基于UG的三维标准件库的建立原则和方法

基于UG的三维标准件库的建立原则和方法基于UG的三维标准件库的建立原则和方法一、基于UG的标准件库的建立原则1．每个标准件都应有一个中心基准（如基准点或基准轴或基准面，主要使用三面基准），建立标准件时，坐标系（相对坐标和绝对坐标）应在该标准件的对称中心位置。2．应尽量减少特征数，特征间尺寸用关系表达式表示。将特征参数分为主参数和次要参数，用主参数去控制和约束次要参数。3．每个标准件应在菜单“装配（Assemblies）”中设置“参考集（ReferenceRets）”，调出时仅显示特征实体（Solid）。4．对于一个由几个标准零件装配在一起而组成的标准部件，要注意建立标准部件内各个标准零件之间的参数值传递，即建立各个标准零件之间的尺寸链接关系，并用一个主要的标准零件去控制和约束其它的次要标准零件。二、标准件的创建方法1．电子表格（SpreadSheet）法（1）File→New,输入一个标准件Part文件名。（2）Application→Modeling，选取适当参数和方法步骤建立标准件中的一个具体零件（TemplatePart），由于建立TemplatePart的方法和步骤将直接决定参数的选取，故应从整体考虑。（3）Toolbox→Expression，对参数表达式进行Rename和Edit。（4）Toolbox→PartFamilies，在AvailableColumns栏内选定参数，点击AddColumn放在ChoseColumn栏内，待选定所有参数后，点击Create进入Spreadsheet（电子表格）内。（5）填写并编辑Spreadsheet。在Spreadsheet内要输入零件号（Part_Name）和相关参数值。填写完毕后，可选PartFamily的VerifyPart来生成某零件，以明确参数选定是否正确。待上述工作准确无误后，可选PartFamily的SaveFamily来存贮该电子表格。（6）标准件的调用。Assemblies→Editstructure，点击Add；在PartName内指定所选标准件；在PointSubfunction内指定欲加入零件的位置[如（0，0，0）]，这样标准零件即在指定点处生成。优点：提供了一个用UG3D实体格式定义的标准件库系统，创建直观、容易，并能通过直观的图形界面调入装配体；可使标准件具有子装配功能，并可以封装到IMAN和UG/Manager中，是建立UG标准件库系统的通用方法。缺点：调用时须改名存入，如果不改名只能存入当前目录且不能修改，当型号选好后又需要换型号时则必须重新装配。2．关系表达式（Expression）法（1）File→New，输入一个标准件Part文件名。（2）Application→Modeling，选取适当参数和方法步骤建立标准件中的一个具体零件（TemplatePart）。（3）Toolbox→Expression，对参数表达式进行用户化命名（Rename）和编辑（Edit）。表达式的编辑方法：1）在“编辑多个表达式”对话框中，点击“输出”，在目录下给定一个文件名（如e.exp）并退出UG。2）对表达式文件e.exp进行编辑并存储。3）返回UG，打开该Part文件，进入“编辑多个表达式”对话框，点击“输入”，输入将该表达式文件。（4）File→Save，存储该零件（.prt）。（5）零件调用。Assemblies→Editstructure，点击Add；在PartName内指定所选标准件；在PointSubfunction内指定欲加零件的位置[如（0，0，0）]，这样标准零件即在指定点处生成。然后，将该零件以另一名称存储，转成装配模型中的一个具体零件。最后，将该零件转成工作零件并修改其参数，使之符合设计要求。优点：创建容易，修改比较方便。缺点：装配调入的只是一个模板，完成装配后需修改其变量；需查标准件手册来修改变量值。3．用户自定义特征（.udf）法（1）File→New输入一个标准件Part文件名，Application→Modeling生成一个Part文件。