面向裝配的零件模型命名方法研究

徐放，滕燕，李小寧

(南京理工大學 機械工程學院，江蘇 南京 210094)

面向裝配的零件模型命名方法研究

徐放，滕燕，李小寧

(南京理工大學 機械工程學院，江蘇 南京 210094)

機械產品是由數量眾多的零、部件裝配而成的，在建模過程中為每一個零、部件起一個具有實際意義的名稱是沒有必要和不可能的。如果隨意命名，不但不利于模型文件的管理，還有可能經常出現重名的現象。分析了機械產品的裝配設計過程，給出了一種面向裝配的模型命名規則，有效的解決了這一問題，并提出以此命名規則為常用的專用件和標準件建立數據庫，以提高設計效率。

裝配；零件模型；文件管理；命名方法

0 綜述

通常情況下，機械產品是由具有層次關系的零、部件組成的系統，表現在裝配次序上就是先由零件組裝成裝配體(部件)，再參與總裝。因此在產品后期設計修改中，應面向基于裝配設計，修改裝配體，所有與之關聯的零件體均進行相應的修改，并自動裝配形成新的裝配體[1]。具體來講，一個龐大而復雜的機械產品，按照它的裝配關系可以分解成若干個結構較為簡單的部件，這些部件之間是相對獨立的，緊靠一些緊固件或結構簡單的運動副相互連接。而每個這樣的部件又可以進一步再次分解成結構更為簡單的部件，直到最后得到一個個單個的零件為止。一個復雜機械產品的設計及其裝配，正是上述分解的逆過程。而在設計的最初階段，產品的整體結構還不存在，多數部件還沒有雛形，不可能進行實際的分解。設計的具體對象是單個的零件及其相互的裝配關系，一臺機器又包含數量眾多的零件，而每個零件在設計時都要有一個唯一的文件名，這些文件名在最后的整體裝配圖中最好又要有一定的結構和層次，以便日后的查找和修改。為此，建立一個統一的模型文件命名的標準，來規范模型命名的規則，使模型命名有章可循，對模型管理起到宏觀的引領作用。在一定范圍內使用這同一規則，按照統一的方法來對文件命名，這對模型的建立、傳遞、歸檔、應用都會產生巨大的正面影響[2]。本文給出的一種三級數命名法能夠較好地達到此目的。

三級數命名法就是在初始設計階段給出一個為零件模型命名的規則的方法和框架，在以后設計的每個階段為新建的零件按照這個方法和框架命名。由于這個方法和框架是在概念設計階段，按照分解裝配圖的方法建立起來的，所以在整體結構上就會和機器的各部件之間及部件內部各零件之間的關系符合得很好，從而使各零件的文件名存在著一種類似裝配的關系，文件名規范化、層次化、標準化，為文件的管理和修改提供了方便，節約了建模過程中不必要的時間浪費，提高了工作效率，縮短了設計周期。

1 三級數

分類的細化必然帶來結構級別的增多，級數越多，檢索和瀏覽的效率就會越低，建議整個結構最好控制在二、三級。另外，文件夾里的文件數目不應當過多，一個文件夾里面有50個以內的文件數是比較容易瀏覽和檢索的，如果超過100個文件，瀏覽和打開的速度就會變慢且不方便查看了[3]。

因此，三級數命名法是用三級數字命名一個文件或文件夾，每級數字為兩位，每級數字之間用下劃線隔開，從右到左分別為第一級、第二級和第三級，如圖1所示。第一級為文件級，在建模的過程中可以按數值遞增的方法為每個模型命名。第二級為文件夾級即初級文件夾級，此文件夾內的文件在裝配關系上關系密切、可以裝配成一個或幾個獨立的部件。第三級也為文件夾級即高級文件夾級。每一個模型的文件名都包含了它所在的文件夾名的部分信息，為日后該模型文件的檢索提供了方便。

圖1 三級數

1.1 第三級數

按照分解機構裝配圖的順序，首先確定文件夾名的最高級即第三級，其第二級和第一級名規定為00，如文件夾名11_00_00，第一、二級為“00”表明這是一個高級文件夾。此文件夾下僅放置初級文件夾，且每個初級文件夾名的第三級應與此文件夾名的第三級相同，以表明屬于此文件夾。對于機構簡單、包含零件較少、設計過程中不必作太多修改的產品，此文件夾可以作為根目錄使用；對于機構復雜 、包含零件多、設計過程中有多次修改的產品，還需要建立多個同級別的文件夾，分別放置同一設備的不同設計方案，或同一方案各設計階段的不同修改結果。這些文件夾在各種功能上(如裝配關系、機構分析、力學分析等)應保持相互獨立，其目的是讓每個文件夾都是一個完整的整體，可以單獨進行各種功能的分析，方便各種不同設計方案優劣的比較，或同一方法各階段修改結果合理與否的判斷。對于同一產品的不同設計方案或同一設計方案修改的前后結果，會有許多相同或相似的地方，如部分部件或零件是相似的，這樣可以直接對已有的部分進行復制，而不會增加工作量。

1.2 第二級數

在高級文件夾內放置著初級文件夾，初級文件夾由第二級二位數的數值命名，規定其第一級為“00”，第三級和上一級文件夾即它的高級文件夾名的第三級相同。此文件夾內放置一個部件的裝配圖及組成此裝配圖的所有零件圖，或由數個小部件的裝配圖組成的一個大部件的裝配圖及其所有零件圖。此文件夾中必須包含一個部件的裝配圖，此裝配圖應是完整的，它由此文件夾內的所有零件組裝而成。此文件夾名的第二級是一個二位數，其數值可以遞增，以建立多個同級別的文件夾。為了使同一級別的文件夾也能夠有層次性，對第二級的命名規則作如下規定：

