柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立2

1 0 引言 一 柴油機(jī)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與發(fā)展 目前國內(nèi)柴油機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、工藝、可靠性、性能指標(biāo)與國外同類產(chǎn)品相比有較大差距，開發(fā)設(shè)計(jì)的能力也較為低下，大都是采用引進(jìn)國外一些即將淘汰的圖紙、生產(chǎn)線進(jìn)行二次開發(fā)，主要的關(guān)鍵零部件、毛坯還依賴進(jìn)口，真正能完全吸收和消化國外技術(shù)達(dá)到國外水平的還不多。還有的廠家在引進(jìn)產(chǎn)品國產(chǎn)化時(shí)任意更換質(zhì)量上并不過關(guān)或不匹配的關(guān)鍵部件以降低成本，使柴油機(jī)可靠性大為降低。 在傳統(tǒng)的柴油機(jī)的樣機(jī)總體設(shè)計(jì)方案中，總體設(shè)計(jì)的任務(wù)是：根據(jù)技術(shù)任務(wù)書的要求，在充分論證的基礎(chǔ)上選擇柴油機(jī)的型式，確定主要結(jié) 構(gòu)參數(shù)，選定主要零部件與輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式，對各主要零部件和輔助系統(tǒng)各機(jī)件的外形尺寸進(jìn)行粗估算，然后進(jìn)行初步的總體布置，繪制幾種不同方案的總體布置圖，用以進(jìn)行方案分析與論證。在幾種方案評比的基礎(chǔ)上，最后確定一種總體方案圖，并完成熱力計(jì)算，動(dòng)力計(jì)算，主要系統(tǒng)草圖及方案設(shè)計(jì)說明書等有關(guān)技術(shù)文件。隨后，提出對各主要零部件和輔助系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)方面的主要設(shè)計(jì)要求， 以便進(jìn)行各主要零部件和輔助系統(tǒng)各部件的初步設(shè)計(jì)和單缸試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)，進(jìn)行先期研究工作，協(xié)調(diào)和解決各主要零部件和輔助系統(tǒng)各機(jī)件在空間位置上的矛盾，使柴油機(jī)正常地動(dòng)作 ，并充分注意到拆裝和維修的可能性和方便性。隨后根據(jù)各主要零部件和輔助系統(tǒng)各機(jī)件初步設(shè)計(jì)結(jié)果，修正初始方案，調(diào)整總體布置，繪制較詳細(xì)的總體布置圖。 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，各種設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)應(yīng)用，與傳統(tǒng)的柴油機(jī)設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，將大大提高設(shè)計(jì)效率，減少成本。 二 CAD 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 CAD技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等領(lǐng)域中最有影響的一項(xiàng)高新應(yīng)用技術(shù)。 CAD 系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法與生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的變化，已經(jīng)產(chǎn)生、必然繼續(xù)產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 CAD技術(shù)是高 科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的催化劑，對加速新產(chǎn)品開發(fā)、提高設(shè)計(jì)水平、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本，能夠起到重要作用，是企業(yè)提高自身素質(zhì)、增強(qiáng)創(chuàng)新能力、增強(qiáng)市場競爭力的一個(gè)非常有效的手段。從技術(shù)角度講， CAD 技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)進(jìn)入了成熟期，價(jià)格上已經(jīng)是達(dá)到可以承受的程度。 今天，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、 CAD/CAM 技術(shù)均有質(zhì)的飛躍， CAD 技術(shù)應(yīng)用已奠定了良好基礎(chǔ)。在這種形勢下，如何正確理解 甩圖板 、深化推廣應(yīng)用 CAD 技術(shù)，如何使為數(shù)甚多的中小型企業(yè)也能應(yīng)用 CAD技術(shù)并避免軟硬件投資上的失誤，如何為推廣應(yīng)用柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 CAD技術(shù)提供 更好的技術(shù)咨詢服務(wù)，這些問題值得認(rèn)真探討和分析。 了解 CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢對推廣應(yīng)用技術(shù)是十分重要的，有利于 CAD方案設(shè)計(jì)、選型適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要。 CAD技術(shù)正在從原來簡單的輔助繪圖 (Drafting)向成為真正能夠輔助設(shè)計(jì) (Design)的工具發(fā)展。 l 概念設(shè)計(jì)：根據(jù)市場需求及可利用資源，對新產(chǎn)品作宏觀上的輪廓設(shè)計(jì)，這一過程同時(shí)也包括對新產(chǎn)品的一些概念性的創(chuàng)新，輸出的結(jié)果是新產(chǎn)品的概念性分析模型及草圖。 l 設(shè)計(jì)分析：對概念設(shè)計(jì)輸出的結(jié)果針對不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行仿真模擬，并根據(jù)不同的結(jié)果修整概念模型。 l 詳細(xì)設(shè)計(jì)：這是產(chǎn)品的真正結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。由概念模型和分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對詳細(xì)設(shè)計(jì)起著重要的指導(dǎo)作用，同時(shí)詳細(xì)設(shè)計(jì)的結(jié)果也要進(jìn)行必要的分析，并適時(shí)根據(jù)需要修改概念模型。目前的 CAD系統(tǒng)大都提供詳細(xì)設(shè)計(jì)手段，而很少把它和概念設(shè)計(jì)及分析聯(lián)系起來。 l 文檔設(shè)計(jì)：各設(shè)計(jì)階段都根據(jù)不同的需求產(chǎn)生相應(yīng)的文檔，以使從產(chǎn)品市場需求到開發(fā)、制造及銷售能夠有機(jī)地組織起來。 總的來說， CAD 技術(shù)的發(fā)展趨勢有以下幾方面： （ 1） 智能化：從系統(tǒng)的交互式介面來看，應(yīng)提供符合設(shè)計(jì)者習(xí)慣的，具有導(dǎo)航性質(zhì)的手段，使設(shè)計(jì)者能夠按著自己的專業(yè)習(xí)慣開發(fā) 新產(chǎn)品。