參數化設計范例6篇

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參數化設計范文1

【關鍵詞】參數化設計;UG;羅茨鼓風機

1、引言

UG是Unigraphics的縮寫,這是一個交互式CAD/CAM(計算機輔助設計與計算機輔助制造)系統,它功能強大,是一個可視化的系統,我們通過一系列菜單與UG進行通訊,整個編程過程我們始終與零件的可見模型交互,可以輕松實現各種復雜實體及造型的建構。

羅茨鼓風機是一種容積式的氣體增壓與輸送機械,因其結構簡單、安裝靈活、輸送介質不含油、在使用壓力范圍內排氣量幾乎不變等優點,已廣泛應用于經濟建設的各個行業。葉輪是羅茨鼓風機的核心部件,葉輪設計的好壞關系到整機的工作性能(包括耗能、噪聲等)和使用壽命。羅茨鼓風機葉輪的曲面是漸開線曲面,由于尺寸較大,設計葉輪參數需要大量復雜的計算,設計周期長,而且很難保證轉子的正確嚙合和運動的平穩性。

應用UG通過輸入葉輪不同段的參數方程,自動繪制出復雜的葉輪齒形, 并進行三維實體造型,再利用UG軟件中建立族表的命令,便可以方便地得到同類型一系列葉輪的三維實體造型,提高了設計效率,對實際工程設計具有積極的參考價值。

2、UG參數化設計

參數化設計是將原有設計中某些尺寸,如定形、定位或裝配尺寸定義為變量,修改這些變量的同時由一些簡單公式計算出并變動其他相關尺寸,計算機根據這些新的參數值自動完成產品設計。參數化為產品模型的可變性、可重用性、并行設計等提供了手段,使用戶可以利用以前的模型方便的重建模型,并可以在遵循原設計意圖的情況下方便地改動模型,生成系列產品,大大提高了生產效率。

2.1建立表驅動

在UG中可以把葉輪曲面的系列尺寸完整地建立在電子表格中,形成一個葉輪的曲面數據庫,這樣做對于此數據庫的管理、編輯和擴展都很方便。具體地說,可以任意修改表格中的某一個或某些數據、增加一組新的葉輪的曲面數據、增加設計變量等等,最終產生使用同一實體模型的系列葉輪的曲面三維模型,如圖1-1。

2.2漸開線曲面生成

通過參數化設計,添加漸開線參數數據,并設計出漸開線曲線。通過拉深建模生成實體,如圖1-2所示。

3、UG編程加工

加工中心編程軟件有很多種,但使用UG編程自有它自身的特點:

(1)設計和編程在同一軟件內完成,不用圖檔(資料)轉換,省略了很多工序,避免出錯;(2)拆電極不但方便快捷,而且十分直觀,要加工哪里,加工多少,電極是什么樣子,一目了然;(3)單獨取出加工,非常方便。刀路實體模擬,讓你對刀路看得更清楚,看得更明白,如圖1-3所示。

4、結束語

基于UG羅茨鼓風機葉輪曲面的參數化設計, 通過輸入葉輪不同段的參數方程,能自動繪制出復雜的葉輪齒形,并進行三維實體造型,同時改變一些參數就能方便地得到同一類型的系列產品,易實現產品系列化,大大提高了設計效率和設計精度,解決了常規設計方法很難或無法實現的一些問題,并通過UG的數控編程使得設計編程一體化,方便了生產加工。

參考文獻

[1]王寧.羅茨鼓風機轉子型面數控加工技術的應用.風機技術,1994(6):22~23

[2]蘇春模.羅菠鼓風機及其使用[M].長沙:中南工業大學出版社,1999.

[3]彭文生,李志明, 黃華梁.機械設計[M].北京:高等教育出版社,2002 .

