Inventor特征的閘閥參數(shù)化設(shè)計(jì)

2013-05-18  by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

呂志鵬 周思柱 來源:萬方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字:閘閥 Inventor 參數(shù)化設(shè)計(jì) 特征
根據(jù)閘閥設(shè)計(jì)的特點(diǎn),提出運(yùn)用基于Inventor特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)思想片問間進(jìn)行三維設(shè)計(jì),從而改善圖形的修改手段,提高設(shè)計(jì)的柔性,并以問閥間體為例對(duì)其進(jìn)行闡述。

0 引言
閘閥的設(shè)計(jì)主要包括閘閥創(chuàng)新性設(shè)計(jì)、閘閥系列化設(shè)計(jì)等內(nèi)容,而系列化設(shè)計(jì)工作則占用了設(shè)計(jì)人員大部分的時(shí)間和精力。在Inventor中,零部件的基本設(shè)計(jì)思想就是基于特征的造型方法,而且其又具有良好的二次開發(fā)接口功能,因此依托Inventor運(yùn)用參數(shù)化設(shè)計(jì)的思想對(duì)閘閥進(jìn)行系列化設(shè)計(jì)具有重要意義。
1 基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)
    1. 1甚于特征的參數(shù)化造型原理
由于特征源于設(shè)計(jì)、分析和制造等生產(chǎn)過程的不同階段,因此對(duì)特征的認(rèn)識(shí)也不盡相同,至今尚無統(tǒng)一的特征定義。目前較為通用的定義是1992年Brown所給出的:特征就是任何已被接受的某一個(gè)對(duì)象的幾何、功能元素和屬性,通過它們我們可以很好地理解該對(duì)象的功能、行為和操作。特征在此已不是普通的體素,而是一種封裝了各種屬性和功能的功能要素。在參數(shù)化設(shè)計(jì)環(huán)境中,零件是特征組成的,所以參數(shù)化設(shè)計(jì)也可以稱為基于特征的設(shè)計(jì).參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以把零件的結(jié)構(gòu)特征直觀地表達(dá)出來,因?yàn)榱慵旧砭褪翘卣鞯募?
基于特征參數(shù)化就是基于特征設(shè)計(jì)與參數(shù)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。對(duì)于某一特征,幾何圖素的拓?fù)潢P(guān)系是不變的,特征形狀的變化可以通過給特征指定不同的參數(shù)值來實(shí)現(xiàn)。對(duì)構(gòu)成零件的特征參數(shù)值進(jìn)行修改,就可以反映出對(duì)零件的修改,從而簡(jiǎn)化了零件的設(shè)計(jì)修改過程,提高了設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性.
1.2  Inventor特征造型簡(jiǎn)介
在Inventor中,零部件的基本設(shè)計(jì)思想就是基于特征的造型方法,一個(gè)零件可以視為一個(gè)或多個(gè)特征的組合。用Inventor軟件做的零件如圖1所示,左邊是零件的模型樹,顯示這個(gè)零件的所有特征。這些特征之間既可相互獨(dú)立,又可相互關(guān)聯(lián)。如果A特征的建立以B特征為基礎(chǔ),那么B特征就稱為A特征的父特征,A特征稱為B特征的子特
 

征.子特征不會(huì)影響到父特征,但是父特征會(huì)影響到子特征,如果刪除了父特征,那么子特征也不再存在.模型樹中的特征是按照生成順序排列的,最先生成的特征排在模型樹的最上面,這樣,模型的構(gòu)建過程就會(huì)一目了然。
Inventor中所提供的特征結(jié)構(gòu)如圖2所示,通過這些特征就可創(chuàng)建各種不同結(jié)構(gòu)的零部件圖.
 

