液压缸参数化设计参考

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。

图3_1 New 对话框

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→Edge Chain→输入半径3，建立圆角。

步骤六：Creat → Chamfer → Solid→Edge→45 x 2建立倒角。

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3-2 Revolve 菜图3-3 Hole 菜单 图3-4 Pattern 菜单

图3-5 端盖效果图

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Family Table 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（Family Table）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。

图3-6 建立零件库流程图

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

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 → Dim Cosmetics → 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。

图3-8 Family Tab界面

图3-7 Symbol菜单

步骤三:进入Family Tab，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

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。

图3-9 缸头效果图

图3-9 缸头效果图

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：

GANGJING NUMBER

就是定义了GANGJING 为数值型变量。

GANGJING STRING

就是定义了GANGJING 为字符型变量。

GANGJING YES_NO

就是定义了GANGJING 为是非型变量。