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【摘要】本文介绍了在PROE中创建标准件库的两种方法及思路过程,分别对独立零件和装配进行了分开叙述,此方法具有很强的通用性和实用性。
【关键词】PROE 标准件 族表 尺寸驱动 塑料模具
【中图分类号】TG375+.4 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08-0135-02
1 引言
如今,塑料制品和塑料模具的应用已经非常广泛,模具零件的造型和结构设计基本上都可由计算机辅助完成,而多数企业的设计人员和工艺编制则还停留在人工阶段。塑料模具中存在大量的标准件,如模架、导柱、导套、拉料杆、浇口套、顶杆、销钉等,在制造不同模具的时候,每次都要对这些零件进行绘图以及进行工艺编制,这使得绘图员和工艺员的重复劳动量增大,并且这些零件在设计后还需要一定的时间进行加工,在一定程度上给生产增加了工时。如果在我们的日常生产中学会“偷步”,把企业里可能用到的标准零件都创建成一个数据库,并在企业内部对对应的标准零件进行“预加工”,在真正需要的时候再进行“提取”,应用这种办法可以大大提高整个企业的生产效率并缩短模具生产周期,从而达到快速制模。
大原则而言,几乎所有的模具都是由相同基础的零件,例如模板、模芯、刮料板、垫板、固定和可动侧固定板、模脚等相关的模体零件所构成,如将模具制作上所需时间总和加以分析的话,至少有20%的时间可以因为采用这些标准零件而得以缩减,如果再加上其他的标准零部件合并计算的话,总计大约能节省40%～45%的加工时间。这其中还没计算进行绘图设计在整过模具生产程中所占的时间比率。目前,模具企业的“标准化”的程度在很大程度上决定了其产品的生产周期。
2 创建标准零件库
在制作某一类外形类似、规格不同的零件如螺丝,销钉,水嘴,唧嘴等零件的时候,工程师不需要在绘图的时候逐一创建每一个零件,而只要清楚这类零件创建的异同处,事先去创建一个具有代表性的零件,通过一定的方式对相关特征和尺寸进行驱动从而生成所需要的标准零件。在PROE软件中可进行驱动的项目内容见图1
可以通过以下2种方式对零件进行驱动生成：
2.1 表驱动方式创建标准零件库(应用Family Table功能)
表驱动方式是在创建完代表性零件后,通过编辑族表将相异的特征,尺寸,参数等变化性项目作为基本变量,不需变化的常量可不添加到族表控制项目里面。
如图2所示的防转唧嘴多个尺寸和特征在不同的规格型号里面数值都不相同,在塑料模标准件中,尺寸D,D1,H,A,B为主要差别的尺寸,故可以把这六个参数作为进行驱动的基本变量,然后在Family Table中把所有可能用到的标准数据都一一对应输入。甚至把特征hole也作为其中的一个变量,如果hole的值是Y,则该特征存在;如果hole的值是N,则零件不存在该孔。如表1所示,根据唧嘴的主要特征参数D和H给相对应的零件规格起名字,我们在进行设计或查阅的时候只要直接调用即可,PROE系统会以代表性零件作为原型,以与名字相对应的参数驱动零件原型来生成最后的实体模型。应用族表里的零件在进行设计的时候,如果觉得零件太大或者太小不合适,只需要使用PROE里面的“取代”命令即可进行型号更换,非常方便。
应用此族表方式创建零件库简单实用,而且对使用者的编程能力也没什么要求,在标准化设计中应用很方便;但是要求用户对所使用的数据库的底层信息相当清楚,而且一但要进行非标准设计时,应用该类零件还得进行更改,需花费一定的时间。
2.2 以编程方式创建标准零件库
编程方式是在创建完代表性零件后,通过一个或多个(一般不超过3个)控制参数对相关联的特征,尺寸,参数等变化性项目进行驱动。该种驱动方式要求标准零件各特征之间存在一定的数学关系,在找到他们的相同规律之后应用“关系”的方式进行约束。在需要变更型号的时候,只需改变控制参数后“再生”该零件即可。
下面以常用的内六角螺丝为例(见图3),我们知道,对于M10X60的螺丝只要知道尺寸d就可以决定除尺寸H外的所有尺寸,而H值直接修改成需要的尺寸即可。
给零件增加关系可以在工具-关系里面进行。以M10螺丝为例,我们只需要增加以下程序即可实现
IF d==10
D=16
h=10
h1=h*0.6
C=8
ENDIF
IF d==12
……
应用此方式,把所有标准内六角螺丝型号都编写在程序里面,在调用的时候直接打开该零件,然后修改尺寸d和H值就可以变更为我们需要的型号,其他相关系的尺寸就会在再生之后重新变更。
此方法的好处是只需要一个PART即可实现所有螺丝型号的调用,无需使用“取代”方式即可实现型号变更。另外在标准件型号比较多的情况下,避免了在族表形式中大量数值里查找的不方便。
3 以全局变量驱动方式创建装配件库
从编程的角度上理解,上述以编程方式建库实际上是一种以局部变量形式来进行驱动参数的形式,只在零件内部起作用。全局变量驱动机制的工作原理基本上与局部变量形式相同,只是前者既可以驱动当前激活零件,又可以驱动其他具有同名参数尺寸的非激活零件。所以,全局变量机制特别适用于标准装配库。
如图4流程图所示,在标准装配里既包含控制装配件内部特征的局部变量,又包括控制子零件同名参数的全局变量。子零件除了受装配件里的全局变量参数的控制外,还允许有自己独有的参数。如果单独激活某一个零件的同名全局参数的话,可以发现PROE系统并不允许更改该参数,也就是说,只能在总装配中进行设定。
以图5的斜抽芯机构为例,在塑料模设计当中我们知道,斜导柱2的角度参数α同时与几个零件有联系,如滑块1的斜导柱孔,楔紧块3的斜导柱孔;另外,我们也知道,β与α的关系一般是β=α+1～2°,而与β面相关的零件有零件2和3。故此,在此装配中可以设定一个全局变量来控制与此相关的子零件特征,避免了在设计中的遗漏和重复工作。
此外,该机制还可以将全局参数尺寸记录集输出到外部文本文件中(.prm格式),以方便用户在文本中进行修改编辑,然后再用编辑好的记录集去驱动相关零件、部件或整个装配件。如果再通过二次开发,就可以利用此.prm文件创建用户对话框配上2D图例说明,把PROE里面的非可视化参数变为适合人机对话的图形对话框。
另外,在装配件中同样可以进行类似于族表形式的装配库设定,这里不再累述。
4 结束语
本文介绍了创建标准零件和装配件的2钟方法,将零件进行规范化,标准化,可以大大节省模具设计的时间,同时,又有利于标准数据的检索和存取。而且,不但可以应用于注塑模设计当中,还可以应用在其他领域,创建过程简单,通用性广。
参考文献
[1] 翁其金.塑料模塑成型技术.机械工业出版社,2000.11.
[2] 周四新.Pro/ENGINEER Wildfire 综合培训教程.机械工业出版社,2004.9.
[3] 塑料模标准件制造工艺数据库的设计与研究.李东,郑军,储凯四川工业学院学报.