參數化設計范文2

關鍵詞:參數化設計;汽車造型設計;設計方法;思維創新

1 汽車造型設計師的瓶頸

汽車造型是汽車產品非常重要的一個因素,它與傳統工業產品設計的側重點的不同之處在于,其藝術審美需求與功能需求同等重要,甚至于有過之而無不及。它即代表了汽車工業工藝技術的發達,又代表了一個時代的審美特征,汽車的造型在形制上也經歷了許多改進和進化,充分反映了科技與人們審美喜好的潮流趨勢。

這樣具有美學意義的工業產品,設計師在進行創作的時候往往需要絞盡腦汁挖空心思尋求靈感和突破。然而靈感本身是可遇而不可求的,抓住靈感尋求突破是一件困難的事情。設計師在長時間的探索挖掘造型語言的過程中往往會遇到瓶頸,手足無措。

靈感可以是任何事物,只要是設計師覺得美觀與合乎基本的設計規律即可,然而在靈感的獲取方法和啟發性上一直以來存在著匱乏。傳統的手繪草圖雖然能夠為設計師帶來大量的造型參考信息,但是無論從時間上還是數量上仍然存在著不足,可選擇性小,在短暫的時間內很難得到真正滿意的設計方案。

2 傳統設計方法和思維的局限性

設計方案的構思往往是一個從整體到局部的過程,其中分了若干階段。很少有人在方案設計之初就確定到底應該怎么走下去,這樣的不確定性使我們在方案的進一步深化上出現了一種不可逆的狀態,一旦上一步設計定奪,進入下一階段設計,那么大部分后續的設計創作都將針對上一步的成果來決斷。這樣的思維模式所帶來的就是,如果設計本身在設計之初出現了之前始料未及的問題,返回上一級進行修改就會帶來很大很繁瑣的工作量,而接下來的設計很可能和之前的設計從根本上會有區別。

在實際的設計創作過程中,設計師運用簡單的繪圖工具在紙質媒介上進行造型的推敲,其中主要的創作思路都是感性的、無序而混沌的,也包括了設計師本身對靈感的把握和理解上的差異,在繪制過程中加入了很多主觀因素,比如聯想、比擬等的主觀思維,在這個層面需要占用大量的時間進行思考和想象,再加上本身繪制過程所占用的時間,很難真正在短時間內生成大量的概念方案供評估選擇,因此在方案的可選擇性上有很大的局限性。

3 參數化設計在設計方法和思維上的優勢

首先,參數化設計最重要的一個優勢在于它依托邏輯規則構建模型方案,在可控的范圍內能夠快速生成大量備選方案。傳統的方案設計推敲過程在相同的時間內所能積累的預選方案十分有限,原因在于傳統的設計方法人為手工操作的成分占主要方面,效率上絕對不及數字化的操作方式,僅僅靠修改參數和邏輯關系的方式即可在單位時間內生成的設計方案在傳統手工式的設計操作看來是不可及的。一旦規則生效,便可以在短時間內生成許多相似而多樣的比較方案,此模式不僅提高了速度,而且提供了多種可能性,開拓了設計思路。

其次,參數化設計在設計流程上具有逆向可調節性。傳統的設計流程中,各個設計階段是線性發生的,前一設計階段一旦定案,如若后期設計不盡如人意,想重來難度很大。參數化設計流程上在各個階段都建立了參數規則,規則和規則間有著相互驅動的連帶關系,如果設計方案在后一階段被否定,只需修改之前設計階段的參數和參數關系,那么隨著規則驅動,后一階段的設計方案立刻得到全新的反饋,隨后生成全新的一系列設計結果。

再次,參數化設計終歸是建立在數字化的平臺技術之上,所以從方案設計前期到實體化整個流程都可以實現數字化銜接,其中軟件之間接口的互通可以方便的將數據生成圖紙,然后進行數字加工成型。