另一方面，系統(tǒng)內(nèi)部要采用人工智能及特征技術(shù)，不但能夠記錄設(shè)計(jì)過程，還能方便設(shè)計(jì)者修改產(chǎn)品的模型，而不致于因產(chǎn)品的小小修改而重新開始設(shè)計(jì)。 （ 2） 集成化：產(chǎn)品設(shè)計(jì)只是新產(chǎn)品生命周期的一個(gè)環(huán)節(jié)， CAD 系統(tǒng)應(yīng)采用適當(dāng)?shù)膬?nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的工程數(shù)據(jù)庫，使得設(shè)計(jì)、工藝和制造實(shí)現(xiàn)一體化。這不但可以減少產(chǎn)品的開發(fā)費(fèi)用，還可以大大加快產(chǎn)品的開發(fā)速度，提高可靠性 。 （ 3） 標(biāo)準(zhǔn)化： CAD 技術(shù)發(fā)展至今已有近三十年的歷史，在這期間，各國都相繼開發(fā)了許多有代表性的 CAD系統(tǒng)。它們在輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面可以說都各有所長。有的擅長曲 面設(shè)計(jì)，有的擅長工程分析，而有的則擅長 NC。而要充分利用這些系統(tǒng)的長處，就涉及到 CAD數(shù)據(jù)的相互交換，因此，制定一系列數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)就變得非常重要了。目前， IGES 已成為圖形數(shù)據(jù)交換的一種標(biāo)準(zhǔn)。 1984 年， ISO 開始制定一整套的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換規(guī)范 STEP。另外，從系統(tǒng)開發(fā)的角度，一切從頭開始的時(shí)代已經(jīng)成為過去， ISO 從 1982 年開始就制定了 GKS，后來發(fā)展成為 GKS-3D,及后來的 PHIGS+、OpenGL等都為圖形系統(tǒng)的開發(fā)提供有力的支撐。 （ 4） 網(wǎng)絡(luò)化：計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)化是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大趨勢， Internet 和Intranet 已經(jīng)把全世界各個(gè)角落連成一體。通過網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的國際化開發(fā)和生產(chǎn)，其前景是無法估量的。 三 開發(fā)柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的必要性 制造科學(xué)正邁向全面數(shù)字化 21 世紀(jì)將是數(shù)字化和信息化的時(shí)代。信息化的基礎(chǔ)是數(shù)字化 ,數(shù)字化已成為推動(dòng)各門科學(xué)飛速發(fā)展的最重要因素之一。 1999 年初 ,美國 3 副總統(tǒng)戈?duì)柼岢隽恕皵?shù)字地球”的概念 ;基于“數(shù)字地球” ,地球空間信息將在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛和史無前例的應(yīng)用 ;依據(jù)特定的工具 ,人們可在全球范圍內(nèi)作無遠(yuǎn)弗屆的自由遨游 ,不受時(shí)間和空間的限制。近幾年來 ,數(shù)字通訊、數(shù) 字電視、數(shù)字圖書館等的蓬勃發(fā)展 ,都直接依賴于數(shù)字化技術(shù)的強(qiáng)有力支持。數(shù)字化技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用 ,形成了已被廣泛使用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù) ,如 CAD、 CAE、 CG、 VirtualDesign等 ;數(shù)字化技術(shù)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用 ,形成了先進(jìn)的制造技術(shù) 計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù) ,如 FMS、 IMS、 CAPP、 CAM、 CAT、數(shù)字化仿形測量與加工技術(shù)、快速原型制造技術(shù) (RPM)。 但是由于常見的 CAD平臺是通用平臺，不是針對具體產(chǎn)品的。所以在設(shè)計(jì)過程中比較費(fèi)時(shí)， 為了提高柴油機(jī)的設(shè)計(jì)效率，我們可以研制數(shù)字化的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，建立實(shí)例庫。該系統(tǒng)的技術(shù)路線采用 CBR（ Case BasedReasoning） 技術(shù)。 四 本課題的提出 數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的重要組成之一是：柴油機(jī)系統(tǒng)中活塞連桿總成，汽缸蓋總成的實(shí)例庫的建立。該課題是以 CBR技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的一部分。 實(shí)例建立的步驟為： (1)對柴油機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵零件機(jī)體，室蓋分類， (2)建立其能反映全部零件特征的少量的復(fù)合模型， (3)抽取復(fù)合模型中的特征參數(shù)保存到數(shù)據(jù)庫中。 實(shí)例的表達(dá)由于實(shí)例結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 ,一般需采用多視圖方式表達(dá)實(shí)例。若采用二維視圖表達(dá)方式 ,則只能包括實(shí)例圖形等少數(shù)信息 ,導(dǎo)致實(shí)例 修改繁瑣 ,不能實(shí)時(shí)更新。尤其對于較復(fù)雜的實(shí)例 ,視圖數(shù)量較多 ,進(jìn)行實(shí)例評價(jià)后需對每一個(gè)視圖進(jìn)行修改 ,工作量較大 ,設(shè)計(jì)效率低 ,且容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。基于這一考慮 ,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在Unigraphics 支撐軟件環(huán)境下 , 非常適合實(shí)例庫的特點(diǎn)，運(yùn)用 UG 的參數(shù)化功能模塊及二次開發(fā)工具 GRIP 語言，完成柴油機(jī)系統(tǒng)中活塞連桿總成，汽缸蓋總成的實(shí)例庫的建立，以三維特征模型的方式表達(dá)柴油機(jī)零件實(shí)例。這種實(shí)例表達(dá)方式簡明直觀 ,可利用支撐軟件的造型功能方便地進(jìn)行實(shí)例的修改和實(shí)時(shí)更新 ,非常適合與參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，避免了在設(shè)計(jì)上重復(fù)的麻 煩，將大大提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，縮短設(shè)計(jì)周期，這無疑會(huì)給企業(yè)帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 論文結(jié)構(gòu)： 柴油機(jī)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與發(fā)展：主要內(nèi)容是目前國內(nèi)柴油機(jī)設(shè)計(jì)水平，及結(jié)合 CAD技術(shù)的新設(shè)計(jì)方法 CAD技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀： CAD技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。 