（2）Toolbox→Expression对参数表达式进行用户化命名（Rename）和编辑（Edit）。（3）File→Export，生成、定义、存储一个udf文件。（4）Toolbox→Features→UserDefined实现调用。优点：创建比较容易；可建立特征参数之间的关系，定义特征变量，设置缺省值，提示输入关键值；易于恢复和编辑。缺点：须建立一个新的part零件才能输入用户自定义特征。4．用程序设计（＊.grx或*.dll）：UG／OpenGRIP和／或UG／OpenAPI(UFUN)开发编程实现标准件的生成和调用。优点：使用交互调入最方便，应用层次最高。缺点：需用程序写入，工作量大。三、结束语建立CAD标准件库是实施CAD应用的基石和提高CAD应用水平的重要途径。本文所述的基于UG的三维CAD标准件库的建立方法在笔者所在工厂得到实施并达到了预期效果。UG模块功能介绍§UG/Gateway（UG入口）这个模块是UG的基本模块，包括打开、创建、存储等文件操作；着色、消隐、缩放等视图操作；视图布局；图层管理；绘图及绘图机队列管理；空间漫游，可以定义漫游路径，生成电影文件；表达式查询；特征查询；模型信息查询、坐标查询、距离测量；曲线曲率分析；曲面光顺分析；实体物理特性自动计算；用于定义标准化零件族的电子表格功能；按可用于互联网主页的图片文件格式生成UG零件或装配模型的图片文件，这些格式包括：CGM、VRML、TIFF、MPEG、GIF和JPEG；输入、输出CGM、UG/Parasolid等几何数据；Macro宏命令自动记录、回放功能；UserTools用户自定义菜单功能，使用户可以快速访问其常用功能或二次开发的功能。§UG实体建模(UG/SolidModeling)UG实体建模提供了草图设计、各种曲线生成、编辑、布尔运算、扫掠实体、旋转实体、沿导轨扫掠、尺寸驱动、定义、编辑变量及其表达式、非参数化模型后参数化等工具。§UG/FeaturesModeling(UG特征建模)UG特征建模模块提供了各种标准设计特征的生成和编辑、各种孔、键槽、凹腔--方形、圆形、异形、方形凸台、圆形凸台、异形凸台、圆柱、方块、圆锥、球体、管道、杆、倒圆、倒角、模型抽空产生薄壁实体、模型简化(Simplify)，用于压铸模设计等、实体线、面提取，用于砂型设计等、拔锥、特征编辑：删除、压缩、复制、粘贴等、特征引用，阵列、特征顺序调整、特征树等工具。§UG/FreeFormModeling(UG自由曲面建模)UG具有丰富的曲面建模工具。包括直纹面、扫描面、通过一组曲线的自由曲面、通过两组类正交曲线的自由曲面、曲线广义扫掠、标准二次曲线方法放样、等半径和变半径倒圆、广义二次曲线倒圆、两张及多张曲面间的光顺桥接、动态拉动调整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁减、编辑、点云生成、曲面编辑。§UG/UserDefinedFeature(UG用户自定义特征)UG/UserDefinedFeature用户自定义特征模块提供交互式方法来定义和存储基于用户自定义特征（UDF）概念的，便于调用和编辑的零件族，形成用户专用的UDF库，提高用户设计建模效率。该模块包括从已生成的UG参数化实体模型中提取参数、定义特征变量、建立参数间相关关系、设置变量缺省值、定义代表该UDF的图标菜单的全部工具。在UDF生成之后，UDF即变成可通过图标菜单被所有用户调用的用户专有特征，当把该特征添加到设计模型中时，其所有预设变量参数均可编辑并将按UDF建立时的设计意图而变化。§UG/Drafting(UG工程绘图)UG工程绘图模块提供了自动视图布置、剖视图、各向视图、局部放大图、局部剖视图、自动、手工尺寸标注、形位公差、粗糙度符合标注、支持GB、标准汉字输入、视图手工编辑、装配图剖视、爆炸图、明细表自动生成等工具。