1.3基于Inventor特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)步驟
為了得到參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的零部件,可以通過創(chuàng)建一個(gè)外部參數(shù)表,然后將它鏈接到現(xiàn)有零件文件中,使該零件成為一個(gè)參數(shù)表驅(qū)動(dòng)的模型。主要步驟有:創(chuàng)建零件;創(chuàng)建表;將表鏈接至現(xiàn)有零件;為現(xiàn)有特征尺寸指定參數(shù);通過改變一個(gè)參數(shù)值來調(diào)整零件大小.下面通過如圖3所示的墊片零件介紹一下參數(shù)化驅(qū)動(dòng)的具體步驟。
 

a創(chuàng)建零件。建立草圖,通過"拉伸"、"倒角"特征建立墊片零件圖。
b.創(chuàng)建表.表是一個(gè)Microsoft Excel電子表格,包含4個(gè)控制零件尺寸和形狀特征的參數(shù).
    c.將表鏈接至現(xiàn)有零件。參數(shù)是指定給所創(chuàng)建元素的值。繪制草圖和建立特征時(shí),Inventor將自動(dòng)為控制元素的值指定參數(shù)。單擊"fx"參數(shù)工具,出現(xiàn)函數(shù)對(duì)話框,單擊"鏈接"按鈕,選擇需要鏈接的文件,即可把在Excel里建的參數(shù)添加到Inventor里的用戶參數(shù)中。
    d.修改草圖尺寸和零件特征。首先,修改草圖尺寸.在瀏覽器中雙擊"草圖In,切換到"草圖"模式.在圖形窗口中單擊鼠標(biāo)右鍵,然后選擇"尺寸顯示"、"表達(dá)式"。在草圖基礎(chǔ)上雙擊外徑尺寸"24mm",在尺寸編輯框中輸人"Dl",同理把"12. 5mm"改成"D2",如圖4所示。再次單擊鼠標(biāo)右鍵,然后選擇"結(jié)束草圖"退出草圖。其次,修改特征。在瀏覽器中右擊"拉伸1"特征,選擇"編輯特征"命令在如圖4所示對(duì)話框中的"7 mm"改成"L1"即可。同理可以修改"倒角"特征.
 

以上已經(jīng)為墊片的形狀和尺寸的所有值指定了參數(shù),下面就可以通過修改外部參數(shù)表格來控制零件的形狀和尺寸了。
2 參數(shù)化設(shè)計(jì)的程序定制
為了使參數(shù)的修改具有友好的界面,首先利用Inventor和Excel創(chuàng)建好三維模型和參數(shù)列表,通過Inventor里的"fx"參數(shù)功能將創(chuàng)建好的三維模型與Excel表格的參數(shù)相互鏈接。這時(shí)就可以通過修改Excel表格中參數(shù)來改變?nèi)S模型的尺寸和形狀。而Visual Basic語言與Inventor, Excel又具有良好的接口功能,所以通過Visual Basic編制的界面來修改Excel的數(shù)據(jù)就變得很容易。這樣就可以允許用戶輸人設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)修改參數(shù),而此參數(shù)又與Inventor中的模型相關(guān)聯(lián),從而通過更新最終得到用戶所需要的三維模型。其流程如圖5所示。
 

3 基于特征的閘閥三維參數(shù)化造型實(shí)例
閘閥產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn):產(chǎn)品系列中,結(jié)構(gòu)相似性程度高,非常適合于采用模塊化和參數(shù)化設(shè)計(jì);閘閥有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算模式相同或相似;閘閥標(biāo)準(zhǔn)件和通用件較多,便于成組技術(shù)和特征建模技術(shù)在CAD系統(tǒng)中的應(yīng)用
根據(jù)閘閥的設(shè)計(jì)特點(diǎn),利用基于特征的參數(shù)化造型的方法,在Inventor中建立了一套明桿閘閥所有零部件的三維圖及其相互關(guān)聯(lián)的二維圖。本文所研究的閘閥主要包含30個(gè)零部件,其復(fù)雜程度不同,在建模過程中基本涵蓋了Inventor所提供的各種特征方法。無論零部件復(fù)雜與否,都可以通過上文所介紹的參數(shù)化過程對(duì)該零部件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。當(dāng)然,其中最重要也是最困難的一步就是創(chuàng)建零部件。
4 結(jié)束語
參數(shù)化設(shè)計(jì)可以極大地改善圖形的修改手段,提高設(shè)計(jì)的柔性.運(yùn)用VB對(duì)Inventor和Excel進(jìn)行二次開發(fā),實(shí)現(xiàn)閘閥基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì),從而縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期,提高產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化程度,推動(dòng)企業(yè)的科技進(jìn)步。

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