開發(fā)柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的必要性：提出建立快速設(shè)計(jì)系統(tǒng) CBR 的概念：介紹 CBR 基于實(shí)例推理技術(shù) (Case BasedReasoning,CBR)是人工智柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 能領(lǐng)域近年來廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)。 CBR的設(shè)計(jì)原理：基于實(shí)例的推理 CBR 是一種類比推理方法 ,它利用人 們以往求解類似問題的經(jīng)驗(yàn)知識進(jìn)行推理 ,從而獲得當(dāng)前問題的求解結(jié)果 .基于實(shí)例的推理系統(tǒng)對知識、經(jīng)驗(yàn)及信息的完備程度的要求遠(yuǎn)低于專家系統(tǒng) ,且推理效率較高 ,為產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)問題提供了一種可行的解決方法 柴油機(jī)的零部件的分類和特點(diǎn) : 零件 成組 分類成的方法有 ， 代碼分組法 生產(chǎn)流程分析法 (PFA-production flow analysis) 實(shí)例庫建立的原則與標(biāo)準(zhǔn) : （ 1）當(dāng)只需改變零件的幾何尺寸，不改變零件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，用 PART文件來建模。（ 2）當(dāng)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用 GRIP程序來做，只要改變不同的工藝參數(shù)，調(diào)用不 同的模塊，生成不同的零件。 實(shí)體建模技巧 : UG 軟件具有強(qiáng)大的建模功能， （ 1） UG特征建模模塊 ，（ 2） UG實(shí)體建模提供了草圖設(shè)計(jì) ，（ 3） UG具有豐富的曲面建模工具。 參數(shù)化設(shè)計(jì) : 參 數(shù)化設(shè)計(jì)（也叫尺寸驅(qū)動(dòng) Dimension-Driven）是 CAD 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，它不僅可使 CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。 柴油機(jī)實(shí)體模型的建立過程 : 軟件可以通過多種途徑建模 ,如可建方塊、拔凸臺、使用拉伸實(shí)體 ,甚至還可采用切的辦法等。 實(shí)例庫建?；A(chǔ) : UG 所提供的二次開發(fā)語言模塊 UG/Open GRIP, UG/Open API和輔助開發(fā)模塊 UG/OpenMenuScript 與 UG/OpenUistyler 及其良好的高級語言接口 ,使 UG形功能和計(jì)算功能有機(jī)的結(jié)合起來 ,便于用戶開發(fā)專用的 CAD系統(tǒng)。 柴油機(jī)實(shí)例庫零件程序舉例 :用程序建模。 工程圖繪制的方法 : UG工程繪圖模塊提供了自動(dòng)視圖布置、剖視圖、各向視圖、局部放大圖、局部剖視圖、自動(dòng)、手工尺寸標(biāo)注、形位公差、粗糙度符合標(biāo)注、支持GB、標(biāo)準(zhǔn)漢字輸入、視圖手工編輯、裝配圖剖視、爆炸圖、明細(xì)表自動(dòng)生成等工具。 5 1 實(shí)例庫的 建立原則及標(biāo)準(zhǔn) 1 1 CBR 的概念 基于實(shí)例推理技術(shù) (Cse BasedReasoning,CBR)是人工智能領(lǐng)域近年來廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)。 CBR 一種相似推理方法 ,其核心是通過實(shí)例庫方式應(yīng)用過去已有的經(jīng)驗(yàn)來解決新問題。 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中 ,設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)往往起著關(guān)鍵作用 ,設(shè)計(jì)者可利用以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) ,通過對已有設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行組合、修改而設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品 ,因此 CBR 適合用于解決設(shè)計(jì)問題。由于大量機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是對已有產(chǎn)品進(jìn)行變型設(shè)計(jì) ,因此現(xiàn)有產(chǎn)品模型就成了設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn) ,直接利用現(xiàn)有產(chǎn)品就等于利用了以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和知識。因此 ,將 CBR 用于機(jī)械產(chǎn)品 CAD 有廣闊發(fā)展前景。 1 2 CBR 的設(shè)計(jì)原理 產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)不斷循環(huán)的過程 ,一般可分為概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、分析評價(jià)三個(gè)階段 .產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是 :分析設(shè)計(jì)要求 ,確定產(chǎn)品功能及實(shí)現(xiàn)該功能的總體結(jié)構(gòu) ,規(guī)劃詳細(xì)設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)步驟 .產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)決定了產(chǎn)品的基本特征和性能 ,是整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的關(guān)鍵 .研究表明占總成本 5%的概念設(shè)計(jì)將決定產(chǎn)品總成本的70%.由于缺乏好的幾何或分析模型 ,傳統(tǒng)的 CAD 建模技術(shù)不能用于概念設(shè)計(jì) ,這使得產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)一直成為工程設(shè)計(jì)的瓶頸問題 .在傳統(tǒng)的人工產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中 ,大多采用類比設(shè)計(jì)或經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 ,在參考過去的相似設(shè)計(jì)實(shí)例的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)修改調(diào)整而生成新的設(shè)計(jì)方案 .