作时输入的，而字符型的参数名则是尺寸在生成时，系统随机赋予的。这样，很不利于用户的识别，也不利于将来程序的调用。给变量起名时，最好能按照工程上的习惯起名，或以易识别为原则起名，方便零件库的共享和分工合作的实现。下面，以液压缸中的缸头为例说明建立族表的方法：步骤一：打开已建好的零件模型gt.prt。步骤二:Modify→DimCosmetics→Symbol，如图3-7所示。选取任一尺寸,在提示行中输入要赋予该尺寸的变量名,回车后,继续下一个尺寸的选取、命名，直到相异的尺寸、特征、参数等变化性项目全部命名为止。步骤三:进入FamilyTab，界面如图3-8所示，点击选取相异的尺寸、特征、参数等变化性项目，也就是上一步命名的变量。这里，可以不用把上一步命名的所有尺寸都选中，因为一些尺寸之间可以通过关系式控制。这一步是将这些项目加入到族表里，使它们成为驱动零部件库尺寸改变的项目。步骤四：进入Pro/TABLE中记录入缸头尺寸系列，点击添加新项，随后，按着参数图3-7Symbol菜单图3-8FamilyTab界面基于Pro/ENGINEER的法兰联结液压缸参数化设计天津理工大学本科毕业论文说明书5名输入不同零件对应的数值，完成零件族表的建立。步骤五：保存。其余零件库的建立步骤相同。缸头（如图3-9）是液压缸中比较复杂的零件之一，在这个例子里Pro/ENGINEER的参数化功能将可以体现在将复杂建模简单化上。3.2.3参数化装配装配参数化是通过用Pro/ENGINEER的自身程序模式Pro/Program实现接受缸径这一驱动参数并自动搜索相应的族表找到相应子零部件按照参数装配关系装配出相应的法兰联接液压缸。Pro/ENGINEER中的装配思想是以相互配合的两个零件的位置关系确定的。包括配合、对齐、插入、点在线上、点在面上、坐标对齐、相切和边界在面上等八种关系。与相互间的距离没有数值上的固定关系，因此，可以实现全部零件更换后的准确装配。下面，将本设计中用到的命令简单介绍一下：1.定义变量的命令在Pro/ENGINEER中有三种变量：数值型（NUMBER）、字符型（STRING）、是非型（YES_NO）型。格式是：变量名变量类型如：GANGJINGNUMBER就是定义了GANGJING为数值型变量。GANGJINGSTRING就是定义了GANGJING为字符型变量。GANGJINGYES_NO就是定义了GANGJING为是非型变量。图3-9缸头效果图图3-9缸头效果图基于Pro/ENGINEER的法兰联结液压缸参数化设计天津理工大学本科毕业论文说明书62.输入给定数值的命令——INPUT在Pro/ENGINEER中引号包含的字符将会出现在提示行中，在提示行中的字符系统不但不会区分大小写，甚至连语法也不会检查。除开这种情况，Pro/ENGINEER就不再区分大小写，而语法一旦出错系统则会自动提示。让用户从提示行输入数值的格式为：INPUT………………ENDINPUT省略号处是提示行将显示的内容，变量定义和提示行字符将在此输入。如：INPUTGANGJINGNUMBER“PLEASEEHTERTHEGANGJING（100，160，220）:”ENDINPUT将来执行带该程序段的程序时,信息提示区中将会出现（如图3-10所示）可以看见,引号内的字符出现在了信息提示区的提示行上,需要输入的值就是程序中,提示行上定义的变量。3.条件命令——IF这个语法的逻辑和C语言等高级语言的条件语句相似，其格式为：IF………………ELSE………………ENDIF省略号间为执行条件和执行内容，理论上说只要语法没有错误，使用者想嵌套几层IF……ELSE语句都可以，要嵌套几层ELSE语句也都可以。不过嵌套越多维护起来越复杂复杂，且容易发生错误。这个命令除了具有C语言等高级语言的条件语句具有的功能外还可以用来更改特征或选择某个特征是否出现，让整个设计更具有弹性!如设计中：IFTYPE==CT图3-10信息提示框基于Pro/ENGINEER的法兰联结液压缸参数化设计天津理工大学本科毕业论文说明书7……………………ELSE……………………ENDIF4.