基于Pro／E的阀门零部件参数族表化.pdf

第 6期 总第 1 5 1 期 2 0 0 8年 1 2月 机 械 工 程 与自 动 化 MEC HANI CAL ENGI NEERI NG AUT0MAT1 0N No． 6 De c． 文章编号 1 6 7 2 6 4 1 3 2 0 0 8 0 6 0 0 5 5 0 2 基于 P r o ／ E的阀门零部件参数族表化 杨 霞，冯 进 ，舒 红梅 长江大学 机械工程学院 ，湖北 荆州4 3 4 0 2 3 摘 要 主要介绍 了在 P r o ／ E下实现阀 门零部件参数 族表 化的方法。首先 ，需对零部件进行参数化 ，通过参数 来控制实体尺寸 ； 参数化完成后 ， 通过对所有控制参数建成族表 ， 完成零部件的标准化。当零部件参数族表化 实现后 ，进人该零件只需选取相应名称便可得到该参数下 的实体结 构图。 关键 词闭门零部件 ；P r o ／ E；参数化设计；族表 中图分类号 T H1 3 4 T P 3 9 1 ． 7 文献标识码 A 1概 述 P r o ／ E软件是 由美国 P T C公司推 出的一款优秀 的三维 C AD／ CA M／ C AE集成软件 ，它不仅在生产过 程中能将设计、制造和工程分析 3个环节有机地结合 起来，还提出了参数化、特征建模和全相关单一数据 库的 C AD设计新思想。 尺寸 驱动是 参数 化设计 的重 要特 点 ，所 谓尺 寸驱 动就是以模型的尺寸来决定模型的形状 ，一个模型由 一 组具有一定关系的尺寸进行定义 ] 。一旦参数值发 生变化，经过再生处理后就可得到新参数下的模型实 体。族表是用来实现产品模型设计标准化和系列化的 辅助工具，其基本思想如下 对具有相同特征结构而 特征尺寸不同的零件或装配体， 只需建立一个模型 ， 则 所有不同系列尺寸均以数据的形式存于数据表r 2 ] 。族 表的方式有很多 ，可以通过驱动尺寸、特征或参数等 实现族表化 。本文是采用先将 阀中已标准化的零部件 进行参数化 ，通过参数来对零件形状进行控制，参数 化完成后 ， 对模型进行族表 ， 并采用驱动参数的方式 ， 输入设计手册中的参数值 ，建立起零部件的数据库 。 2 参数 族表化 的 实现 现以阀的零部件手柄的参数族表化为例来说 明零部件参数化的过程及实现。 手柄的结构分为 A型 和 B型 ，其零 件 图见 图 1 。 文中使用了两种方法来实现手柄的参数族表化 ， 一 种是先分别对不同结构的实体进行参数化，再在装 配中通过程序来控制装配进哪种结构；另一种则是在 实体中通过程序选择添加何种特征 ， 从而生成 A型或 B型结构 的手柄 。 收稿 日期 2 0 0 8 0 4 2 4 ；修 回 日期 2 0 0 8 0 6 2 4 作者简介 杨霞 1 9 8 2 一 ， 女 ， 湖南津市人 ． 硕士研究生 。 由于两种方法都涉及 了程序的使用 ，这里先对 P r o ／ E中的程序项进行一点说明程序是 自动化零件 与组件设计的一项重要工具 ，用户可以借助非常简单 且高级的程序语言来控制特征的出现、零件与组件的 出现、零件 与组 件的个数等。程序 的基 本语 法包含 I NP UT、I F ⋯E I S E、E X E C UTE等。其 中，I NP UT 用来输人参数及对参数说明，I F ⋯E I S E则用来对参 数、特征等进行选择 ，E XE C UTE则是在组件中执行 零部件的程序L 3 ] 。本文主要是使用 I F⋯E I S E语句来 对 执行 的特征 进行 选择 控制 。 2 ． 1 方 法 一 1 先对 A型手柄进行建模参数化。首先需要进 人 [ 工具]菜单下的 [ 参数]命令 ，设置主要控制参 数 ， 由A 型手柄结构图可知 ， 手柄的主要参数有 、 d 、 H、 S、 S R， 参数设置时需指定参数类型， 参数一定要 赋予初值 ；参数设置完成后 ，使用 P r o ／ E中所提供的 实体生成方式 ，如拉伸 、旋转 、扫描、混合等完成 A 型手柄的实体建模 ；模型建好之后 ，进入 [ 工具]菜 单下的 [ 关系]选项，建立起尺寸和参数的一一对应 关系，也可在特征生成的同时，将参数和尺寸的对应 关系输入到关系中去；当完成了实体的参数化后 ，进 入 [ 工具]菜单下的 [ 族表]选项开始族表化，选取 “ 族项 目”中的参数项， 将刚开始设置好 的参数都加入 进族表 ，之后 ，则增加行，有多少尺寸系列就增加多 少行 ，再将每个新参数值输入到相应的参数名下。族 表对话框见图 2 。 族 表化完成之后 ，以后打开该零 件，则会 出现 “ 选取实例”对话框，选择相应的名称就可打开模型。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 6 机 械 工 程 与 自 动 化 2 0 0 8 年 第 6期 2 通过同样的方法完成 B型手柄的参数族表化。 3 进入装配模块， 将两个模型都装配进新建的图 中，装配好后 ，打开 [ 工具]菜单下的 [ 程序]选项， 在参数设置中加入新参数 I X，用该参数来控制手柄类 型。 参数 I X定义为数值型参数， 当I x一1时表示将 A 型手柄装配进装配体 ，当 I X一2则表示将 B型手柄装 配进装配体。 再在实体加入项加入 I F ⋯E l S E语句对是 加入 A型还是 B型进行选择。