有關(guān)資料表明 :60%的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)是原來產(chǎn)品的改型或改進(jìn)基于實(shí)例的推理 CBR 是一種類比推理方法 ,它利用人們以往求解類似問題的經(jīng)驗(yàn)知識進(jìn)行推理 ,從而獲得當(dāng)前問題的求解結(jié)果 .基于實(shí)例的推理系統(tǒng)對知識、經(jīng)驗(yàn)及信息的完備程度的要求遠(yuǎn)低于專家系統(tǒng) ,且推理效率較高 ,為產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)問題提供了一種可行的解決方法。 基于實(shí)例推理的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)原理如下： 問題描述 基于實(shí)例推理的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方法的基本概念和邏輯學(xué)依據(jù)是 :概 念1 實(shí)例是過去在滿足特定要求下的設(shè)計(jì)方案 ,是專家經(jīng)驗(yàn)和知識的體現(xiàn)形式 .實(shí)例由眾多的實(shí)例屬性及實(shí)例屬性的特定操作方法構(gòu)成 .概念 2 實(shí)例屬性是指能夠描述設(shè)計(jì)方案中某一功能或幾何特征的參數(shù) .如減速器設(shè)計(jì)中的總傳動(dòng)比 ,各齒輪的齒數(shù)等 .概念 3 實(shí)例庫是所有實(shí)例的集合 .概念 4 相似實(shí)例是指具有相似設(shè)計(jì)特征、相近設(shè)計(jì)參數(shù)的設(shè)計(jì)方案 .概念 5 相似度是實(shí)例相似程度的一種度量 .基于實(shí)例推理的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)是建立在下述論點(diǎn)基礎(chǔ)上的 :論點(diǎn) 1 具有一個(gè)或多個(gè)相似特征屬性的實(shí)例是相似實(shí)例 .相似性通常表現(xiàn)為實(shí)例的特征屬性的值成比例或在限 定的誤差范圍內(nèi) .論點(diǎn) 2 具有相似設(shè)計(jì)任務(wù)的實(shí)例是相似實(shí)例 .論點(diǎn) 3 相似實(shí)例具有相似的解、相似柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 的求解過程和求解方法 .即過去的相似實(shí)例可作為當(dāng)前設(shè)計(jì)任務(wù)的參考 .論點(diǎn) 1、 2 為相似性判斷提供了依據(jù) ,論點(diǎn) 3反映了基于實(shí)例推理的設(shè)計(jì)方法 . 圖 1-1 CBR系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 1. 3 柴油機(jī)的零部件的分類和特點(diǎn) 成組技術(shù) (GT-group technology)揭示和利用事物間的相似性，按照一定的準(zhǔn)則分類成組，同組事物能夠采用同一方法進(jìn)行處理，以便提高效益的技術(shù)，稱為成組技術(shù)。在機(jī)械制造工程中，成組技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助制造的 基礎(chǔ)，將成組哲理用于設(shè)計(jì)、制造和管理等整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)，改變多品種小批量生產(chǎn)方式，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。成組技術(shù)的核心是成組工藝，它是把結(jié)構(gòu)、材料、工藝相近似的零件組成一個(gè)零件族（組），按零件族制定工藝進(jìn)行加工，從而擴(kuò)大了批量、減少了品種、便于采用高效方法、提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。零件的相似性是廣義的，在幾何形狀、尺寸、功能要素、精度、材料等方面的相似性為基本相似性，以基本相似性為基礎(chǔ)，在制造、裝配等生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等方面所導(dǎo)出的相似性，稱為二次相似性或派生相似性。 近年來，成組技術(shù)與數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，水平 有了很大提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、生產(chǎn)組織與管理等方面均有顯著的應(yīng)用效果，如新零件設(shè)計(jì)數(shù)可減少 52%、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間可減少 69%、勞動(dòng)生產(chǎn)率可提高 33%、生產(chǎn)周期可關(guān) 70%、零件成本可減少 43%，并已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)和集成制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 零件 成組 分類成的方法有： 代碼分組法：利用零件分類編碼系統(tǒng)對零件進(jìn)行編碼，按零件代碼，采用一定的相似性準(zhǔn)則進(jìn)行分組。各個(gè)國家或大企業(yè)均有自己的零件分類編碼系統(tǒng)，比較典型的應(yīng)用比較廣泛的系統(tǒng)有捷克的 VUOSO 系統(tǒng)、德國的 OPITZ 系統(tǒng)、日本的 KK-3 系統(tǒng)和我國的 JLBM-1系統(tǒng)；分組方法有特征位法、碼域法和特征位碼域法； 生產(chǎn)流程分析法 (PFA-production flow analysis)：是以零件的加工工藝過程為依據(jù)，通過分析進(jìn)行分類，具體方法有關(guān)鍵機(jī)床法、順序分枝法、聚類分析法、鍵 7 合能法等。此外尚有勢函數(shù)法、模糊模式識別法等。 同時(shí)具有以下的特點(diǎn)： （ 1） 采用 GT的復(fù)合零件法生成虛擬件，能夠完成同族相似零部件的系列化設(shè)計(jì) ； （ 2） 參數(shù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)采用尺寸分類描述的原則，實(shí)現(xiàn)虛擬件結(jié)構(gòu)形狀與尺寸的抽象，能夠通過對參數(shù)加載不同的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)圖形結(jié) 構(gòu)的變化或取舍 ； （ 3） 分別采用圖形類、數(shù)據(jù)庫類和信息類描述圖形中的實(shí)體、參數(shù)系列化取值和技術(shù)要求與標(biāo)題欄信息，實(shí)現(xiàn)了圖形與非圖形信息的集成 ； （ 4） 采用文檔模板類存儲圖形與標(biāo)注實(shí)體，不但能夠充分利用類庫強(qiáng)大的資源，使圖形的動(dòng)態(tài)存儲快速地響應(yīng)圖形結(jié)構(gòu)的變化，而且使實(shí)體的儲存更加有序，便于數(shù)據(jù)存取的串行化操作及繪圖儀驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā) ； （ 5） 全面的事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，使設(shè)計(jì)過程所見即所得，實(shí)現(xiàn)了較好的面向?qū)ο蠊δ?。 1. 4 實(shí)例庫建立的原則及標(biāo)準(zhǔn) 在程序中，幾何圖素的圖形實(shí)例化是通過程序模塊方式實(shí)現(xiàn)的，針對每一 種圖素編制相應(yīng)的程序模塊。