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    下图是一个机床主轴的一个产品设计,一般所有零件在成型之前都是会做绘图设计的,看看下图的渲染效果是相当的逼真,美轮美奂,试试你是否可以画得出来吧

    DMG机床主轴零件参数化UG设计图档是网友所绘制,是使用UG软件进行的,图档下载后,用NX软件打开,可以看到每一步的绘图思路,UG参数化图形设计是不去参数的,保留了原始的设计数据。

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    机床主轴零件由球状特征、螺纹等特征组合而成,在设计时,用到了UG的旋转、拉伸、螺纹等等指令,从设计的难易来讲,此图复杂程序一般,稍能看懂图纸、会用UG软件就能把其设计出来。

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    用UG做全参数化的机械零件设计,其时也是很方便的,DMG机床零件设计的很漂亮,同行可以参考。

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  • 为提高机械产品设计质量和设计效率,以VB为开发工具、SolidEdge为设计平台、MS Access为数据库管理软件对参数化设计系统的建立进行了研究。根据机械产品的结构特点,将模块化,参数化思想与全息模型有机地结合起来,并...
  • CREO产品柔性建模 参数化 模具 TOP DOWN设计视频教程 链接:https://pan.baidu.com/s/1zoFvRKRHWGVqwqcCK-rKkg 提取码:aclf

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  • 以液压支架为研究对象,结合设计规范,采用模块化、参数化变型设计理论,开发研究液压支架参数化变型设计系统及其集成,实现液压支架从选型、参数计算、模型驱动、仿真分析到工程图调整。应用该系统可以大大避免设计人员...
  • 参数化模块设计技术

    2011-12-13 22:39:00
    参数化模块设计技术 模块化设计的设计理念是在 企业希望快速相应市场,同时降低产品开发... 模块化是一种思想,也是产品设计和制造的技术。 参数化设计的定义和意义 参数化设计是通过改动图形的某一部分或某及部分的...

    参数化模块设计技术

          模块化设计的设计理念是在 企业希望快速相应市场,同时降低产品开发成本,缩短设计周期的要求下提出的。其基本思想是以有限的模块组成 多样的产品,以达到既要满足客户对产品的个性需求, 有保证批量生产从而降低成本的目的。

           模块化是一种思想,也是产品设计和制造的技术。 

    参数化设计的定义和意义

           参数化设计是通过改动图形的某一部分或某及部分的尺寸,或修改已定义好的零件参数,自动完成图形中相关部分的改动,从而实现对图形的驱动。参数驱动的方式便于用户修改和设计。用户在设计轮廓时无需准确地定位和定形,只需勾画出大致轮廓,然后通过修改标注的尺寸值来达到最终的形状,或者只需将零件的关键部分定义为某个参数,通过对参数的修改实现对产品的设计和优化。

           参数化设计极大地改善了图形的修改手段,提高了设计的柔性,在概念设计、动态设计、实体造型、装配、公差分析与综合、机构仿真、优化设计等领域发挥着越来越大的作用,体现出很高的应用价值。

          参数化设计更符合和贴近现代CAD概念设计以及并行设计思想,也符合现代个性化需求的趋势。实现参数化设计,工程设计人员设计开始阶段可快速草拟产品的零件图,通过对产品形状及大小的约束,最后精确成图。同一系列产品的第二次设计可直接通过修改第一次设计来实现,设计参数不但可以驱动设计结果,而且影响产品的整个开发周期,设计参数可来自于其它系统。参数化设计是变量化设计的前提,借助变量化设计思想可实现动态设计、机构设计的运动仿真模拟等。 除此之外,参数化设计还能使设计人员在设计的同时实现参数化建库,极大的方便后续设计工作。因此,参数化设计以及建库工具的研究对进一步提高设计和绘图效率以及柔性化设计具有十分重要的意义。

     

    基于SolidWorks参数化模块设计的基本方法

    基于SolidWorks参数化模块设计的基本方法主要是采用基于SolidWorks的二次开发技术来进行。

    在SolidWorks 中参数化建模可以通过两种方式实现,一种方法是用户根据需要直接用程序生成需要的模型,成为完全程序化参数建模;另一种方法是利用已有的模型,通过修改模型参数的方法得到需要的模型,成为参数修改法建模。