參數化設計體現了信息時代的快速、多變、復雜的特征,它適應這個時代的需求和技術特征。

4 參數化設計在造型上的革新

參數化設計本身在造型層面追求的是迭代、遞歸、分形等生成性造型語言,這主要是因為其參數化在本質上是數字邏輯,數字的生成過程映射到邏輯里便成為3D模型的生成過程。

在參數化設計過程中,規則制定的基本方法就是找出某些影響輸出結果的各類因素,找到其中的約束條件并將其轉換成參數,然后借助算法鏈接參數,使得參數與參數之間有著緊密的邏輯關系,例如在曲面找形的過程中應用幾何算法鏈接點、線、面參數和其他各個向量參數以及變形算法(如移動、縮放、旋轉等)制定的幾何規則。

目前參數化設計在建筑設計領域的蓬勃發展引發了一場被稱之為參數化主義的設計思潮。它基于參數化設計范式,避免相似的原型,避免明確定義的封閉的物體,避免便捷明確的領域,避免重復、避免直線、避免轉角。提倡因素之間的聯系、雜合化、變異、解除疆域、變形、迭代、用Nurbs曲面、生成性、編程、建立規則而不是手工建模等等,這些參數化因素在建筑設計中的應用主要還是在于賦形,即賦予建筑以參數化形態。

從賦形的角度上講,建筑設計與汽車造型設計之間有著一系列相似和有趣的聯系。仔細分析產品設計和建筑設計的密切聯系、汽車造型設計風格和建筑設計風格的演變的內在聯系可以讓我們得到非同尋常的啟示。

5 理性與感性的跨界

參數化設計在實際過程中是理性與感性相互協調的,以感性為源,以理性為思,在設計過程中以理性嚴謹的工作方法和工作思維進行具體設計,使得設計有章可循。基于幾何規則的形態通過參數關系的建立是客觀生成的,因為其形式輸出取決于運算法則的制定和輸入的參數,而非個人審美等主觀偏好。但它又不排斥主觀能動性,因為參數規則的制定以及從生成的結果中選擇仍然需要主觀感性層面的參與。這樣整個設計過程因為主觀層面與客觀層面的集合而得到了優化。

6 結束語

參數化設計的優勢性集中對應了目前汽車造型設計所遇到的瓶頸,應用參數化設計方法進行汽車造型設計,其最重要的意義就在于提高效率、節約成本上。參數化設計本質上將人腦的思考和構思途徑放進了計算機中,來幫助設計師進行方案的生成,而靈感也在生成的過程中隨機產生,其重復可調節性很好,給設計師在評審方案時提供了很大的選擇性。而造型上可能也會不同以往,可能會朝著秩序感和韻律感的參數化造型語言上突破汽車造型現有的局面。

參考文獻:

[1] 高巖.參數化設計――更高效的設計技術和技法[J].世界建筑,2008,215(5):2833.

參數化設計范文3

關鍵詞:柵欄;三維;參數化設計;軟件開發;VC++

引言

柵欄是我們生活中經??吹降奈锲?,小到陽臺、樓梯,大到公園、酒店、游樂場都有各式各樣的柵欄,有的是為了保護安全,比如陽臺的柵欄,動物園的鐵柵欄;有的是為了裝飾,比如酒店的鐵藝柵欄,公園的草坪柵欄??傊?,柵欄的分類五花八門,數不勝數。因此,對于柵欄生產企業來說,如何將這么多種類的產品,直觀地展示給潛在客戶,是一個目前面臨的很現實的問題。為了解決這個問題,我們研究一種能快速高效地建立模型的方式,即三維參數化設計。為此本文介紹了一種以VC++為開發基礎,以ProToolkit與VisualStudio2005為開發平臺,構建基于Pro/E的柵欄產品三維參數化設計軟件系統。