通過程序模塊實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相近的圖素的參數(shù)化設(shè)計(jì)，用戶可以采用不同的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對該圖素的幾何形狀進(jìn)行控制。如對可以實(shí)現(xiàn)不同尺寸系列的設(shè)計(jì)，從而大大提高了程序的適應(yīng)性和效率。當(dāng)所有圖素設(shè)計(jì)完成以后，通過總調(diào)度模塊管理各種幾何圖素及其拼合，從而實(shí)現(xiàn)對整個(gè) 柴油機(jī) 設(shè)計(jì)的管理。 （ 1）當(dāng)只需改變零件的幾何尺寸，不改變零件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，用 PART文件來建模 （ 2）當(dāng)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用 GRIP程序來做，只要改變不同的工藝參數(shù)，調(diào)用不同的模塊，生成不同的零件。（例如：一個(gè)由很多小零件拼合而成的零件，用 程序來做裝配，可以裝配成新的不同零件。） 柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 2 三維實(shí)體模型的建立 2 1 實(shí)體建模技巧 UG 軟件起源于美國麥道飛機(jī)公司，后于 1991 年 11 月并入世界上最大的軟件公司 -EDS公司。美國通用汽車公司是 UG軟件的最大用戶。 UG軟件現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于通用機(jī)械，模具，汽車及航天等領(lǐng)域。 UG 軟件進(jìn)入中國十九年，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，已成為我國工業(yè)界主要使用的大型 CAD/CAE/CAM軟件之一。 軟件就是一種優(yōu)秀的三維設(shè)計(jì)軟件 ,應(yīng)用范圍基本和 Pro/E 相似，它以Parasolid幾何造型核心為 基礎(chǔ)，采用基于約束的特征建模技術(shù)和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù)。在三維實(shí)體造型時(shí)，由于幾何和尺寸約束在造型的過程中被捕捉，生成的幾何體總是完全約束的，約束類型是 3D 的，而且可用于控制參數(shù)曲面。在基于約束的造型環(huán)境中支持各種傳統(tǒng)的造型方法，如布爾運(yùn)算、掃描、曲面縫合等。它不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計(jì)功能 ,而且在設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行有限元分析 ,機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和仿真模擬 ,提高設(shè)計(jì)的可靠性 ,同時(shí) ,可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼 ,用于產(chǎn)品的加工。 UG軟件具有強(qiáng)大的建模功 能： （ 1） UG特征建模模塊提供了各種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特征的生成和編輯、各種孔、鍵槽、凹腔 - 方形、圓形、異形、方形凸臺、圓形凸臺、異形凸臺、圓柱、方塊、圓錐、球體、管道、桿、倒圓、倒角、模型抽空產(chǎn)生薄壁實(shí)體、模型簡化 (Simplify)，用于壓鑄模設(shè)計(jì)等、實(shí)體線、面提取，用于砂型設(shè)計(jì)等、拔錐、特征編輯：刪除、壓縮、復(fù)制、粘貼等、特征引用，陣列、特征順序調(diào)整、特征樹等工具。 （ 2） UG實(shí)體建模提供了草圖設(shè)計(jì)、各種曲線生成、編輯、布爾運(yùn)算、掃掠實(shí)體、旋轉(zhuǎn)實(shí)體、沿導(dǎo)軌掃掠、尺寸驅(qū)動(dòng)、定義、編輯變量及其表達(dá)式、非參數(shù)化 模型后參數(shù)化等工具。 草圖是用于建立與部件相關(guān)的二維外形表示的工具，它是實(shí)體建模的基礎(chǔ)，。 使用草圖的一般步驟為： 1確定設(shè)計(jì)意圖：分析零件，進(jìn)行特征分解，確定設(shè)計(jì)意圖。每一個(gè)草圖應(yīng)盡量簡單，最好只反映某個(gè)特征的輪廓。 2選擇圖層：設(shè)計(jì)草圖放置的圖層。為了便于編輯，草圖管理，一般草圖放在21-40層。 3參數(shù)預(yù)設(shè)置：檢查，設(shè)置建立草圖有關(guān)的參數(shù)。 4建立草圖，并根據(jù)設(shè)計(jì)意圖約束草圖。 5掃描草圖形成三維特征。 9 （ 3） UG具有豐富的曲面建模工具。包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組 類正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標(biāo)準(zhǔn)二次曲線方法放樣、等半徑和變半徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光順橋接、動(dòng)態(tài)拉動(dòng)調(diào)整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁減、編輯、點(diǎn)云生成、曲面編輯。 使用該軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì) ,能直觀、準(zhǔn)確地反映零、組件的形狀和裝配關(guān)系 ,可完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制造的無紙化開發(fā) ,并可與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工裝制造等工作同步進(jìn)行 ,從而大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期。 2 2 參數(shù)化設(shè)計(jì) 參 數(shù)化設(shè)計(jì)（也叫尺寸驅(qū)動(dòng) Dimension-Driven）是 CAD 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，它不僅可使 CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可使設(shè)計(jì)人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，可以大大提高設(shè)計(jì)速度，并減少信息的存儲量 。 由于上述應(yīng)用背景，國內(nèi)外對參數(shù)化設(shè)計(jì)做了大量的研究，目前參數(shù)化技術(shù)大致可分為如下三種方法：（ 1）基于幾何約束的數(shù)學(xué)方法；（ 2）基于幾何原理的人工智能方法；（ 3）基于特征模型的造型方法。其中數(shù)學(xué)方法又分為初等方法（ Primary Approach）和代數(shù)方法（ Algebraic Approach）。初等方法利用預(yù)先設(shè)定的算法 ，求解一些特定的幾何約束。這種方法簡單、易于實(shí)現(xiàn)，但僅適用于只有水平和垂直方向約束的場合；代數(shù)法則將幾何約束轉(zhuǎn)換成代數(shù)方程，形成一個(gè)非線性方程組。該方程組求解較困難，因此實(shí)際應(yīng)用受到限制；人工智能方法是利用專家系統(tǒng)，對圖形中的幾何關(guān)系和約束進(jìn)行理解，運(yùn)用幾何原理推導(dǎo)出新的約束，這種方法的速度較慢，交互性不好；特征造型方法是三維實(shí)體造型技術(shù)的發(fā)展，目前正在探討之中。 