    (1) 完全程序化参数建模

         完全程序化参数建模采用程序方法进行建模。建模的过程完全由程序进行控制,相当于将手动分步建模的过程由计算机连续完成,理论上讲,凡是手工建模能够完成的复杂模型都可以用这种方法生成。完全程序建模的方法特别适合生成具有多个变参数的模型,建模的灵活性强,不需要模型库的支持,可以在建模的同时完成设计计算、强度校核、寿命计算等工作,程序可实现的功能强大,参数的输入也可以采用数据库等多元化的方法。通常情况下,这种方法的程序设计工作量较大,要求程序员对 SolidWorksAPI函数具有较高的理解和运用能力,适合于模型比较简单,参数变量多或参数间有关联的情况。

    (2)参数修改法建模

           参数修改法建模采用参数修改的方法建立模型。必须有模型库的支持,模型库通常由用户事先用手工方式建立,保存在程序指定的目录下。需要使用时,从模型库中打开模型文件,对指定的尺寸参数进行修改,重建,就可以获得满足需要的模型。这种方法的程序设计工作量小,与造型过程无关,适用于模型标准化程度高的情况或造型过程复杂,可变参量少的情况。参数修改法建模对模型库的要求较高,手工建模时需要综合考虑尺寸标注方式,尽量避免尺寸参数间的关联和制约关系,需要修改的尺寸参数必须独立标注,尺寸标注的名称可通过查阅其属性获得。可变参数的输入可以通过对话框、数据库等多种方式实现,也可以从程序的设计计算结果中获得,修改模型参数前必须打开零件库中对应的零件,打开零件的操作可以由手动完成,也可以通过程序完成。这种建模方法不需要程序员掌握大量的 SolidWorksAPI建模函数,程序的复杂度与模型的复杂程度无关

     

      真空淬火炉参数化模块化设计系统的设计与开发

       概述 :

        随着市场的不断发展,各种不同的客户提出的要求都不尽相同,对于同一产品而言,虽然结构相似,但是尺寸参数都各有差异。为了满足各种不同用户的要求,就要求把原有的基础单元模块变“活”变“异”。为此,需要将参数化结合到模块化中,对功能模块本身的结构进行参数化和变量化,使其随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而自动修改,同时把模块的接口参数化将很好的解决了模块的接口问题。所以将参数化技术应用到模块化设计中来已经成为一种新的技术发展趋势。

         对真空淬火炉划分的各功能模块进行研究后,发现功能模块与参数化CAD中的零部件具有很多相似的特征:

         模块具有功能特征(描述模块所具有的功能的信息集合)

         参数化零件具有技术特征(与参数化零件的性能作用相关的信息集合,如:零件的性能参数,零件的设计约束等)

        模块具有结构特征(描述模块的结构形状和结构尺寸的信息集合)

         参数化零件具有精度特征(与零件的集合许可变动量相关的信息集合,如零件的尺寸、位置、几何关系和表面粗糙度等) 

         模块具有管理特征(与模块的管理有关的信息集合,如: 模块的库存数量和模块的编码、零件的设计等)

         模块具有外部特征(模块结合要素的信息集合,它主要包括模块接口之间的配合)

          参数化零件具有装配特征(零件联接方式与结合特征的信息集合)

          将已划分的真空淬火炉各功能模块进行参数化,利用参数化CAD软件和编程软件开发真空淬火炉参数化模块设计系统。 

           主要设计思路是: 首先,将真空淬火炉进行模块划分,建立真空淬火炉功能模块的三维零件库;接着将建立好的模块零件进行参数的设定与关联,创建出主要设计变量,并且利用数据库将典型模块参数进行存储和调用;然后设计参数化程序,采用图形交互界面形式对设计变量进行查询和修改,进而生成新的三维功能模块模型;最后将真空淬火炉各级功能模块进行最终组装成型。

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/leojun/archive/2011/12/13/2286914.html

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  • 介绍了基于SolidWorks参数化设计的方法。以SolidWorks为三维造型软件,VB为二次开发工具,参数化设计了往复真空泵的关键零部件,...该软件可完成泵的零件参数化设计和总图装配,缩短了产品设计时间,提高了产品设计效率。
  • 点击上方↑模具工业,关注...企业通过与CAD系统集成的参数化设计方法灵活地对产品模型进行修改,避免了产品的全新设计,提高产品设计效率,从而更方便地对产品进行管理。参数化模型保存了模型的几何信息、拓扑结...
    点击上方模具工业,关注我们吧关于提醒广大读者、作者谨防诈骗的声明有删减,如需全文,请购杂志或前往知网下载《模具工业》2020年第7期抢鲜阅读

