基于UG的工裝夾具零件庫的參數化建模及工程圖的生成

陳忠敏

（上海三菱電梯有限公司, 上海 200245）

隨著時代的發展，各行各業都開始全面使用三維軟件進行設計。應用三維軟件進行工裝夾具的設計對于設計者而言有著諸多的優勢：設計結構及效果更直觀、可以實現自動干涉檢查、設計的模型可直接用于后續的強度、耐久性、模態分析以及CAM。

在工裝夾具的設計中，有超過50%的零件是標準件及通用件。對于這些零件，設計人員不得不進行簡單的重復性的工作來進行建模繪圖，在有設計團隊時，團隊中的其他人員也無法知道某個零件是否以前設計過，這就需要我們建立一個工裝夾具的零件庫共享給設計團隊中每一個人以提高設計效率。

Unigraphics（UG）是一款中高端的三維CAD軟件，具有功能強大、應用范圍廣等優點，被認為是具有統一力的中高端設計解決方案，是工裝夾具行業使用最普遍的三維CAD軟件。

UG提供了多種建立零件庫的方法，其中關系表達式法（Expression）、用戶自定義特征法（.udf）和編程法，都需要使用用戶有比較專業的知識，普及性不強。UG還提供了使用電子表格（Microsoft Office Excel）進行部件族設計的功能，我們通常稱之為電子表格法（SpreadSheet），憑借此功能，我們可以簡單的通過建立電子表格以及模板文件的建模來實現相似零件的批量建模。

1 參數化建模的原理

圖1 建模過程圖

UG提供了使用電子表格進行部件族設計的功能。在UG建模時，對于類似的零件，可以將零件的各種尺寸（草圖和實體建模中的尺寸均可）定義為表達式，然后建立一個關聯的電子表格，在電子表格中將各類似零件的不同尺寸輸入，最后以此電子表格驅動生成不同的零件。

2 參數化模板文件的構建

我們按照常規的建模方法將零件建模，可以繪制草圖進行拉伸回轉，也可以使用實體建模，下面以帶肩六角螺母的建模進行舉例說明。

（1） 實體建模生成螺母的肩部，肩部的直徑為D，高度為h1；

（2）建草圖，畫六角，六角的內切圓直徑為S，拉伸六角至總高度H；

圖2 帶肩六角螺母的參數化建模

（3）畫草圖，直徑為S的圓，向下拔模形成倒角；

（4）實體建模生成螺紋M，螺距為P；

（5）在制圖模式完成2D工程圖。

3 參數表的建立

圖3 帶肩六角螺母的參數表

在三維模型和2D工程圖完成之后，在三維建模環境下，選取“工具”中的“部件族”命令，將建模時定義的各個表達式添加到參數表中，點擊“創建”按鈕建立參數表，參數表為Excel型式。

圖示表格中，第一列是零件的序列號，第二列是零件的名稱，后面若干列是建模中用到的各個表達式的名稱及其對應數據。

4 標準零件的生成

參數表建立之后，可以保存此參數表，在需要使用時，點擊Excel中部件族菜單中的創建部件命令，即可創建出需要的部件。

這些部件除了可以拿來直接進行建模裝配之外，本身附帶的2D工程圖也跟著自動更新，此工程圖可直接用于生產制造。

5 零件庫的使用方法

運用這種方法我們可以簡單的在很短的時間內創建出大量的標準及通用零件。這些零件，我們可以保存在自己的電腦上供個人使用，也可以放在某個共享目錄里供整個設計團隊進行調用。

設計團隊需要調用零件庫時，只需在UG的重用庫窗口中右鍵鼠標，點擊添加庫，選擇到存放零件庫的路徑即可。同時將存放零件庫的路徑添加到UG的裝配加載選項中。

有了這個零件中，我們在設計工裝夾具時，如果需要使用庫里的零件，直接把庫里的文件拖到當前裝配文件即可；如果我們需要一個庫里沒有但是差不多的零件，可以簡單的把庫里的零件拉出來后進行適當修改，3D模型更改后，2D工程圖會跟隨模型自動修改，無需人工干預。

結語

本文通過簡單易學的方式成功的實現了工裝夾具零件庫的參數化建模及其工程圖的生成，此方法現在正在應用于上海三菱電梯有限公司的工裝夾具設計部門，已建零件庫中達到四千多個標準件及通用件，大大方便了設計團隊的使用效率。

[ 1 ] 楊曉琦、胡仁喜，UG NX 6.0標準教程， 清華大學出版社，2008.

[ 2 ] 戴麗娜、徐冰、柴國鐘等，以UG為平臺的企業標準件庫開發，現代制造工程，2006（4）：43-45.