參數(shù)化設(shè)計(jì)通過參數(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，可以對圖形的幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化修改，但是，在修改的同時(shí)，還要滿足圖形的約束條件，需要約束間關(guān)聯(lián)性的驅(qū)動(dòng)手段棗約束聯(lián)動(dòng) ，約束聯(lián)動(dòng)是通過約束間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)方法。對一個(gè)圖形，可能的約束十分復(fù)雜，而且數(shù)量很大。而實(shí)際由用戶控制的，即能夠獨(dú)立變化的參數(shù)一般只有幾個(gè)，稱之為主參數(shù)或主約束；其他約束可由圖形結(jié)構(gòu)特征確定或與主約束有確定關(guān)系，稱它們?yōu)榇渭s束。對主約束是不能簡化的，對次約束的簡化可以有圖形特征聯(lián)動(dòng)和相關(guān)參數(shù)聯(lián)動(dòng)兩種方式。 所謂圖形特征聯(lián)動(dòng)就是保證在圖形拓補(bǔ)關(guān)系不變的情況下，對次約束的驅(qū)動(dòng)，亦即保證連續(xù)、相切、垂直、平行等關(guān)系不變。反映到參數(shù)驅(qū)動(dòng)過程就是要根據(jù)各種幾何相關(guān)性準(zhǔn)則去判識與被動(dòng)點(diǎn)有上述拓補(bǔ)關(guān)系的實(shí)體及其幾何數(shù) 據(jù)，在保證圖形數(shù)據(jù)庫中，設(shè)置出圖形實(shí)體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，參數(shù)驅(qū)動(dòng)時(shí)將這些結(jié)構(gòu)中填寫出不同內(nèi)容，以生成所需要的圖形。 參數(shù)驅(qū)動(dòng)可以被看作是沿驅(qū)動(dòng)樹操作數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，不同的驅(qū)動(dòng)樹，決定了參數(shù)驅(qū)柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 動(dòng)不同的操作。由于驅(qū)動(dòng)樹是根據(jù)參數(shù)模型的圖形特征和相關(guān)參數(shù)構(gòu)成的，所以繪制參數(shù)模型時(shí)，有意識地利用圖形特征，并根據(jù)實(shí)際需要標(biāo)注相關(guān)參數(shù)，就能在參數(shù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，把握對數(shù)據(jù)原關(guān)系不變的前提下，求出新的幾何數(shù)據(jù)。稱這些幾何數(shù)據(jù)為從動(dòng)點(diǎn)。這樣，從動(dòng)點(diǎn)的約束就與驅(qū)動(dòng)參數(shù)有了聯(lián)系。依靠這一聯(lián)系，從動(dòng)點(diǎn)得到了驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)制則擴(kuò)大了其作用范圍 。 所謂相關(guān)參數(shù)聯(lián)動(dòng)就是建立次約束與主約束在數(shù)值上和邏輯上的關(guān)系。在參數(shù)驅(qū)動(dòng)過程中，始終要保持這種關(guān)系不變。相關(guān)參數(shù)的聯(lián)動(dòng)方法使某些不能用拓補(bǔ)關(guān)系判斷的從動(dòng)點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)點(diǎn)建立了聯(lián)系。使用這種方式時(shí)，常引入驅(qū)動(dòng)樹，以建立主動(dòng)點(diǎn)、從動(dòng)點(diǎn)等之間的約束關(guān)系的樹形表示，便于直觀地判斷圖形的驅(qū)動(dòng)與約束情況。 由于參數(shù)驅(qū)動(dòng)是基于對圖形數(shù)據(jù)的操作，因此繪制一張圖的過程，就是在建立一個(gè)參數(shù)模型。繪圖系統(tǒng)將圖形映射到庫的操作，以控制圖形的變化。繪圖者不僅可以定義圖形結(jié)構(gòu)，還能控制參數(shù)化過程，就象用計(jì)算機(jī)語言編程一樣，定義數(shù)據(jù)、控制程序流程。這種建立圖形模型，定義圖形結(jié)構(gòu)，控制程序流程的手段稱作圖形編程。 在圖形參數(shù)化中，圖形編程是建立在參數(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制、約束聯(lián)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)樹基礎(chǔ)上的。利用參數(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，由約束聯(lián)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)樹控制驅(qū)動(dòng)機(jī)制的運(yùn)行。這與以往的參數(shù)化方法不同，它不把圖形轉(zhuǎn)化成其他表達(dá)形式，如方程，符號等；也不問繪圖過程，而是著重去理解圖形本身，把圖形看作是一個(gè)模型，一個(gè)參數(shù)化的依據(jù)，作為與繪圖者 “ 交流 ” 信息的媒介。繪圖者通過圖形把自己的意圖 “ 告訴 ” 參數(shù)化程序，參數(shù)化程序返回繪圖者所需要的圖形。它關(guān)心的是圖形，也就是圖形 數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，邊理解，邊操作，因此運(yùn)行起來簡潔、明了；實(shí)現(xiàn)起來也較方便。 參數(shù)驅(qū)動(dòng)是一種新的參數(shù)化方法，其基本特征是直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作。因此它具有很好的交互性，用戶可以利用繪圖系統(tǒng)全部的交互功能修改圖形及其屬性，進(jìn)而控制參數(shù)化的過程；與其他參數(shù)化方法相比較，參數(shù)驅(qū)動(dòng)方法具有簡單、方便、易開發(fā)和使用的特點(diǎn)，能夠在現(xiàn)有的繪圖系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)。而且適用面廣，對三維問題也同樣適用。 2 3 柴油機(jī)實(shí)體模型的建立過程 UG 軟件可以通過多種途徑建模 ,如可建方塊、拔凸臺、使用拉伸實(shí)體 ,甚至還可采用切的辦法等。實(shí)踐 表明 ,上述方法各有利弊。例如 ,用切的辦法容易丟失數(shù)據(jù) ,當(dāng)變成“無參數(shù)”模型后 ,該部分基本上就不能再進(jìn)行編輯和修改了 ,會(huì)對以后的模型和尺寸修改造成困難。所以 ,建模應(yīng)盡量采用最優(yōu)方法 ,避免上述情況發(fā)生。 對于一個(gè)零件模型， 先建什么、后建什么， 用什么方法來建立， 雖然沒有一種固定的建模順序和建模方法， 但是還是有一定規(guī)律可循的。一般應(yīng)根據(jù)零部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 先建立一個(gè)基本體素或掃描特征作為零件的毛坯， 再參照零件的粗加工過程逐步創(chuàng)建零件的孔、鍵槽、型腔、凸臺、凸墊及用戶定義等特征， 最后參照零 11 件的精加工過程創(chuàng) 建倒圓、倒角、螺紋、修剪和陣列等特征。 當(dāng)然，在建模過程中，可根據(jù)建模的需要?jiǎng)?chuàng)建相關(guān)的參考特征， 各特征的 建立順序應(yīng)盡可能與零件的加工順序一致。