    随着信息技术的发展与升级,三维模型已经成为产品分析、设计与制造的核心载体。企业通过与CAD系统集成的参数化设计方法灵活地对产品模型进行修改,避免了产品的全新设计,提高产品的设计效率,从而更方便地对产品进行管理。参数化模型保存了模型的几何信息、拓扑结构以及设计约束等知识信息,有利于产品的知识驱动与模型重用,并为并行设计提供手段。

    精巧设计的产品三维参数化装配有助于提高产品的设计效率,通过应用参数化方法进行产品装配设计已经有许多学者展开了相关研究,曾翠华等研究了参数化零部件库、装配体与零部件间的数据关联等理论,建立了在不同装配模式下的自动化三维装配体参数化设计系统原型;杨显刚等在特征造型与参数化设计的基础上分析了基于通用CAD系统的部件参数化设计思路,并提出基于装配关系表达式的参数化部件构建方法;王凯等依据自顶向下的设计理念,以产品骨架模型为基础,利用参数化设计与知识驱动实现了产品装配设计;李智等针对复杂装配参数化模型设计资源重用问题,提出了基于层次结构的参数化装配模型重用机制,提高了装配重用效率。

    现针对复杂产品整体的装配设计进行研究,根据参数化设计的特点,介绍了三维装配体的参数化设计方法与装配过程中的参数关联关系,并分析了基于装配设计与知识工程相结合的知识驱动方法。通过面向对象的高级语言与二次开发手段,实现高效的三维装配体参数化设计,并实施于模具设计平台,以提升模具设计与重用的效率。

    面向复杂装配参数化设计1

    参数化设计是通过对产品零部件进行结构分析,将模型的尺寸与几何约束作为参数与具体设计相关联,结合人机交互功能根据用户输入信息设置参数,驱动产品模型变化,从而达到快速变量设计的目的,提高设计柔性,减少了大量的重复性劳动。

    进行产品装配建模设计时,通过引入装配关系,考虑结构特征、空间约束以及装配顺序的合理性,对产品整体的装配过程进行规划与管理。装配体的参数化驱动过程实质上是数据自顶向下的流动,呈现层级式结构。通过函数关系联结关联参数与驱动参数,图1所示为装配模型和装配体数据传递关系。

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    图1 装配模型和装配体数据关系

    在复杂装配体产品中大量使用了标准件以及少部分专用自制件,因此在装配前需要建立或使用相应的参数化标准件库,方便设计人员进行零件设计与后期调整。在产品装配阶段,采用自顶向下的设计驱动思想,首先从基本功能与设计需求的宏观角度出发,构筑顶层基本骨架。在此基础上,绘制装配草图并进行装配概念建模。把产品分解成若干零部件,重点分析零部件的类型、数量与结构特点,在总装配体装配关系的规范下,对零部件进行详细的设计与调整。依据该设计方法,零部件将自动继承顶层整体的装配约束关系,零部件的设计将遵循整个产品设计的主线。因此,在后续装配体的调整与再设计过程中,整个系统能对装配约束进行自动维护,从而为装配体的一致性提供了保证。

    知识驱动装配参数化设计2

    通过引入知识工程,CAD系统记录不同产品的几何知识、构型知识以及其他方面的工程知识,并对知识进行抽象和表述,从而构建一个可重用的知识库。设计人员能直接借助已有产品领域知识的辅助设计,将设计重心集中到产品的增强设计与创新中,进而提高产品功能与性能。

    知识包括工程计算公式与表达式、电子图表、装配约束以及专家经验等多种常见形式。以汽车覆盖件拉深模这类复杂装配体为例,在模具及其零部件的结构设计过程中使用了大量由工艺信息、尺寸规则与设计规范组成的知识信息,如模具中心通常选取拉深件几何中心,压力中心与气顶柱相关,气顶柱间距一般<300mm;凸模以分模线为边界并沿压料面设置40~80mm的直壁面,通过45°斜面与凸模退让面进行过渡,凸模底面设定70~90mm的方形规律加强筋;凹模压料面尺寸在工艺压料面的基础上进行延伸,在坯料尺寸展开明确时取20mm,不明确时为40~60mm;凹模圆角半径R=(6~10)t,t为板料厚度;压边圈包括拉深筋等结构,其宽度需在毛坯末端增加10~15mm,与凹模导向间隙为0.3mm等。