程序如下 I F LX l ADD PART S HOUBI NG B 1 NTFRNAI C0M P ONENT 1 D 3 9 ／ ／ 将 A 型手柄装入装配体 ELS E ADD PART B⋯ 3 5 0 I NTERNAL COM PONENd ’ I D 4 l EN D AD D ／ ／ 将 B型手柄装入装配体 END I F 类型选择好 之后 ，需选择零件参数。在 “ 模 型 树”下选择手柄零件名称 ，点击鼠标右键 ．弹出下拉 菜单。选取菜单 中的 [ 替换]项，选择参数 ，调入该 参数下的实体造型图，见图 3 。 ． - a A 型 【 h B 型 图 1 阀门手柄零件 图 图 2 族表对话框 图 3零 件 替 换 示 薏 图 2 ． 2 方 法 二 1 设置参数 。方法 同第一种方法 ，但是此时设 置的参数数 目将多于前一种方法，必须把两种类型中 所有涉及的参数都设置在一起 ，由二维零件图可知这 时所 有 的参 数包 括 、d 、H 、S、S R、Ⅳ 、d、 S R 、 t 、 B 。 2 建模及参数化。 A型、 B型结构不同之处在于 S R的值、总高度 Ⅳ 以及内孔 的形状 ，A型是呈一定 斜度的方孔，而 B型为圆柱形带键槽。在建模时需要 将这两个不同的特征都实现 ，再通过在 “ 程序”中加 入I F ⋯E I S E 语句，对这两个特征进行选择。而 S R和 H 的选择则通过在 “ 关系 ’ ’ 中对尺寸值的赋予来实现， 见 图 4 。 再一 丽一 一 窑 甩 工 鼠 j 爵 ～ 一一 囊捷箍撼 零件 熬 l P B 穗 ’ 嚣 x I叫 浇 岛 国 珊 2 I i Dj H n 2 2 ． 5 8 E E 跏 H l n 0 2 够 蟊 j E 蛐 ／ D i 、抛} 踟 镪鞋特征∞商壤、赢径控制R寸靛墓蠛器称 i 蜡 i E E Z D 8 4 E 踟 F ／ ／ 对圜南半媛的建捞 基娄囊控制毒鼓 一 是麓数型 I 靖 襄末甚 嫠 图 4 关 系输入示意 图 下转 第 5 9页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 0 8年 第 6期 机 械 工 程 与 自 动 化 5 9 3结束 语 有限元分析是一种获取零部件振动模态的重要的 方法 ，可以较为准确地掌握汽车零部件的动态振动特 性，了解其 固有频率与振型，从而可以使产品在后续 图 9 6阶振型图 设计中避开这些频率或最大限度地减小对这些频率上 的激励，消除过度振动和噪声，提高整车的 NVH 品 质；并且可以达到缩短设计周期 、降低成本、提高产 品设计可靠性的目的。因此 ，这种分析方法可以推广 应用到新车型开发项 目中， 具有实用价值和指导意义。 参考 文献 [ 1 ] 陈国华． 基 于有限元 的汽车车 门静 态强度 剐度计算 与分 析 口] ． 机械制造与研究 ， 2 0 0 6 6 2 1 2 4 ． [ 2 3 倪振华． 振动力学[ M] ． 西安 西安交通大学出版社， 1 9 8 9 ． [ 3 ] 韩 志仁， 陶华 ， 黄 资． 机械设 计 中有 限元分析 的几个关键 问题 [ J ] ． 机械设计与制造 ， 2 0 0 4 2 5 8 6 0 ． [ 4 ] S a c k s E J o s k o w i e s ． Au t o ma t e d mo d e l i n g a n d k i n e ma t i c s s i mu l a t i o n o f me c h a n i s ms [ J ] ． C o mp u t e r - a i d e d D e s i g n ， 1 9 9 3 ， 2 5 2 1 O 6 1 l 8 ． M o d a l An a l y s i s o f S i d e Bo a r d o f En g i n e Ro o m o f a S RV Ba s e d o n FEM NI F e i ， CHE N J i a n I n s t i t u t e o f S ou n d a n d Vi b r a t i o n Re s e a r c h， He f e i Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y， He f e i 2 3 0 0 0 9， Chi n a ， Ab s t r a c t M o d a l a n a l y s i s i s a n i mp o r t a n t m e t h o d f o r u n d e r s t a n d i n g d y n a mi e c h a r a c t e r i s t i c o f c o n s t r u c t i o n ． Ta k i n g t h e s i d e b o a r d o f e n g i n e r o o m o f a S RV a s e x a mp l e ， u s i n g t h e s q u a r e p l a n k h u l l c e l l a s t h e ma i n d i s c r e t e c e l l ， t h i s p a p e r e x p l a i n e d t h e mo d a l a n a l y s i s p r o c e s s o f t h e c o mp o n e n t b y u s i n g t h e s o f t wa r e Hy p e r me s h， a n d v a l i d a t e d i t s v i b r a t i o n mo d e wa s i n a c c o r d wi t h t h e d e s i g n a i m． Ke y wo r d s s i d e b o a r d； mo d a l a n a l y s i s ； f i n i t e e l e me n t me t h o d F EM ． I- 接第 5 6页 3 族表化过程同前面一样 。