1柵欄參數化模型設計

參數化設計過程實際上是利用新數據替代原數據,驅動參數化模型庫中的原有模型或程序,進行模型重構的過程[1]。圖1草坪柵欄三維模型以草坪柵欄為例,三維模型如圖1所示,其參數接口與尺寸關聯設置方法為:1)參數輸入。在模型圖界面,點擊【工具】【參數】,點擊【+】,將柵欄的相關參數依次輸入:大立柱邊長A、大立柱高H、大柱間距L、橫桿寬A_1、橫桿厚B_1、小柱寬A_2、小柱厚B_2、小柱數量N。在整體設計好后,其參數值可以根據實際情況進行修改,修改完成后通過【再生】即可得到實際情況下所需的模型[2]。2)關系建立。點擊【工具】【關系】,此時出現了關系對話框,單擊模型任意處,模型由灰色變成黃色,各處尺寸以D1、D2的形式被標注出來,選擇需要定義的尺寸后單擊,該尺寸會自動進入對話框內,輸入相關尺寸的關聯公式。

2UI界面開發

2.1開發平臺的選取本系統設計開發所運用的軟件主要是Pro/E和VisualStudio2005兩款軟件。Pro/E軟件是美國參數技術公司(PTC)于1988年首創的參數化設計三維CAD/CAM軟件包,是一套由設計至生產的機械自動化軟件,是目前國際上最流行的“全參數化、全相關”的三維設計軟件之一[3]。Pro/E在提供強大的設計、分析、制造功能的同時,也為用戶提供了多種二次開發的工具,在本系統中選用的則是基于C語言的ProToolkit。VisualStudio2005則是為了輔助ProToolkit完成本系統的開發,因為其具有自動提供二次開發基礎文件和自動報錯的功能,將會大大減少設計者的工作強度。圖2柵欄參數化設計菜單界面2.2制作自定義菜單通過VisualStudio2005新建工程,可以得到一個二次開發所需要的基本框架。在生成的工程文件中,新建一個文本文件,編輯菜單代碼,在將設計完成的系統加載到Pro/E中后,新建的用戶菜單與其他菜單條一樣,以windows風格的菜單形式插入到Pro/E中去[4],如圖2所示。2.3制作UI對話框在進行UI對話框的設計時,首先要將驅動程序模板文件復制到工作目錄[5]。打開re-source,新建記事本,命名為“zhalan.res”。根據我們設計的系統需要進行對話框的設計,確定各組件的位置和數量。如果對話框內包含有圖片,必須將圖片復制到resource文件夾內,UI對話框設計如圖3和圖4所示。

3驅動程序的編寫

驅動程序的編寫,本質上就是獲取UI對話框中輸入的參數值,將其傳遞到參數化模型并驅動模型再生,從而生成相應的三維模型。從上述代碼中可以看到,主要按照“載入模型(括號內為模型保存的地址)將對話框內的參數賦值給模型模型按照被賦值的參數進行變化草坪柵欄零件再生零件重繪對話框關閉”完成模型驅動。

4總結

本文以參數化思想為基礎,以Pro/E為開發平臺,VC++為開發工具,實現了柵欄產品的快速設計。本設計所完成的柵欄參數化設計系統,具有使用簡單、數據清晰、架構明了的特點,并實際應用到某公司的柵欄設計工作中,提高了公司產品設計效率,滿足了公司投標中產品展示需求,具有強大的實用性和針對性。

參考文獻

[1]白傳武.門式起重機參數化設計系統的研究與實現[J].機電技術,2014(4):53-57.

[2]徐年富.基于Pro/E的行星減速器太陽輪的三維參數化設計[J].煤礦機械,2012,33(1):244-246.

[3]陳建軍.基于VC++的摩擦同步離合器三維參數化設計及仿真集成系統[J].機械設計與研究,2016,32(2):93-96.

[4]王素艷.基于Solidworks的機床夾具標準件三維參數化設計[J].機電產品開發與創新,2014,27(3):171-173.