    上述知识通过形式化的描述手段,内嵌在参数化模板中,通过触发式机制进行知识推理,达到相关参数更新与约束规则的自动生效及实现。

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    图2 知识驱动的装配体参数化

    根据上述对于知识与经验的分类总结,能有效加强模具设计结构的关联性,并借助知识构建参数化的模板数据库。知识驱动的装配参数化设计扩展了一般性的参数化方法,在装配体及其相关零部件的三维设计建模过程中,综合装配知识并以其为驱动力,对模型的设计进行约束和指导,其基本的方法设计流程如图2所示。三维模型与装配设计的知识的融合,能够清晰的展现设计意图,并实现装配设计知识的有效重用。在装配设计中结合结构化的工艺知识,有利于将模型特征映射到使用高级编程语言中的数据结构,在参数化的特征造型中通过程序调用修改模型,实现尺寸与特征的同步复合驱动。同时通过引入参数验证,实现设计监督,检验设计是否符合要求。

    知识推理可以采用内置脚本中的IF-THEN产生式表达式实现,也可以通过外部专业工具如Protégé处理。

    基于CATIA的参数化设计3

    CATIA是汽车领域最常用的CAD软件之一,使用CATIA内置的交互式用户定义特征模块与知识工程模块辅助构建标准件库及建立特征知识模板库,通过采用Automation API与CAA(component application architecture)相结合的二次开发手段,实现了应用库插件形式的智能化模具装配设计模块。CATIA提供了多种参数化建模方式,能快速地创建各种具有参数化特征且形状复杂的实体并进行装配调用。CATIA使用树形结构自上而下的表示设计信息,在图形化界面中清晰地展示了装配体的坐标、参数、工艺信息以及表达关系式等多种知识信息,这些知识容易与模板模型数据集成,能方便地进行知识的再利用。

    在CATIA提供的知识工程模块中,设计人员利用参数、关系、公式、规则、检查等工具对产品模型设计知识(行业标准、尺寸约束、装配约束、材料属性等)进行表达。其中,通过提供的几何参数、物理参数、无量纲参数、布尔型参数等多类用户自定义参数,能够以数学公式和函数关系的形式表达装配设计工程的规则并实现特征控制。结合CATIA电子表格提供的与Excel交互的智能接口,可对零部件进行信息提取,以表格展示,并利用公式创建三维模型特征参数的关联。通过对表格进行编辑处理即可实现应用表中不同数据驱动零部件模型变更的目的。引入规则与检验方法能实现多参数协同,在条件范围内对参数值进行校验,提供针对异常的警示信息,避免参数错误。综合运用CATIA知识模块,集成知识到产品设计过程,结合并行设计的理念,能有效实现产品装配设计并实现知识重用。

    实例分析4

    汽车是非常复杂的工业类别,汽车配置项复杂,车型繁多,与之对应带来的问题是其组成零部件变动性较强,比如车门以及外壳等,而此类零部件一般采用模具生产。汽车相关零件模具采用的整体模架非常复杂,包含的零件种类繁多,包括模架本身及附属的30多类零件,且技术复杂,涉及到结构、力学,热学等领域的知识,全新设计1副完整模架需要足够的经验且耗时耗力。因此重用以前的设计经验与数据,在以往模架的基础上,通过对其尺寸参数、局部结构及相关工艺制造属性等信息进行变动处理,达到快速设计的目的。

    现通过汽车覆盖件冲模实例说明基于CATIA平台的三维装配体参数化设计方法。该模具主要由标准件、凸模、凹模、压边圈等构成。根据设计流程,首先在CATIA中导入模板模型数据,模板模型包含了大量标准件与非标准件,其导入流程主要分为3步:①通过交互式进程将.SPT文件格式转换为.CATPart格式;②利用Automation接口为CATIA模型添加属性信息;③依据装配逻辑导入模型。模型导入部分的CAA编程的代码片段如下所示:

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    CATSession* pSession =CATSession::GetPtrSession();//获取CATIA当前进程 