函数间传递参数命令——EXECUTE这个命令只能在装配模式（Assemble）中能使用，在零件模式下则不能使用，这是使用者在使用之前必须先记得的。EXECUTE命令的功能在于为装配件中的输入变量与零件中的变量或是子装配中的变量提供一个连接的桥梁。对于EXECUTE命令中所传递的变量只能是相邻一层的关系，不能跳过相邻的关系而传递，如图3_11所示在使用EXECUTE命令时，装配文件中所设置的变量，在想改变的零文件一样要有相对应的变量名称。因此，在设置时，最后都要设置成相同的变量名称。这仅是出于EXECUTE这个命令的要求，但如果在装配文件中设置的变量和需调用的零件文件中的对应变量有相同的变量名称，会使装配文件和零件文件之间传递参数的效果更好。这个命令让我产生这么一个设想：当我们将几个参数作为驱动参数时，我们可以把一些参数作为用户给定值而非标准值，这些值则可以由EXECUTE命令传递给零件文件。这个命令的格式是：在装配文件中：EXECUTEPART零件文件名A1（零件文件的变量名）=A1（装配文件的变量名）ENDEXECUTE在零件文件中（接受装配文件过来的参数的对应部分）：INPUTA1ENDINPUT在这里，零件文件中就不再出现提示行语句的输入。装配文件子装配文件I子装配文件II零件文件I零件文件II可以传递参数不能传递参数图3-11EXECUTE命令基于Pro/ENGINEER的法兰联结液压缸参数化设计天津理工大学本科毕业论文说明书85.搜索自动适当的零件装配命令——LOOKUP_INST这个命令是实现本设计的最关键命令。它最主要的功能是能够在由FamilyTable（族表）所构建得子零件库中自动搜索适当的零件来组装的命令。其格式为：LOOKUP_INST（generic_name,match_mode,param_name_1,match_value_1,param_name_2,match_value_2,………………)括号内的各项意义如下：generic_name：在FamilyTable中，产生其他子零件的原型，其扩展名为*.prt或*.asmmatch_mode：此参数用来设置搜索的条件，主要分为三类：●-1在零件库中搜索零件时，零件的尺寸必须小于或等于我们所设置的尺寸。●0在零件库中搜索零件时，零件的尺寸必须等于我们所设置的尺寸。●1在零件库中搜索零件时，零件的尺寸必须大于或等于我们所设置的尺寸。param_name_*：在FamilyTable中的变量名称。match_value_*：设置要符合的尺寸参数。命令中，LOOKUP_INST（……）的返回值将赋予一个变量，假定为A则该命令的完整格式为：A=LOOKUP_INST(……)6.最终装配程序的说明VERSIONREVNUM751LISTINGFORASSEMBLYFLGTINPUTWAIJINGNUMBEREnterthewaijing(70,110,160):NEIJINGNUMBEREntertheneijing(45,70,109):GANGJINGNUMBEREnterthegangjing(100,160,220):GANHUOJINGNUMBEREntertheganhuojing(50,90,130):MNUMBEREntertheM(52,85,125):版本编号指明文件表列变量输入区变量输入区基于Pro/ENGINEER的法兰联结液压缸参数化设计天津理工大学本科毕业论文说明书9DNUMBERENTERTHED(12,16,24):ENDINPUTRELATIONSFLGT=LOOKUP_INST(FLGT.PRT,0,DIR1,GANGJING)定义缸体被选中的子零件的变量名DUANGAI=LOOKUP_INST(DUANGAI.PRT,0,DIR8,GANGJING)定义端盖被选中的子零件的变量名HS=LOOKUP_INST(HS.PRT,0,DIR2,GANHUOJING)定义活塞被选中的子零件的变量名GT=LOOKUP_INST(GT.PRT,0,DIR2,GANGJING)定义缸头被选中的子零件的变量名KJM=LOOKUP_INST(KJM.PRT,0,DIR2,GANHUOJING)定义卡键帽被选中的子零件的变量名LUO