參數化設計范文4

(太原重工股份有限公司技術中心,山西 太原 030024)

【摘 要】工業4.0是未來制造業的發展方向,能夠實現制造過程的智能化,從而實現分散化和個性化制造。工業4.0不僅僅要求工廠實現智能化,對產品設計也提出了更高的要求。從滿足工業4.0制造需求的角度,對如何在產品設計階段采用模塊化和參數化設計進行了闡述,將設計和制造融合,有力支持工業4.0的實現。

關鍵詞 模塊化;參數化;設計;工業4.0

作者簡介:李慧姝(1981—),女,工學碩士,工程師,主要研究方向為三維參數化、模塊化設計。

0 引言

隨著自動化和信息化的發展,各國都在加快推進新的工業技術和工業革命。德國是以工業為主導的制造強國,一直引領制造技術的發展。進入21世紀以來,德國政府提出了工業4.0戰略計劃,旨在提升制造過程的智能化,建立一個高度靈活的個性化與數字化產品與服務的生產模式,將傳統的生產模式由集中式向分散式轉變[1]。工業4.0被看作是德國提升制造業的有力方式,也代表著全球制造業未來的發展方向。

工業4.0的目的之一是實現產品和服務的個性化,使客戶盡早的參與到產品的設計過程中,從而提供符合客戶定制要求的產品。工業4.0的實現,離不開對產品設計環節的優化。本文探討如何采用模塊化參數化產品設計方法,助力工業4.0的實現,從而低成本、高效率地生產出滿足客戶要求的產品。

1 工業4.0模式下的產品模塊化參數化設計方法

工業4.0的目標是實現銷售無人化和生產無人化,從而建立一個高度靈活和個性化的產品服務與生產模式。在設計階段,產品模塊化和參數化設計是支持工業4.0實現的兩個關鍵技術,以下分別對這兩個關鍵技術進行闡述。

模塊化設計是指在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同規格的產品進行功能分析的基礎上,劃分并設計出一系列功能模塊,通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品,以滿足市場的不同需求的設計方法。模塊化設計的關鍵是模塊劃分,模塊劃分原則是保持各模塊在功能和結構方面的獨立性和完整性,各模塊間的接口要素便于聯接和分離,模塊與模塊之間的關聯盡量少[2]。根據產品劃分的每個模塊下還可以進一步劃分相應的子模塊,直至能夠在同一個制造單元完成生產。例如履帶起重機結構可以分為上車部分和下車部分,其中上車部分由臂架系統、轉臺、配重組成,下車部分由車架和行走裝置組成。行走裝置又可以劃分為4輪1帶,即驅動輪、導向輪、托鏈輪、支重輪和履帶板[3]。模塊化設計示意如圖1所示。

通過模塊化設計,得到產品的主要模塊和模塊之間的接口。模塊通過接口實現互相連接,模塊接口的設計對幾何形狀、材料、尺寸、精度等均有要求。

產品設計模塊劃分之后,應用參數化設計手段對模塊化的零件進行設計。模型尺寸不再用確定的數值來表示,而是通過參數表示,并建立尺寸之間的關聯關系和尺寸約束,實現參數聯動。設計尺寸改變時,只需改變對應的參數值,而且系統能夠自動改變所有與其相關的尺寸。參數化設計具體流程如圖2所示。

在實際應用中,通過計算機輔助設計工具,建立零件三維實體化模型,并將模型傳輸到數控機床,實現自動加工。通過參數化的設計,可以大大加快零件設計速度,尤其是零件變形設計速度。參數化設計模型可以方便的生成數控代碼,實現參數化制造,便于工裝設備共用,實現快速制造。模塊化及參數化設計涉及的關鍵方法及技術歸納如表1所示。

2 結束語

工業4.0將引起產品制造模式的革命性變化,將傳統的集中生產模式轉變為離散式生產模式,制造模式將更加靈活多變。本文闡述了應用模塊化和參數化設計方法助力工業4.0實現的方法和實現路徑,為工業4.0的研究提供了新思路。

參考文獻

[1]常杉.工業4.0:智能化工廠與生產[J].化工管理,2013,50(1):1-5.