    HRESULT rc=pSession->QueryInterface(IID_CATIIniInter activeSession, (void**) &interSession);//获取CATIA交互式进程 

    rc = interSession->Open(strPartSTP, FALSE,&oIEditor Document);//打开.STP文件 

    rc = CATDocumentServices::SaveAs(*pDoc, strPartCAT);// 转为.CATPart文件 

    CATBaseUnknown* activeProduct = path[path. GetSize ()-1];//获取当前激活零部件 //获取总装配根节点 

    hr = DocPrt->QueryInterface (IID_CATIDocRoots, (void**) &DocRootsOfComp); 

    CATListValCATBaseUnknown_var* pRootsOfComp = DocRootsOfComp->GiveDocRoots(); 

    RootOfComp = (*pRootsOfComp); 

    activeProduct->AddProduct(RootOfComp); //将标准件导入 激活节点

    在CATIA菜单栏中选择Intelligent Drawing Die 进入拉深模智能设计模块,选择前盖内板单动压力机即可完成模型导入,导入结果如图3所示:

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    图3 前盖内板拉深模模板模型每副模具包含的零件数量繁多,对整个模具的装配有严格的要求,若处置不当,关键参数变更会引起整副模架装配出现散架现象。在分析产品系列相似性的基础上,将主体结构相似的同类装配以模板案例的形式进行归纳总结,并对模架的各主体模板结构进行自顶向下的建模。零部件层面建立从整体特征到细节特征的特征树,结合CATIA布尔参数实现特征控制。装配模型由此形成层次化结构,作为参数驱动设计的基础。控制参数分为主控参数和关联参数,主控参数存储于装配树根节点,根据用户所需功能数量上尽量精简。关联参数主要包括接口参数、驱动参数、几何参数和抑制参数。根据参数驱动分析设计功能交互层,通过图形化界面为用户设计进行引导。其中用户界面的层次划分对应模具装配体的主控参数分类如图4所示,实现了设计信息的快速完善、模架结构的调整与细节功能结构的参数编辑等功能。

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    图4 工艺设计信息与结构参数调整界面

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    图5 CATIA中与模具关联的知识信息呈现核对模板数据并对比新的工艺数据结构后,执行工艺知识组件更新指令,批量所有工艺及几何知识。通过Publication接口发布关键工艺知识并与模具结构相关联,如图5所示。在工艺数据发生调整或替换时,同步更新模具结构,与组件替换相关的部分交互代码如下:

    77c32059a90715ea4a5a66513d1a6d69.png

    // 选择需要替换的组件

    CProductDocument doc=app.GetActiveDocument(); 

    CProduct product=doc.GetProduct(); 

    CProducts products=product.GetProducts(); 

    BSTR itemName=::SysAllocString (_T("XXXX-XXX")); 

    CProduct product2=products.GetItem (&itemName); // 进行组件内容替换 

    products.ReplaceComponent(product2,&bsName,TRUE); 

    CProductDocument doc2=app.GetActiveDocument(); 

    CSelection sel2=doc2.GetSelection(); 

    sel2.Clear(); sel2.Add(product); 

    sel2.Copy(); product.Update();doc.Save()

    使用该接口在工艺数据出现故障或被删除时能保证模具结构的稳定,及时提醒设计者对工艺数据进行修正。对于还需使用模板知识的设计,再根据实际需求对工艺与几何知识进行主次替换。替换完成后,通过图6所示的智能设计模块中的产生式规则进行知识补充、参数调整及模型更新,图7所示为下模装配体的知识更新结果。

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    图6 产生式规则

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    图7 集成工艺知识的下模装配体

    完成装配体建模与设计后,按产品结构目录树形式提取完整的部件信息清单,涉及的信息属性主要包括了材质、零件类型、规格代码与备注信息等。通过CAA二次开发的程序化手段,递归遍历装配树并使用std::map>&mapList统计零部件节点,进一步获取统计列表每一项的信息,通过ExtractToBom接口函数进行信息提取即可获得所需的装配信息并输出至BOM,其关键代码如下:

    c2f854aeb2025db093dfb98f6615bea4.png

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    图8 模具结构BOM

    输出的模具结构BOM表界面如图8所示,同时能导出为Excel表格,方便进行数据共享。

    原文作者:李研宇,柳伟,万友浩,周雄辉

    作者单位:上海交通大学模具CAD国家工程研究中心

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参数化产品设计