§UG/AssemblyModeling(UG装配建模)UG装配建模具有如下特点：提供并行的自顶而下和自下而上的产品开发方法；装配模型中零件数据是对零件本身的链接映象，保证装配模型和零件设计完全双向相关，并改进了软件操作性能，减少了存储空间的需求，零件设计修改后装配模型中的零件会自动更新，同时可在装配环境下直接修改零件设计；坐标系定位；逻辑对齐、贴合、偏移等灵活的定位方式和约束关系；在装配中安放零件或子装配件，并可定义不同零件或组件间的参数关系；参数化的装配建模提供描述组件间配合关系的附加功能，也可用于说明通用紧固件组和其它重复部件；装配导航；零件搜索；零件装机数量统计；调用目录；参考集；装配部分着色显示；标准件库调用；重量控制；在装配层次中快速切换，直接访问任何零件或子装配件；生成支持汉字的装配明细表，当装配结构变化时装配明细表可自动更新；并行计算能力，支持多CPU硬件平台。§UG/AdvancedAssemblies(UG高级装配)UG高级装配模块提供了如下功能：增加产品级大装配设计的特殊功能；允许用户灵活过滤装配结构的数据调用控制；高速大装配着色；大装配干涉检查功能；管理、共享和检查用于确定复杂产品布局的数字模型，完成全数字化的电子样机装配；对整个产品、指定的子系统或子部件进行可视化和装配分析的效率；定义各种干涉检查工况储存起来多次使用，并可选择以批处理方式运行；软、硬干涉的精确报告；对于大型产品，设计组可定义、共享产品区段和子系统，以提高从大型产品结构中选取进行设计更改的部件时软件运行的响应速度；并行计算能力，支持多CPU硬件平台，可充分利用硬件资源。§UG/SheetMetalDesign(UG钣金设计)UG钣金设计模块可实现如下功能：复杂钣金零件生成；参数化编辑；定义和仿真钣金零件的制造过程；展开和折叠的模拟操作；生成精确的二维展开图样数据；展开功能可考虑可展和不可展曲面情况，并根据材料中性层特性进行补偿。§UG/SenarioforFEA(UG有限元前后置处理)UG有限元前后处理模块可完成如下操作：全自动网格划分；交互式网格划分；材料特性定义；载荷定义和约束条件定义；NASTRAN接口；有限元分析结果图形化显示；结果动画模拟；输出等值线图、云图；进行动态仿真和数据输出。§UG/FEA(UG有限元解算器)UG有限元可进行线性结构静力分析、线性结构动力分析、模态分析等操作。§UG/ANSYSInterface(UG/ANSYS软件接口)UG/ANSYS软件接口完成全自动网格划分、交互式网格划分、材料特性定义、载荷定义和约束条件定义、ANSYS接口、有限元分析结果图形化显示、结果动画模拟、输出等值线图、云图。§UG/CAMBASE(UG加工基础)UG加工基础模块提供如下功能：在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况、进行图形化修改：如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等、点位加工编程功能，用于钻孔、攻丝和镗孔等、按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁、定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。§UG/PostExecute后处理(UG/PostBuilder加工后置处理)UG/PostExecute和UG/PostBuilder共组成了UG加工模块的后置处理。UG的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序，该模块适用于目前世界上几乎所有主流NC机床和加工中心，该模块在多年的应用实践中已被证明适用于２～５轴或更多轴的铣削加工、２～４轴的车削加工和电火花线切割§UG/NurbsPathGenerator(UG/Nurbs样条轨迹生成器)UG/NurbsPathGenerator样条轨迹生成器模块允许在UG软件中直接生成基于Nurbs样条的刀具轨迹数据，使得生成的轨迹拥有更高的精度和光洁度，而加工程序量比标准格式减少30%～50%，实际加工时间则因为避免了机床控制器的等待时间而大幅度缩短。该模块是希望使用具有样条插值功能的高速铣床（FANUC或SIEME