[2]祁卓婭.機械產品模塊化設計方法研究[M].機械科學研究院,2006.

[3]曹旭陽,王乾,王劍松,等.媛履帶起重機模塊化參數化設計技術[J].起重運輸機械,2009,10:28-31.

參數化設計范文5

【關鍵詞】參數化設計;車身;設計方法;交互性;關聯參數

近些年來,我國的汽車工業獲得了高速發展,人們對于汽車的需求也不斷增強,同時人們對于汽車的性能、外觀等要求也在不斷提高。由于參數化設計的方法的不斷發展以及計算機輔助系統的引進,汽車的設計方法也在飛速發展。在現代車輛設計工程中,以計算機為核心的汽車設計工程技術日益成熟逐漸普及開來,例如以CAD/CAE/CAM技術為主的一體化產品開發技術的不斷更新發展,這些技術的發展給予汽車工業注入了新的發展活力。汽車的車身設計在保證汽車基本性能的前提下,盡量滿足顧客的需要,同時提高汽車的設計精度,使車身設計滿足汽車市場的發展需求。

1.汽車車身設計在汽車工業中的重要性

自從第一輛汽油內燃汽車的誕生,汽車的發展歷史已經超過了100年。隨著經濟的發展,人們的生活水平不斷地提高,人們對于衣食住行要求也是越來越高,與此同時,汽車已經成為了人們出行必備的交通工具。汽車的車身設計技術不斷地發展與更新,同時得到了廣泛的應用,比如以計算機輔助設計和計算機輔助制造等技術在汽車工業中越來越受到重視。在整輛汽車的開發設計中,汽車的車身設計占據了相當重要的地位,同時,車身設計也會影響汽車的開發周期,對于汽車的銷售也有著很重要的作用。不同于一般的機械產品的設計,車身設計有著很大的難度,在設計時要考慮各方面因素,汽車的受風阻力、裝配精度、消費者的喜好等,同時車身設計是在三維平面建模,難度大,而且裝配精度無法得到保證、工作量大,造成汽車的車身設計設計周期較長。消費者在選購汽車時,汽車的車身已經成為了重要的參考標準,因此汽車的車身設計在汽車工業中顯得越來越重要。汽車的車身設計不僅要滿足各方面大的性能,比如車身的受到的空氣阻力、節能和環保等性能要求,而且在美觀上也要滿足消費者的審美需求。汽車的車身是汽車的三大總成之一,是汽車工業中至關重要的組成部分。在汽車工程高速發展過程中,車身工程的發展已經成為了發展最為迅速的一個組成部分。

2.參數化設計

參數化設計是將設計要求、設計原則、設計方法和設計結果用靈活可變的參數表示,參數化設計在人機交互過程中可以根據實際情況來進行修改,來確保設計的精確。變動幾何法、幾何推理法以及參數化操作法是參數化設計的主要的三種方式,得到了廣泛的應用。參數化設計是根據一些相關條件與結構參數來進行設計,保證了產品設計的精確以及產品設計的安全性能,提高了產品的設計效率。參數化幾何模型的構造和幾何約束關系的提取和表達、約束求解是參數化設計的重點。在參數化設計過程中,設計者采用的設計方式相對比較寬松,設計難度也大大降低。

在汽車車身設計工程中,參數化設計對于縮短設計周期、提高設計效率有著重要的作用。利用參數化設計,可以優先考慮車身的幾何形狀,對于車身的具體細節尺寸可以暫時忽略,在產品設計工程中,參數化設計利用構造的模型來確定設計意圖,進行設計工作。在汽車車身設計過程中,參數化設計在設計車身時可以進行不同的設計方案的實驗,極大的推動了車身設計技術的發展。

