0 引言

    工業(yè)產(chǎn)品中，相當(dāng)多的產(chǎn)品是系列化產(chǎn)品，其共同特點(diǎn)是同一類型的產(chǎn)品中，不同規(guī)格之間的零件具有相似的結(jié)構(gòu)特征。在系列化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中特別適合于采用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，參數(shù)化設(shè)計(jì)可以大大提高新產(chǎn)品的系列化設(shè)計(jì)周期、減少重復(fù)勞動、提高設(shè)計(jì)效率。

    NX是機(jī)械CAD/CAM/CAE一體化軟件，在設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。UC具有強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，在三維產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對NX軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析，并以實(shí)例說明其在系列化產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

1 NX的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法

    參數(shù)化設(shè)計(jì)能夠快速的設(shè)計(jì)出系列化產(chǎn)品，所謂參數(shù)化設(shè)計(jì)是指對于某個(gè)系列的零件，用一個(gè)參數(shù)序列一一對應(yīng)定義并約束一個(gè)幾何圖形的一組尺寸序列，當(dāng)賦予參數(shù)序列以不同的數(shù)值時(shí)，它對應(yīng)的那個(gè)幾何圖形的尺寸序列也會隨之變化，并驅(qū)動圖形做出相應(yīng)的變化而達(dá)到預(yù)期的幾何圖形。

    在NX中實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的主要方法有：采用二次開發(fā)工具（如NX/Open GRIP、NX/Open API和NX/Open等）進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)：采用NX提供的表驅(qū)動技術(shù)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。

    但采用NX的二次開發(fā)工具進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)時(shí)，對設(shè)計(jì)人員的編程能力要求較高，一般工程設(shè)計(jì)人員很難完成。而采用NX提供的表驅(qū)動技術(shù)，即NX提供的部件族功能，使用模板部件和Excel電子表格創(chuàng)建一個(gè)部件族，其設(shè)計(jì)過程簡單、操作方便、無需編程，對設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平要求不高，可以非常方便的實(shí)現(xiàn)系列化產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì)，特別適合于一些中小型企業(yè)對系列化產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。

2 采用部件族數(shù)據(jù)表驅(qū)動實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)

    閥門作為國民生產(chǎn)、生活中的通用機(jī)械設(shè)備，被廣泛使用在能源、礦山、化工、水處理、城市建設(shè)等各個(gè)重要行業(yè)。閥門產(chǎn)品是系列化產(chǎn)品的典型代表，因此閥門系列化產(chǎn)品適合于采用參數(shù)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

    基于NX的部件族功能，使用模板部件和Excel電子表格創(chuàng)建一個(gè)部件族的方法，可實(shí)現(xiàn)對系列化的閥門產(chǎn)品進(jìn)行三維參數(shù)化，并可創(chuàng)建系列化產(chǎn)品零件庫。

    2.1 建立模板部件

    以公稱壓力為1.0MPa，公稱通徑為DN50的對夾式蝶閥閥體密封圈為例，建立模板部件。在分析零件圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)零件的特點(diǎn)，創(chuàng)建三維參數(shù)化模型所需的幾何特征和輔助特征，并且完全約束零件的三維模型，創(chuàng)建后的三維模型如圖1所示。

圖1 對夾式蝶閥閥體密封圈

    NX通過表達(dá)式提供了在驅(qū)動尺寸與零件的模型之間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系的功能。在建立表驅(qū)動之前，要把已經(jīng)確定的設(shè)計(jì)變量通過重命名表達(dá)式分配給對應(yīng)的尺寸，如圖2所示。在NX中對約束尺寸重新進(jìn)行編輯，這樣就完成了設(shè)計(jì)變量的分配。

圖2 NX表達(dá)式

    2.2 創(chuàng)建閥體密封圈參數(shù)化數(shù)據(jù)表

    在NX下拉菜單中，單擊【工具】→【部件族】命令，打開部件族對話框，將可用的列中P9、P10、P12、P25、P36、P37、P45、P54、P56共9個(gè)待提取的參數(shù)選定并添加到列，得到提取后的參數(shù)，同時(shí)指定零件庫保存的路徑及文件夾，如圖3所示。單擊部件族創(chuàng)建按鈕后，系統(tǒng)彈出如表1所示的Excel部件族工作表，在該表中系統(tǒng)自動產(chǎn)生了9個(gè)數(shù)據(jù)列，分別對應(yīng)于剛剛提取的9個(gè)參數(shù)，即公稱壓力為1.0MPa，公稱通徑為DN50對夾式蝶閥閥體密封圈模板部件的9個(gè)參數(shù)。

表1 模板部件參數(shù)表

    依次在模板部件參數(shù)表中輸人零件號(PART_NO)和零件名稱(PART_NAME)以及系列零件的其它尺寸參數(shù)及特征參數(shù)值，每一種規(guī)格的零件用9個(gè)相關(guān)參數(shù)表示，得到用Excel電子表格建立如表2所示的閥體密封圈參數(shù)化數(shù)據(jù)表。這一數(shù)據(jù)形式可以直接和NX鏈接，從而得到了零件的三維參數(shù)化模型。表中第一行為各個(gè)設(shè)計(jì)變量，即數(shù)據(jù)庫中的字段名，以下每行為一個(gè)記錄，表示確定某一規(guī)格零件的一組參數(shù)。

表2 閥體密封圈參數(shù)化數(shù)據(jù)表

圖3 部件族對話框

    2.3 創(chuàng)建系列化零件

    在閥體密封圈參數(shù)化數(shù)據(jù)表中，選定某一數(shù)據(jù)行，單擊Excel菜單中【部件族】→【確認(rèn)部件】命令，生成某一規(guī)格的零件，以確認(rèn)選定參數(shù)是否正確。全部參數(shù)確認(rèn)無誤后，可單擊Excel菜單【部件族】→【保存族】命令，來保存該閥體密封圈參數(shù)化數(shù)據(jù)表。

    最后在表2所示的閥體密封圈參數(shù)化數(shù)據(jù)表中選定第3～8行，然后在Excel菜單中單擊【部件族】→【創(chuàng)建部件】命令，系統(tǒng)開始創(chuàng)建部件族成員，并提示創(chuàng)建信息，如圖4所示。同時(shí)在指定的路徑及工作目錄下生成DN65-DN200規(guī)格的閥體密封圈系列零件族，如圖5所示，創(chuàng)建完成的創(chuàng)建完成的閥體密封圈系列部件族如圖6所示。

圖4 創(chuàng)建部件族成員信息

圖5 指定路徑及文件夾下生成的部件族

圖6 創(chuàng)建完成的閥體密封圈系列部件族

3 結(jié)論

    利用NX的部件族數(shù)據(jù)表驅(qū)動技術(shù)來創(chuàng)建系列零件的三維模型庫是一種簡單、高效和實(shí)用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，該方法不需要專業(yè)的編程開發(fā)工作，只要熟悉NX的建模操作，一般企業(yè)的技術(shù)人員可以對系列化產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，建立屬于企業(yè)自己的系列化產(chǎn)品庫，并且利于后期的產(chǎn)品庫的擴(kuò)展和維護(hù)，避免了重復(fù)性的工作，大大提高工作效率。

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