族表化完成后 ， 再打 开该模型文件时则会 弹出“ 选取实例” 对话框 ， 对零件 参数进行选取， 见图 5 。 、 图 5 族 表完成后选择零件 示意 图 用 鼠标点选相应 的名称即可进入该零件 中， 这里 的名称是以手柄类型手柄长度来命名的。 3结语 阀门是流体输送 系统中的控制部件， 具有导流、 截 流、 调节、 节流、 防止倒流、 分流或溢流卸压等功能[ 4 ] 。 液压 阀结构复杂， 但里面也有用到标准件 ， 参照上述方 法完成阀门已经标准化了的零部件， 如伞形手轮 、 阀杆 螺母 、 锁 紧螺母、 轴承压盖等的参数族表化 ， 将同一类 型不同规格的零件列入族表内， 使用时只需调入相应 的参数进行装配、 分析， 使设计过程变得方便快捷， 节 省时间， 提高效率。 参考文献 [ 1 ] 谭雪松． P r 0 ／ E n g i n e e r 2 0 0 1 基础教程[ M] ． 北京 人民邮电 出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 2 ] 谢正义 ， 朱强 ， 徐春林． P r o ／ E n g i n e e r Wi l d f i r e 2 ． 0 完全 学 习手册[ M] ． 北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 5 ． [ 3 ] 林清安． P r o ／ E n g i n e e r 2 O O 1 零 件设计高 级篇 下 [ M] ． 北 京 清华大学出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 4 ] 杨源泉． 阀门设计手册[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 0 ． P a r a me t e r De s i g n a n d F a mi l y T a b l e o f t h e P a r t s o f Va l v e i n P r o ／ E YANG Xi a， F ENG J i n， S HU Ho n g me i S c h o o l o f Me c h a n i c a l En g i n e e r i n g． Ya n gt z e Un i v e r s i t y， J i n gz h o u 4 3 40 2 3， China Ab s t r a c t Th i s a r t i c l e ma i n l y i n t r o d u c e d h o w t O r e a l i z e t h e p a r a me t e r d e s i g n a n d t h e f a mi l y t a b l e o f t h e p a r t s o f v a l v e i n Pr o ／ E． Fi r s t l y。 t h e ma j o r c o n t r o l p a r a me t e r s o f a p a r t wi l l b e f o u n d ． S e c o n d l y ， a p a r a me t r i c mo d e l o f t h e p a r t i s s e t u p， a n d t h e mo d e l s i z e i s c o n t r o l l e d b y r e l a t i o n a l e x p r e s s i o n． Th e n， a f a m i l y t a b l e o f t h e p a r t i s ma d e ． Af t e r t h e p a r t s ’ p a r a me t e r d e s i g n i s c o mp l e t e d， t h e u s e r c a n g e t t he mo de l o f a ne w pa r t by c h oos i n g t he a c c or di ng pa r a me t e r s ． Ke y wo r d s t h e p a r t s o f v a l v e； P r o ／ E； p a r a me t e r d e s i g n； f a mi l y t a b l e 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m