3.汽車車身設計理論與設計技術的發展

對于汽車來說,車身的主要功能是提供良好的乘車環境和保證乘客的安全,在整個汽車構造中有著重要的地位。在車身設計工程中,傳統的車身設計方法已經漸漸不在適應市場的供應需求。傳統的車身設計方法因為設計周期長、設計量較大、產品的設計效率較低以及精度難以得到有效的保障,因此傳統的車身設計方法正在被現代車身設計方法所取代。不同于傳統車身設計方法以手工方式為主,現代車身設計技術引進了計算機輔助車身設計開發技術,擁有著明顯的優勢?,F代車身設計技術利用參數設計進行車身的設計實驗,提高設計的柔性和可行性,滿足了目前的汽車市場需求。在現代車身設計中采用了CAD/CAM技術,有著傳統設計方法難以企及的優勢,解決了傳統車身設計方法的弊端?,F代的車身設計技術,提高了設計效率,保證了設計精度、縮短了設計開發和制造周期,同時減輕了設計量,設計更加容易進行,設計的修改與調整較于傳統車身設計方法更為簡便?,F代的車身設計技術,利用參數設計,將車身的性能進一步完善,構造模型方便進行車身的模擬實驗,來確保車身設計的精確度。

4.車身設計方法展望

隨著消費者需求和喜好的改變,車身設計也要不斷地進行更新發展才能滿足市場需要。當前來說,車身設計大多數都是改型設計,而且參數化設計技術的應用,充分發揮了設計的優勢,在繼承以往設計經驗和設計知識的同時,開拓了新的設計方法來滿足市場的需求。在現代車身設計工程中,模塊化、自動化、虛擬化是車身設計技術發展的主要趨勢。在現代車身設計工程中,計算機輔助系統的引進,為設計人員提供了一個完全虛擬的設計開發空間,對于車身設計有著重要的影響。因此,計算機輔助系統的提升是未來車身設計技術發展的一大趨勢。同時,參數化技術的應用對于車身設計也有著重要的作用,彌補了傳統車身設計方法的不足,由此可見參數化技術的不斷更新研究以及對于車身設計的更全面應用也是車身設計的發展方向。

5.結語

在汽車車身設計中,參數化設計的應用和計算機輔助系統的引進對于車身設計技術的提升起到了重要的作用。基于參數化設計的汽車車身設計,根據參數化、模塊化的設計要求來設計車身,來滿足車身的設計需求。展望車身設計技術的發展趨勢,加強車身的參數化研究以及對新技術下的車身設計參數化設計以及模型構建的分析,推動汽車車身設計技術的發展。

【參考文獻】

[1]孟曉光.淺談參數化設計在車身上的應用[J].中國科技信息,2012(11):134-135.

參數化設計范文6

關鍵詞:撥叉;參數化;機械加工工藝

引言

撥叉一般應用于礦業開采中的機械設備、汽車傳動設備、機床加工設備等領域。在汽車中,撥叉位于變速箱上,通過其撥動齒輪,能改變相應的轉速比。在機床加工中,如車床、銑床、鉆床等設備中,撥叉撥動齒輪,該變傳動比,實現變速。而撥叉零件的加工,特別是參數的設計上,對傳動裝置,包括性能、運行等方面,都有著巨大的影響。撥叉的工作環境,決定了其加工的精準度的要求,不僅耐磨,還要抗沖擊,有足夠的硬度強度。由于撥叉零件之間有較大的形態差異,結構上對于工藝的要求較高,不合格的撥叉在使用中一旦出現問題,將會造成嚴重的后果。撥叉零件的加工,在材料的選擇、參數化的設計、結構和加工工藝等步驟,嚴格要求,才能生產出合格的撥叉。

