王臻,劉書陽,何小晗
(東風(fēng)揚(yáng)子江汽車(武漢)有限責(zé)任公司,武漢430040)
基于P ro/Eng inee r建立客車骨架類三維通用件庫的方法
王臻,劉書陽,何小晗
(東風(fēng)揚(yáng)子江汽車(武漢)有限責(zé)任公司,武漢430040)
對(duì)Pro/Engineer標(biāo)準(zhǔn)件、通用件作簡(jiǎn)要介紹,詳細(xì)探討客車設(shè)計(jì)中骨架類通用件構(gòu)建方法及其拓展應(yīng)用功能。
Pro/Engineer;通用件庫;客車骨架;參數(shù)化;矩形管
標(biāo)準(zhǔn)件通常是指具有標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)的零部件、元器件,一般按范圍分為國家標(biāo)準(zhǔn)件、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件。而在具體企業(yè)內(nèi)部,一些應(yīng)用范圍較廣、一時(shí)又不能定為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的零部件需要對(duì)其統(tǒng)一設(shè)計(jì)、獨(dú)立編號(hào)、建立通用三維及二維圖供設(shè)計(jì)人員內(nèi)部選用,此類零部件通常稱為通用件。它是標(biāo)準(zhǔn)件的初級(jí)形式,在設(shè)計(jì)時(shí)可作為企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)件使用。在客車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,存在很多零部件都具有結(jié)構(gòu)相似或特征結(jié)構(gòu)被大量重復(fù)使用的情況,特別是標(biāo)準(zhǔn)件和具有企業(yè)內(nèi)部特點(diǎn)的通用件在現(xiàn)代的客車設(shè)計(jì)中所占比例越來越大。本文主要闡述基于Pro/Engineer建立客車骨架類三維通用件庫的方法。
1.1 二維通用件同三維通用件的區(qū)別
傳統(tǒng)的二維CAD通用件只能是孤立的圖形,在總布置或裝配圖設(shè)計(jì)時(shí),則仍然要對(duì)平面視圖重新一點(diǎn)點(diǎn)的繪制,設(shè)計(jì)效率非常低下;除此之外,實(shí)際生產(chǎn)中二維的通用件也往往只是對(duì)應(yīng)一些常用的物料,而三維的通用件是一個(gè)完整的構(gòu)造模型。在總布置設(shè)計(jì)中,只需按位置進(jìn)行簡(jiǎn)單裝配,同時(shí),組裝好的三維模型也包含了各組裝件相應(yīng)的物料信息。另外一個(gè)最大的區(qū)別是,傳統(tǒng)的二維通用件只能是一個(gè)零件對(duì)應(yīng)一張圖形,而三維通用件利用參數(shù)化特點(diǎn)可建立起家族式的群體零件庫。
1.2 建立好Pro/E三維標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境
建立Pro/E三維標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的目的是為了統(tǒng)一設(shè)計(jì)環(huán)境,避免每個(gè)Pro/E使用人員對(duì)軟件配置重復(fù)設(shè)置,在文獻(xiàn)[1]中已描述。盡管客車骨架類零件有上千件,但在Pro/E中,利用族表(Family Table)[2-3]功能可從形狀上歸納為6個(gè)主要的零件家族系列——矩形管、槽盒、L折邊鐵、板材、角鋼、槽鋼。這幾類家族零件的共同特點(diǎn)是只在尺寸上有簡(jiǎn)單的變化,例如矩形管型材,僅僅是長(zhǎng)度及截面大小規(guī)格有所變化,若在二維圖紙上修改是一個(gè)繁瑣的過程,但在Pro/E中,利用特征的參數(shù)化建模方式可以快速、準(zhǔn)確地建立起各種不同規(guī)格及長(zhǎng)度的矩形管三維零件圖[4]??蛙嚬羌茴愅ㄓ眉鞂?shí)際上相當(dāng)于建立起一個(gè)“虛擬的數(shù)字化式型材材料倉庫”。
1.3 建立好Pro/E三維矩形管通用件
Pro/E參數(shù)化零件的建立,關(guān)鍵是建立恰當(dāng)?shù)挠脩魠?shù)和設(shè)計(jì)公式[5],其技巧是先把相類似零件歸類,做好相應(yīng)的平面結(jié)構(gòu)圖,再分析各零件的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。不同點(diǎn)其實(shí)就是各零件表格內(nèi)變化的尺寸,相同點(diǎn)就是固定值的尺寸。通過這種方式,大多同類零件都可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)。矩形管就是其中之一,它最主要的設(shè)計(jì)參數(shù)就是:矩形管截面、矩形管長(zhǎng)度等,這些參數(shù)必須在建模過程中絕對(duì)準(zhǔn)確,才能保證建立的通用件在裝配時(shí)不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤?;诰匦喂芙Y(jié)構(gòu)自身特點(diǎn),利用Pro/E的程序(Program)、族表(Family Table)的方式對(duì)模型參數(shù)化的再生過程進(jìn)行控制,從中得出通用件庫建立的通用方法。