由于圓柱、塊和錐等基本體素屬非關(guān)聯(lián)性特征， 它們不與已建立的幾何對象關(guān)聯(lián)， 因此，為保證模型的可修改性， 在一個(gè)零件模型中創(chuàng)建的基本體素不要超過 1 個(gè)， 而且基本體素一般作為第一個(gè)特征。 當(dāng)然在建模過程中可以同時(shí)使用實(shí)體和特征兩種建模方式。 PART文件的組織： 草圖是用于建立與部件相關(guān)的二維外形表示的工具，它是實(shí)體建模的基礎(chǔ)，。 使用草圖的一般步驟為： 1確定設(shè) 計(jì)意圖：分析零件，進(jìn)行特征分解，確定設(shè)計(jì)意圖。每一個(gè)草圖應(yīng)盡量簡單，最好只反映某個(gè)特征的輪廓。 2選擇圖層：設(shè)計(jì)草圖放置的圖層。為了便于編輯，草圖管理，一般草圖放在21-40層。 3參數(shù)預(yù)設(shè)置：檢查，設(shè)置建立草圖有關(guān)的參數(shù)。 4建立草圖，并根據(jù)設(shè)計(jì)意圖約束草圖。 5掃描草圖形成三維特征。 圖層分配 Layers 1-20 實(shí)體 Layers 21-40 草圖 Layers 41-60 曲線 Layers 61-80 基準(zhǔn) Layers 81-100 片體 Layers 101-120 工程圖 Layers 121-150 自定義 Layers 151-180 加工 Layers 181-256 自定義 在顯示完整的組件或裝配時(shí)，系統(tǒng)顯示它的全部信息，如草圖，基準(zhǔn)面和軸，幾何體以及用來設(shè)計(jì)的輔助工具，這有時(shí)造成不便，可以通過設(shè)定引用集來減少不必要的顯示。引用集的成員對象可以包括：幾何體，坐標(biāo)系，平面，圖樣對象和部件的即時(shí)組件。 柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 引用集對話框 (1) 建模之前，應(yīng)對模型建立的順序作大體通篇地考慮，尤其是對復(fù)雜模型，更應(yīng)該周全地考慮好，先做什么，后做什么， 用什么方法做， 這對后序工作的完成有極其重要的影響。 (2) 做重要步驟前，應(yīng)仔細(xì)檢查尺寸，防止出現(xiàn)錯(cuò)漏。 (3) 對復(fù)雜模型，應(yīng)三維實(shí)體建模與生成二維圖兩過程相結(jié)合。在空間不易檢查的尺寸，在 二維圖能較準(zhǔn)確的檢查，通過生成的二維圖可反過來檢查實(shí)體建模的正確與否，能及時(shí)發(fā)現(xiàn) 存在的問題。 (4) 建模過程應(yīng)盡量避免產(chǎn)生 “ 無參數(shù) ” 的實(shí)體，否則將對以后更改尺寸造成極大的麻煩。產(chǎn) 生 “ 無參數(shù) ” 實(shí)體的操作有： “Transform （改變） ” 中的 “Copy （拷貝） ” 操作， “ 陣列 ” 的 “ 鏡像 ” 操 作，以及針對一個(gè)實(shí)體進(jìn) 行 “ 切斷 ” 操作。以上操作應(yīng)盡量避免使用，第 1 種和第 2 種情況盡量 用新做同樣的實(shí)體完成，或者盡量用 “ 陣列 ” 中的 “ 矩形陣列 ” 、 “ 圓 周陣列 ” 完成，第 3種情況盡 量用 “ 切飛 ”代替 “ 切斷 ” 操作，以保留參數(shù)可以編。 (5) 建議做了一系列實(shí)體后應(yīng)及時(shí)檢查參數(shù)，最好進(jìn)行了一定階段后產(chǎn)品副管協(xié)助檢查尺寸 ，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行糾正，避免導(dǎo)致重來，耽誤進(jìn)度。 (6) 做復(fù)雜零件應(yīng)多做備份，進(jìn)行了一定階段存一個(gè)新文檔，以備操作失誤造成文件丟失或 損壞時(shí)可調(diào)用最近相鄰的文件重做。復(fù)雜零件不要用一個(gè)文檔從頭干到尾，因?yàn)楫?dāng)做某 些操 作產(chǎn)生 “ 無參數(shù) ” 實(shí)體，存盤后，就無法再回到原來參數(shù)齊全 13 的實(shí)體了，該步驟是不可逆的。 因此復(fù)雜零件應(yīng)多做備份，待確實(shí)成功完成后再將前面已無用的備份刪除，這樣可避免很多 問題。另外，勤做備份、勤存盤也有好處，當(dāng)出現(xiàn)死機(jī)或誤操作退出等異常情況時(shí)，還可以 馬上重調(diào)入再做，不會(huì)讓心血白費(fèi)。 (7) 經(jīng)常向別人請教，和他人討論，可開闊思路，有時(shí)可共同找到更佳的方法，不致于陷入 思維定式。 (8) 應(yīng)當(dāng)針對實(shí)際遇到的問題多上機(jī)、多實(shí)踐，這樣才能了解更深入，發(fā)現(xiàn)其不常用的功能 ，有時(shí)能對解決問題起很大作用。 (9) 對解決不了的或者解決不發(fā)的問題應(yīng)及時(shí)作下記錄，以便能集中請教。對解決問題的發(fā) 方法也應(yīng)及時(shí)記錄下來，以便日后使用及備忘。 2 4 實(shí)體模型 圖 2-1 模型實(shí)例 又如： zh1120.3-21 建立基準(zhǔn)面及草圖： 柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 旋轉(zhuǎn) ： 建立圓柱 ,圓錐 ， expression: = Information listing created by : user Date : 1999-01-01 20:57:24 Current work part : D:zh1120ZH1120.3-21.prt Node name : c23 = p5=205 / 205 p6=14 / 14 p7=9.6/2 / 4.8 p8=135.1-1.1-116 / 18 p9=24.48 / 24.48 p10=0 / 0 p11=360 / 360 p12=9.5 / 9.5 p13=116 / 116 p14=8.4 / 8.4 p15=1.35*2 / 2.7 p16=135.1-128.7 / 6.40000000000001 15 p17=.5 / 0.5 p18=48.96 / 48.96 p19=2.02 / 2.02 p20=45 / 45 p21=53 / 53 p22=2.88-1.1 / 1.78 柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 3 程序?qū)嵗Ｐ偷慕?3 1 實(shí)例庫建?；A(chǔ) UG 所提供的二次開發(fā)語言模塊 UG/Open GRIP, UG/Open API 和輔助開發(fā)模塊UG/OpenMenuScript與 UG/OpenUistyler及其良好的高級語言接口 ,使 UG形功能和計(jì)算功能有機(jī)的結(jié)合起來 ,便于用戶開發(fā)專用的 CAD 系統(tǒng)。 UG/Open GRIP 程序 UG/Open GRIP是 UG提供的二次開發(fā)語言模塊 ,也具有與外部高級開發(fā)語言的接口。 GRIP是 UG的內(nèi)嵌語言 ,能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)大的圖形繪制、裝配、工程圖的生成和一定的文件管理 功能 ,主要進(jìn)行 UG的功能調(diào)用。 UG/OPEN GRIP 是 Unigraphics（簡稱 UG） CAD CAM 軟件包中的一個(gè)模塊，是Unigraphics 軟件的二次開發(fā)工具之一。由于 UG/Open GRIP 具有簡單、易學(xué)、易用的特點(diǎn)，得到廣泛的使用。 UG/OPEN GRIP語言用來創(chuàng)建類似 FORTRAN 語言一樣的程序，與 Unigraphics 系統(tǒng)集成。 GRIP程序一般是在平臺下編制的 ,有獨(dú)特的開發(fā)工具、編譯鏈接過程、程序語法和文件格式 ,通常需要四個(gè)主要步驟： : （ 1）在菜單中選擇 UnigraphicsTools UG/OPEN GRIP 彈出 UG/Open GRIP環(huán)境界面。 （ 2）在 UG/Open GRIP 環(huán)境界面中 ,選擇 EDIT,用記事本創(chuàng)建或打開一個(gè) .grs件 ,也就是 GRIP源文件 ;選擇 Comple編譯 ,生成 .gri目標(biāo)文件 ; （ 3）再選擇 Link 生成 .grx文件 ,這個(gè)文件就是可以識別的執(zhí)行文件 ,可以在 UG菜單中點(diǎn)擊 FILE-Execute UG/Open-Grip調(diào)用 ,也可以通過用戶自定義菜單調(diào)用。 （ 4）通過用戶自定義菜單調(diào)用時(shí) ,執(zhí)行文件 .grx 必須存放在用戶目錄下的application目錄中 在編寫程序時(shí)，所采用的 GRIP 命令語句有三種格式： 陳述格式（ Statement Format） GPA符號格式（ Global Parameter Access） EDA符號格式（ Entity Data Access） 一般而言，一個(gè) GRIP 源程序可分為 5 個(gè)部分，每個(gè)部分都使用一組 GRIP 命令，這 5個(gè)部分是： 申明語句部分 初始化語句部分 交互語句部分 過程處理語句部分 17 結(jié)束語句部分 3 2 柴油機(jī)實(shí)例庫零件程序舉例 進(jìn)行零件分析：符合用 GRIP 程序建模的特點(diǎn)，輸 入不同的參數(shù)，可以生成不同的零件。 ZH1120。 3-3汽缸套圈 $ 此程序?yàn)槠滋兹?entity/cy1,cy2,cy data/h1,1.5,d1,32,h2,2,d2,25.2 bck010: choose/選取套圈型號 ,$ zh1120 d,resp jump/bck010:,cancel:,resp 選擇型號 bck020: param/請輸入有關(guān)參數(shù) ,$ 圓柱高度 H1,h1,$ 圓柱直徑 D1,d1,$ 圓柱高 度 H2,h2,$ 圓柱直徑 D2,d2,resp jump/bck020:,cancel:,resp 交互界面 柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 bck030: gpos/請輸入基準(zhǔn)點(diǎn)位置 ,x,y,z,resp jump/bck030:,cancel:,resp 基準(zhǔn)點(diǎn) cy1=solcyl/origin,2,1,1,height,h1,diamtr,d1 cy2=solcyl/origin,2,1,1,height,h2,diamtr,d2,axis,0,0,1 19 cy=subtra/cy1,with,cy2 cancel: halt 執(zhí)行程序生成零件： 柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)中實(shí)例庫的建立 4 柴油機(jī)零件工程圖的繪制 4 1 工程圖繪制的方法 UG 工程繪圖模塊提供了自動(dòng)視圖布置、剖視圖、各向視圖、局部放大圖、局部剖視圖、自動(dòng)、手工尺寸標(biāo)注、形位公差、粗糙度符合標(biāo)注、支持 GB、標(biāo)準(zhǔn)漢字輸入、視圖手工編輯、裝配圖剖視、爆炸圖、明細(xì)表自動(dòng)生成等工具。 繪制工程圖長期以來都是工程設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行的過程，也是工作量最大的過程，無論是用手工繪制，還是用二維 CAD軟件繪制 ，設(shè)計(jì)人員都必須將產(chǎn)品的的三維結(jié)構(gòu)在腦子里形成二維視圖，再用一個(gè)線條、一個(gè)線條進(jìn)行繪制表達(dá)，加之各種尺寸、公差等標(biāo)注，工作量大而且繁瑣，修改、描圖更是麻煩。現(xiàn)在擁有三維UG 軟件以后，工程圖的生成完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，設(shè)計(jì)人員只需進(jìn)行各種布局、調(diào)整和選擇，即可方便快捷地完成整個(gè)工程圖的設(shè)計(jì)。從手工繪圖到二維 CAD繪圖再到三維 UG 自動(dòng)生成工程圖，使得設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)了 “ 甩圖板 ” 夢想，如果再輔之以產(chǎn)品集成制造以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系 統(tǒng) ，即可進(jìn)一步達(dá)到 “ 甩圖紙 ” 、 “ 甩手冊 ” 的目的，實(shí)現(xiàn)真正意義上的無紙化生產(chǎn)，極大地提高企業(yè)的設(shè) 計(jì)生產(chǎn)效率。 UG 的工程圖設(shè)計(jì)模塊可以將三維零件及裝配體自動(dòng)轉(zhuǎn)換成二維工程 圖 ，完全滿足國標(biāo) GB 的制圖標(biāo)準(zhǔn)，支持 GB 所規(guī)定的各種剖視圖、旋轉(zhuǎn)剖面、局部剖、局部視圖、向視圖、軸測視圖、任意位置視圖等等，各視圖之間完全相關(guān)。自動(dòng)化的尺寸標(biāo)注以及各種不同的標(biāo)注方式，使得設(shè)計(jì)人員無需再去關(guān)心各種尺寸的標(biāo)注，只需進(jìn)行必要的調(diào)整即可。 UG 同時(shí)還提供各種尺寸公差、形位公差、粗糙度、零件序號以及各種制圖符號的標(biāo)注。技術(shù)要求、標(biāo)題欄、明細(xì)表、各種標(biāo)準(zhǔn)圖幅以及常用繪圖模板一應(yīng)俱全。利用 UG 進(jìn)行工程圖繪制可以完全將設(shè)計(jì)人員從繁瑣 的繪圖工作中解放出來，從而將主要精力集中在設(shè)計(jì)創(chuàng)造上。 UG 中的工程圖設(shè)計(jì)與零件設(shè)計(jì)是相互關(guān)聯(lián)的，也就是說在零件設(shè)計(jì)中對零件所做的尺寸或?qū)嶓w的修改，可以自動(dòng)反映在工程圖中；反過來，在工程圖中所做的尺寸修改可以自動(dòng)將三維零件修改。這種雙向關(guān)聯(lián)極大地方便了設(shè)計(jì)過程中的反復(fù)和修改，避免了修改工作不一致所產(chǎn)生的損失；同時(shí)還可以使用戶充分利用原有類似零件的設(shè)計(jì)，從而保證設(shè)計(jì)工作的高效率。 4 2 實(shí)例模型生成工程圖原則與步驟 一、工程圖的建立原則 在進(jìn)入工程圖模塊后 ,系統(tǒng)的缺省設(shè)置使表達(dá)式變得不可用 ,這意味著在工程 圖模塊中不能通過更改表達(dá)式值的方法來改變零件的模型參數(shù)。此時(shí) ,只要在 文件中將環(huán)境變量 21 的值設(shè)成 1,則表達(dá)式對話框在制圖模塊中仍可使用。 （ 1） 采用主模型的原則 （ 2） 工程圖放置到指定的圖層中 （ 3） 工程圖符合國家標(biāo)準(zhǔn) 二、工程圖的建立步驟 （ 1） 新建工程圖文件名 （ 2） 將主模型以裝配的方式加載到工程圖文件中 （ 3） 設(shè)置工程圖圖幅 （ 4） 設(shè)置工程圖的制圖環(huán)境，使其符合國家標(biāo)準(zhǔn) （ 5） 添加視圖 （ 6） 添加尺寸以及其它標(biāo)注 （ 7） 添加標(biāo)題欄 4 3 舉例 在 UG中可以 從三維模型中自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖 、尺寸和標(biāo)注，且支持 GB標(biāo)準(zhǔn)。 用主模型方法制圖： （ 1）選擇 File New.。建立新的制圖部件文件。文件名按企業(yè) CAD 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。（如：模型部件名 _dwg.prt） 。 （ 2）選擇 Application Assemblies。 （ 3）選擇 Assemblies Components Add Existing.。 選擇模型部件，改變引用集到 Body或 Solid,用絕對坐標(biāo)系定位。 往制圖中添加視圖，剖視圖 包括生成局部剖、階梯剖、剖中剖視圖。 給視圖加注釋。 柴油機(jī)數(shù)字化快速設(shè)