一、撥叉三維參數化設計的探討

雖然不同設備中的撥叉結構不同,但是其工作原理是相同的,在討論撥叉三維參數化設計中,設計一個通用撥叉的參數,然后按照不同工作要求,不同設備環境,不同使用要求,進行參數上的調整。如在撥環的配合中,與或雙聯齒輪、三聯齒輪的關聯使用中等等。通過三維參數化的設計和修改,實現了后期動態裝配等環節更加便捷的目的。在設計撥叉中,使用的是美國參數技術(PTC)的公司的Pro/Engineer操作軟件,即Pro/E,該軟件是CAD/CAM/CAE一體化設計的軟件。撥叉的參數化設計,一般為大端實體的拉伸、小端實體的拉伸、中間連接板的拉伸、加強肋的制作和打孔五個步驟。具體操作如下:進入Pro/E設計軟件,在設置工作目錄中找到“目標文件夾”選項,點擊“新建零件”。在零件設計的操作頁中,找到“拉伸”的選項,平面選用front平面,隨后進入拉伸頁。在拉伸頁面中,作兩條輔助中心線,根據撥叉的設計需求參數,畫出撥叉大端實體的拉伸草圖、數值設置可以先預填一個,當撥叉的設計好之后,再根據加工需求,修改參數,并點擊“再生”選項即可。拉伸后,撥叉的左端要倒圓,大端放到圓后即可;進行小段試題的拉伸,同樣是“拉伸”,選用front平面。進到拉伸頁面后,作一條水平輔助中心線,畫出一個大端圓弧,畫出圓弧的垂直中心線,并在小端畫出垂直中心線兩條線之間的距離設定為預定值100mm。根據撥叉的設計需求參數,完成撥叉小端草圖的繪制;對于中間連接板的拉伸,與上面的一樣,進入拉伸頁。也是只作一條水平輔助中心線,隨后畫出大端圓弧和小端圓弧,在“圖標”中,找到點“創建圖元”,就可以畫出大端圓弧線和小端圓弧線了。這時要作兩條和中心線距離相等的輔助中心線,從大端的連接線起點到中心線之間的的距離要設好,連接大端圓弧和小端圓弧。這里要注意,這條連接的直線小端的外圓相切,點擊“剪切”選項,完善封閉曲線的繪制;加強肋的繪制上,要點擊圖標“肋工具”,平面選取為Top平面,接下來的步驟與上文相同,畫出大端外圓和小端外圓,話二者之間的一條直線。根據要求,設置正確參數,并點擊“確定”;在打孔的時候,有兩種方法,即點擊“拉伸”,或找到“孔工具”,按照需要打即可??讓D中需要的孔作出。圖1是三維參數化設計后做出的撥叉實體圖。

二、撥叉機械加工工藝的分析

在上文中,撥叉的三維參數化設計,滿足了不同需求、不同參數的動態修改設定,但是在實際的機械加工中,還是要參考撥叉零件的使用參數和使用情況,進行動態修改。對于一些使用環境惡劣,使用要求特別是耐磨耐沖擊上的要去,在撥叉的材料使用上,由于應用于煤礦機械和礦山機械等場合,工作負荷大,因此這類撥叉零件在材料的選擇上一般使用40Cr或45鋼。對于撥叉的機械加工,在工藝流程上為:鍛造、檢測、正火、劃線、銑、鉆、銑、擴、淬火并回火處理、校驗、磨削清洗、檢驗。在這十四項處理工序外,還要注意撥叉的加工面,定位孔和撥叉口的加工。機械加工的過程,包括了粗加工過程、半精加工過程和精加工過程。撥叉的安裝要注意定位孔的位置,一般使用鉆、擴、鉸、精鏜等方法。為了保證撥叉機械加工的的精確性,撥叉口會在磨削前進行粗銑、精銑,淬火的工序。機械加工中,要對加工的設備、加工使用到的其他設備,如刀具(銑刀、鉆刀)、夾具(虎鉗、專用夾具)、量具等做好選取工作。

結語

撥叉的三維參數化設計,使得撥叉在參數的設定上,根據實際需求進行修改,大大提升了設計效率,降低了資本投入。在已有的模板上,進行三維動態裝配、機構動態模擬、仿真操作等等試用,隨時改變參數數據,優化參數修改樹脂。這也為撥叉的加工,設立了良好的形象。

參考文獻:

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