應(yīng)用Pro/E建立骨架類三維通用件的具體步驟如下:
1)按照三維實(shí)體建模通常的操作步驟建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的矩形管零件,同時(shí)對(duì)矩形管的截面尺寸及拉伸實(shí)體的長(zhǎng)度尺寸的屬性加以定義(可以用中文命名),并建立起標(biāo)準(zhǔn)的矩形管參數(shù)屬性,如圖1所示。
2)選用工具-族表。用族表(Family Table)功能[6]將矩形管截面尺寸及零件材料屬性關(guān)系式加入族表中,然后再在族表中填寫編輯矩形管各種規(guī)格尺寸及代號(hào)名稱。如圖2所示,此時(shí)矩形管三維通用件庫已建立完成。
3)為了在使用中方便查找和調(diào)用某一規(guī)格的矩形管,按照常規(guī)二維圖操作步驟建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的矩形管零件族表二維圖[7],如圖3及表1所示。
表1 從Pro/E二維圖表格轉(zhuǎn)換過來的矩形管族表
4)客車其它骨架類通用零部件如槽盒、L折邊鐵、平板材、角鋼、槽鋼等類型,其建立步驟及方法同上述矩形管建立方法原理一樣。
5)對(duì)于客車側(cè)圍骨架中側(cè)立柱通用件的建立,因側(cè)圍的外形(客車行業(yè)通常俗稱——龍門線)是一樣的,只是上下位置點(diǎn)不同,因此,可臨時(shí)(針對(duì)具體車型)建立一根立柱,然后將不要的材料切割掉并另存一個(gè)文件名,一根新的立柱零件便設(shè)計(jì)完成,并且可調(diào)用組裝到側(cè)圍骨架總裝中。頂蓋棚條類通用件建立方法同上。其它骨架類通用零件調(diào)用,直接打開通用零件模板后再選出需要的規(guī)格類型,再根據(jù)實(shí)際選擇調(diào)整其長(zhǎng)度,另存一個(gè)新的文件名便可調(diào)用組裝[8-9]。其效果如圖4所示。
在企業(yè)中,借助Pro/E平臺(tái),通過參數(shù)變型設(shè)計(jì)功能的應(yīng)用,建立企業(yè)內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)件和通用件三維模型庫,為在后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)中,減少了設(shè)計(jì)師的三維建模的工作量,縮短研發(fā)過程、提高研發(fā)質(zhì)量[10];同時(shí)使公司內(nèi)部零件更標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、系列化,減少零件種類和庫存數(shù)量,節(jié)省設(shè)計(jì)及制造管理成本。標(biāo)準(zhǔn)件、通用件在企業(yè)的應(yīng)用需要一個(gè)長(zhǎng)期的過程。隨著企業(yè)的發(fā)展,新的通用件、標(biāo)準(zhǔn)件也會(huì)不斷地生成、調(diào)整,因此,零件庫必須具有開放性和添加功能,方便工程師添加新的標(biāo)準(zhǔn)件、通用件到通用件庫中。
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修改稿日期:2013-11-11
Construction M ethod of General3D Parts Library about Bus/Coach Framework Structure Based on Pro/Engineer
Wang Zhen,Liu Shuyang,He Xiaohan
(DongFengYangtseMotor(Wuhan)Co.,Ltd,Wuhan 430040,China)
The authors briefly introduce the standard parts and general parts,detailedly discuss the construction methodsand expansion functionsof thegeneralpartsof the framework structure in thebus/coach design.
Pro/Engineer;generalpart library;bus/coach framework;parameterization;rectangular tube
U463.83+1
B
1006-3331(2014)02-0030-03
王臻(1966-),男,工程師;標(biāo)準(zhǔn)工藝部助理部長(zhǎng);研究方向:Pro/Engineer在客車上的技術(shù)應(yīng)用。