搜索proe的三維產品模型建立(一)
2013-07-05 by:廣州CAD:proe設計培訓中心 來源:仿真在線
proe的三維產品:
1 引言
如何準確而有效地建立零件信息模型是CAD/CAPP/CAM集成的核心內容,目前零件信息模型是基于特征造型技術。最通常的做法是:先按照特征分類建立特征庫,然后根據造型的實際需要進行基本特征調用,利用特征之間的布爾運算建立零件模型。這種方法有幾點不足之處。
(1)為了方便地構造各種復雜零件模型,特征庫盡可能包含所有的基本特征,這一點目前做起來是比較困難的。
(2)當前特征識別技術還不夠成熟,如何對特征庫進行有效的管理和控制存在一定的難度。
(3)在實際進行零件造型過程中,設計者很難在短時間內快速而準確地選擇所想要的特征,大大影響建模速度。
(4)現(xiàn)有的特征分類方法與機械加工方法并不是一一對應,一種加工方法可能對應幾個基本特征,根據特征和加工方法一一對應的原理,應將其作為復合特征存儲在特征庫中,這顯然是不現(xiàn)實的,對于這類矛盾還有待解決。
針對上述不足之處,本文首先明確零件信息模型內涵,并在分析連桿加工工藝的基礎上,進行特征規(guī)劃和設計,然后利用特征減造型的方法(Destructive Modeling with Feature),直接構造零件模型,進而建立零件信息模型,而不是遵循常規(guī)的特征分類與造型的方法,較成功地實現(xiàn)特征設計與機械加工過程的統(tǒng)一,即每一個特征與連桿每一種加工方法保持一致。
2 基于特征的零件信息模型
特征是用于完整表達零件信息的集合單元,是一定形狀、語義和抽象的結合[1]。一個完整的零件模型不僅是零件數據的集合,還應反映出各類數據的表達方式及相互間的關系。只有建立在一定表達方式基礎上的零件模型,才能有效地被各種應用系統(tǒng)接受,完整的零件信息模型應包括:管理特征、形狀特征、精度特征、材料特征和技術特征如圖1所示。
(1) 形狀特征。描述具有一定工程意義的功能幾何形狀信息,分為主特征和輔特征。主特征用于構造零件的主體形狀結構。輔特征用于對主特征的修飾,它附加于主特征之上,也可附加于另一輔特征之上。形狀特征是產品設計、制造人員考慮問題的焦點,也是其他信息的載體。
(2) 精度特征。用于描述零件的尺寸公差、形位公差和粗糙度公差等信息,尺寸與公差特征是聯(lián)系設計與制造的重要屬性,在特征設計中,對尺寸與公差特征進行分析,并直接對零件信息模型建立尺寸與公差特征,可以清楚地表示形狀特征的非幾何屬性以及形狀特征之間的相互關系。
(3) 材料特征。用于描述零件材料的種類代號、性能、熱處理方法,表面處理方式等信息。
(4) 技術特征。用于描述零件的性能、功能等信息。
(5) 管理特征。用于描述零件的管理特征,如零件名稱、設計者、設計日期、數量、圖號、版本等信息。零件的幾何/拓撲信息是基礎。特征層是核心,特征層中各種特征子模型之間的相互聯(lián)系反映了特征間的語義關系,使特征成為構造零件的基本單元具有高層次的工程含義,從而支持CAPP、NC編程,加工仿真對零件數據的需求。
3 三維零件信息模型的建立
建立零件信息模型的關鍵是做好特征規(guī)劃,如圖1所示。采用直接建模技術可以分層次對結構進行設計,在不同層次建立相應的參數化特征模塊,每一個特征由一組唯一決定該特征的參數來描述?，F(xiàn)以柴油機中的連桿為例,利用proeNGINEER軟件,對三維零件信息模型的建模方法和設計步驟加以說明。
3.1 連桿功能和結構分析
連桿是發(fā)動機中的重要零件,如圖2所示。它將作用于活塞頂面的膨脹氣體的壓力傳給曲軸,推動曲軸旋轉,同時受曲軸的驅動而帶動活塞壓縮汽缸內的氣體。連桿結構復雜,其通常在大頭處分開為連桿體和連桿蓋兩部分,連桿桿身是工字型截面,而且從大頭到小頭逐步變小。如果不作任何特征規(guī)劃,直接運用特征造型技術構建連桿三維模型,造型很容易失敗,難以獲得較理想的結果,因為連桿結構復雜,不是簡單的特征加減就可以完成的。
圖1 基于特征的零件信息模型的總體模型
圖2 連桿的特征結構
3.2 連桿的機械加工工藝過程分析
連桿特征設計與機械加工密切相關,每一種加工方法與一個特征相對應,這是特征規(guī)劃的基本原則。連桿毛坯是鍛造件,連桿體和連桿蓋整體鍛造。連桿的主要加工工藝過程如下:銑連桿大小兩端面→鉆小頭孔,擴至尺寸值,拉小頭孔,并保證尺寸和表面粗糙值→銑大頭定位凸臺→從連桿上切下連桿蓋→锪連桿蓋上的螺帽凸臺,鉆螺栓孔,加工螺紋→把連桿和連桿蓋用螺栓固定在一起,鏜大頭孔。
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