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基于UG生成表驱动的零件三维参数化模型的研究 来源:数控机床网　作者:数控车床　栏目:行业动态　 在制造工业中经常遇到形状相似，但大小并不完全相同的零件，比如系列化的产品零件等。对于这些零件的二维设计，目前已经比较 成熟。但随着CAD/CAM技术的发展，产品的设计与制造有了新的思路，即从三维到二维的设计步骤，也就是首先要建立三维模型，然 后自动生成二维的工程图纸，或者利用三维零件模型直接生成数控代码，实现无图纸加工，节约时间和成本。因此零件三维参数化模 型的建立，就显得尤为重要，它将使产品的结构设计的系列化成为可能，并极大地缩短了结构设计周期，减少了由于零件的尺寸变化 带给工程师的工作量。 1、 建立表驱动零件模型库的原理  在产品的系列化设计过程中，为了加快产品设计过程，减少重复性的劳动,应建立结构形状相同仅尺寸不同零件的三维模型库,如螺钉 、螺栓、螺母、垫圈、密封件、润滑件和轴承等一些标准件。UG虽然提供了许多二次开发工具(如UG/Open GRIP、UG/Open API、UG /Open)，但利用二次开发工具需要设计人员技术比较高,一般设计人员很难完成[1]，利用UG提供的表驱动技术同样可以创建标准零件 、通用零件以及产品系列化设计的三维模型库。 建立三维参数化模型以后,通过设置设计变量和将设计变量分配给模型,然后创建一个含有这些变量的外部电子表，将电子表链接到当 前模型中，因为电子表中的变量被当前图形文件的零件尺寸所引用，这个表就可以用来改变当前图形文件中的零件的尺寸，所以用户 可通过控制外部电子表对零件进行修改，因此可避免由于设计变化而不得不修改大量模型参数所带来的损失，并且用一个模型就可表 达多个同类结构的零件。  2、 建立基于表驱动的零件三维参数化模型  2.1　分析零件特征 为了高效地创建表驱动零件,在设计前必须对该零件进行仔细的分析,首先要从整体上形成关于这个零件建模的大概思路,明确设计零 件需要创建哪些特征以及创建这些特征的次序;同时还需要注意所要创建的各种特征的内在联系及其各自的特点，最后明确该零件需 要几个参数进行驱动。  为了实现三维模型的参数化设计,首先要对零件进行尺寸约束和几何约束,从而确定唯一的零件形状。如图1所示,零件需要8个尺寸约 束和一些几何约束。尺寸约束见图1。其中几何约束有：俯视图中四条直线与分别与相邻的圆弧相切;直径25ｍｍ、40ｍｍ和半径28ｍ ｍ的三个圆或圆弧同圆心;半径15ｍｍ的圆弧和直径16ｍｍ的圆同圆心;两个直径为16ｍｍ的圆的圆心连线处于水平。通过以上尺寸约 束和几何约束的建立，保证了零件的唯一性。  2.2　建立零件模型 在分析零件的基础上，根据零件的各自特点，创建三维参数化模型所需的各种特征，包括几何特征和辅助特征，并且用上述分析的所 有约束完全约束零件的三维模型。  2.3　创建并分配设计变量 UG通过表达式提供了驱动尺寸与零件的模型之间建立关联关系的功能[2]。在建立表驱动之前,要把已经确定的设计变量通过重命名表 达式分配给对应的尺寸,如图2、图3所示。在UG中对约束尺寸重新进行编辑，这样就完成了设计变量的分配[3]。  图1 零件的尺寸约束 图2 分配设计变量 2.4　建立表驱动 在UG中可以把某一零件的系列尺寸完整的建立在电子表格中，形成一个零件数据库。对于此数据库的管理、编辑、扩展都很方便。具 体地说，可以任意修改表格中的某一或某些数据、增加一组新的零件数据、增加设计变量等等，最终产生用同一实体模型的系列零件 三维模型。 UG中的电子表格的创建步骤如下: (1)单击菜单Tools-Expre ion，对参数表达式进行Rename和Edit，如图2所示; (2)单击菜单Tools- art Families，系统将弹出如图所示的Part Families对话框，在图3所示的待提取参数框中双击各个表达式 ，这时这些表达式将出现在“提取后的参数”列表中，将Family Save Dictionary设置为“E:\falan”，然后点击Create进人 re adsheet(电子表格)进行零件库的创建;  图3 重命名表达式 图4 Part Families 对话框 (3)这时系统弹出如图所示的Excel工作表，在该表中系统产生了8个数据列，分别对应于刚刚提取的8个参数。在表中输人零件号(Par tName)以及系列零件的相关参数值。用电子表格(Excel)建立如下数据(见图4)。这一数据形式可以直接和UG链接,从而实现了零件的 三维参数化模型。表中第一行为各个设计变量,即数据库中的字段名,以下每行为一个记录,表示确定某一尺寸零件