陳國建

(國電南瑞科技股份有限公司,江蘇南京211106)

0 引言

隨著三維CAD軟件的發(fā)展和普及,越來越多的產(chǎn)品設(shè)計依靠Creo等軟件完成。Creo是大型參數(shù)化軟件,具有單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等特點。電力設(shè)備機柜產(chǎn)品種類繁多、尺寸多變,采用Creo軟件建立三維模型,極大地提高了設(shè)計效率,但是利用Creo軟件建模型并沒有充分利用Creo的參數(shù)化功能,用戶對機柜有定制要求時仍然沒有擺脫一筆一畫的低效率工作方式,本文研究利用Creo軟件對機柜產(chǎn)品基于特征、參數(shù)化、系列化設(shè)計,能顯著提高設(shè)計效率和品質(zhì),縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。

1 模型分析與參數(shù)確定

關(guān)系(也稱參數(shù)關(guān)系)是用戶定義的尺寸(或其他參數(shù))之間關(guān)系的數(shù)學表達式。關(guān)系能捕捉特征之間、參數(shù)之間或裝配元件之間的設(shè)計聯(lián)系,是捕捉設(shè)計意圖的一種方式。可用它驅(qū)動模型——改變關(guān)系也就改變了模型。

電力設(shè)備機柜類產(chǎn)品外形尺寸主要有高度、寬度、深度。以某型號機柜為例,標準機柜尺寸為2 200(高)×800(寬)×600(深)mm,當要求更改機柜尺寸時,任一方向的尺寸更改將會造成其他相鄰的尺寸變動,如果將這些需手動修改的工作建立與高寬深三個主要尺寸的參數(shù)關(guān)系,那么只需修改這三個參數(shù)就能實現(xiàn)模型的自動生成,因此確定機柜三個全局主參數(shù)為H、W、D,分別表示高、寬、深,見圖1。

圖1 全局主參數(shù)

2 建立關(guān)系

針對本例中的模型,分析尺寸、特征以及裝配元件與模型參數(shù)H、W、D之間的關(guān)系,然后在“關(guān)系管理器”或“程序”中進行管理。

2.1 尺寸的參數(shù)關(guān)系

以機柜側(cè)門為例(圖2),側(cè)門的高度尺寸d51和深度尺寸d49與機柜主參數(shù)H和D成線性變化,建立如下關(guān)系:

關(guān)系建好后,d51和d49的尺寸始終由機柜高度H和深度D兩個參數(shù)驅(qū)動和控制。

圖2 機柜側(cè)門

2.2 特征的參數(shù)關(guān)系

以機柜電纜條為例(圖3),電纜條長度與機柜深度成線性變化,孔特征數(shù)量在電纜條長度范圍內(nèi)布滿。兩側(cè)安裝孔與機柜立柱連接,因此這2組孔到零件邊緣取19.5的定值,中間雙點劃線范圍內(nèi)孔對稱分布,間距20,且到兩側(cè)孔距離大于20,小于40,按此條件,電纜條中間孔特征可用以下兩種方法獲得:

圖3 a電纜條

圖3 b電纜條

a)利用尺寸陣列

首先生成需要陣列的孔特征(圖4)。

圖4 電纜條孔特征

利用“210”的尺寸生成間距20的陣列孔(圖5)。

圖5 電纜條孔陣列

P234＝floor((D7－19.5?2－40)/20)＋1

/?上行為系列孔數(shù)量的參數(shù)關(guān)系

d180＝(P234－1)?20/2

/?上行為陣列第一組孔位置的參數(shù)關(guān)系,保證陣列孔與電纜條中心左右對稱

然后添加以下關(guān)系即可滿足條件,其中floor()函數(shù)為不超過其值的最大整數(shù)。

b)利用填充陣列

首先生成需要陣列的孔特征(圖6)。

圖6 電纜條孔特征

然后利用填充陣列,繪制填充陣列的草繪為一條水平直線(圖7),以兩側(cè)開孔中心為參考,距離均為20,以20為間距生成陣列即可滿足變形要求。

圖7 填充陣列草繪

2.3 裝配元件的參數(shù)關(guān)系

機柜側(cè)擋板(圖8)寬度尺寸d3由機柜寬度W參數(shù)驅(qū)動,W越小時側(cè)擋板寬度越小,當W小于640時側(cè)擋板寬度小到無法加工,因此當主參數(shù)W小于640時取消機柜側(cè)擋板。打開“模型意圖”選項卡利用“編輯程序”命令在打開的文本文件中找到側(cè)擋板所對應(yīng)的行,利用IF語句添加判斷條件。完成后如下所示,當機柜寬度W參數(shù)小于640時,側(cè)擋板TG6－0014Q在裝配體中不顯示,在模型樹中處于隱含狀態(tài)。

ADD PART TG6－0014Q

INTERNAL COMPONENT ID 94

父項 ＝ 73(＃10)

END ADD

IF W:0>＝640

ADD PART TG6－0014Q

圖8 機柜測擋板

INTERNAL COMPONENT ID 94

父項 ＝ 73(＃10)

END ADD

END IF

3 利用族表管理產(chǎn)品族

族表是本質(zhì)上相似零件(或裝配或特征)的集合,但在一兩個方面稍有不同,諸如大小或詳細特征。族表本質(zhì)上是電子數(shù)據(jù)表,由行和列組成。在族表中,尺寸和參數(shù)、特征、自定義特征、裝配成員等都可作為表驅(qū)動的項目列,列標題包括“實例名”以及用戶所選擇的尺寸、參數(shù)、特征、成員和組的名稱。普通模型位于表的第一行,族的所有成員都建立在他的基礎(chǔ)上。本例中的機柜模型將H、W、D三個參數(shù)作為表驅(qū)動的項目列,可派生出不同尺寸的機柜。

圖9 族表

圖9所示的族表派生出三種不同尺寸的機柜模型。將特征作為表驅(qū)動的項目列可生成圖10所示不同散熱孔形式的后門。項目取值“Y”表示在此零件實例中顯示該特征,項目取值“N”表示在此零件實例中隱含該特征。

圖10 機柜圖

4 結(jié)語

主要研究利用Creo軟件對機柜模型進行參數(shù)化變形設(shè)計,并利用族表對模型進行系列化管理,此研究成果在我公司某型號機柜實施并應(yīng)用,參數(shù)驅(qū)動穩(wěn)定可靠,族表管理簡單明了,極大提高了工作效率。

[1]詹友剛.Creo 1.0高級應(yīng)用教程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.5.

[2]趙云松,張麗穎,等.基于Pro/E族表的產(chǎn)品族實例快速生成[J].機械,2007,1(34):4-10.

[3]吳偉偉,唐任仲,侯亮.基于參數(shù)化的機械產(chǎn)品尺寸變形設(shè)計研究與實現(xiàn)[J].中國機械工程,2005,3(16):218-222.