1) 裝配關系密切的部件，其文件夾名在數值上盡量接近；

2) 如果幾個部件要組合起來裝配成一個更為復雜的部件或系統，這幾個部件所在文件夾的文件夾名的第二級數10位數字應盡可能相同，當部件數大于9時可相差1；

3) 不是組成同一復雜部件的小部件所在文件夾的文件夾名，其10位數字不同；

4) 文件夾名的第二級數值為10的倍數的文件夾名留作備用，放置與其10位數相同的部件共同裝配成的復雜部件的裝配圖；

5) 文件夾名的第二級10位數為0的文件夾留作備用，放置更為復雜的系統裝配圖或整機裝配圖。

這樣，每個文件夾內都有一個完整的裝配圖，及組成此裝配圖的所有零件圖，文件夾名第二級數值為10的倍數的文件夾內的復雜部件的裝配圖是由與其10位數相同的文件夾內的簡單裝配圖裝配而成，而由這些復雜的裝配圖組成的系統或整機裝配圖則放置在文件夾名第二級10位數為0的文件夾內，使同一級別的文件夾有了層次性。這種層次是面向裝配的，符合裝配的設計過程。

1.3 第一級數

第二級和第三級數都是為文件夾命名的，第一級數是直接為文件命名，即為新建的零件或部件裝配圖的模型命名。文件名的第二級、第三級數與該文件所在文件夾的第二級、第三級數相同，以表明其是該文件夾下的文件。為了使位于同一文件夾下的這些文件也能有一定的層次性，其命名規則與上一層文件夾名第二級的命名規則類似：文件名的第一級數值為10的倍數的文件為裝配圖，組成此裝配圖的零件模型的文件名的第一級的10位數與此裝配圖文件名的10位數相同，當組成此裝配圖的零件數大于9時，10位數值可相差1，文件名的第一級10位數為0的文件名留作備用。

1.4 圖例

如圖2所示，高級文件夾11_00_00是整機裝配圖、各部件裝配圖和所有零件圖的所在位置，初級文件夾11_11_00是某個部件的裝配圖及其零件圖所在位置，其中，11_11_10是裝配圖，其余為組成此裝配圖的零件圖。初級文件夾11_10_00是一個復雜部件的裝配圖(文件名11_10_10)及其零、部件圖所在位置，它由11_11_00和11_12_00兩個文件夾內的簡單部件的裝配圖組裝而成，復制了這兩個文件夾內的所有文件，而新增加的連接件命名為11_10_11。整機的裝配圖文件名為11_01_10，在文件夾11_01_00內，所有相關的零、部件均在此文件夾內。

圖2 三級數命名框架

2 標準件

標準件的使用不僅可以大大降低零件的設計周期和加工成本，而且提高了機械零件的互換性，為機器的設計、裝配和維修帶來了便利，因而得到廣泛應用[4]。標準件具有相似程度高的特點，如果逐一設計，重復性勞動繁瑣，工作量大，查找也費時費力。因此，利用相關軟件(如Pro/E軟件自帶的族表、關系等工具)開發符合設計人員需要、易于查找、方便工廠中各流通環節辨識的零件庫是十分必要的[5]。這個標準件數據庫主要是為裝配圖服務的，為了與裝配圖的命名規則保持一致，數據庫內標準件采用二級數字命名，每級數字為兩位，其命名規則與三級數相同，僅缺少一個第三級(高級文件夾級)，如11_11是位于文件夾11_00下的一個標準件(如圓柱頭內六角螺釘)。Pro/E軟件自帶的族表是一個利用表格來驅動模型的工具，將通用零件的模型中可供驅動的尺寸參數、特征、模型參數等放入表格中，通過在表格中輸入新的參數值就可以創建一個新的零件[6]。所以，標準件11_11并不是某個具體的零件，而是具有某些相同特征的零件族(如所有規格的圓柱頭內六角螺釘的組合)，在調用時要對其參數進行具體設置，并重新命名，所設置的特征參數可以作為零件名的后綴。重命名時在第二級數前加第三級數，第三級數數值為調用此標準件的裝配圖名的第三級數，并在百位加數字0，以表明這是一個標準件。如標準件021_11_11_M5_20，是由文件夾21_00_00內的某個裝配圖調用的M5×20的圓柱頭內六角螺釘，它是由標準件庫模型11_11進行特征參數具體設置得到的。這種命名方法的好處是，它保留了原標準件庫的模型名，增加了模型的特征參數，在結構上又與命名法保持一致。

3 擴展

3.1 文件名擴展

三級數命名法中不涉及漢字和英文字符，對不支持中文名的軟件非常適應，如果軟件不支持純數字命名，可以在第三級數前加英文字符。命名法中只涉及數字，文件名不包含零件的形狀、功能、材質等信息，為了彌補這一不足之處，有兩種方法：1) 在文件夾名或文件名后加后綴；2) 制作專門的文件，統一整理文件夾和文件的補充信息。結構簡單、包含零部件較少的產品可以采用1) 種方法，結構復雜、包含零部件較多的產品建議使用2) 種方法。

3.2 數量擴展

三級數命名法在理論上可以為近萬個零、部件命名，考慮到為了使文件名具有與裝配關系相類似的結構，會有部分文件夾名和文件名空余不用或留作備用。即使如此，對包含近千個不同零件的機械產品的各零、部件命名已經綽綽有余。如果產品過于復雜，三級數提供的命名空間不夠用，可以考慮將第一級或第二級數由兩位數改為三位數，或再加一層文件夾級，即由三級命名法升級為四級命名法。這樣，可以命名的文件和文件夾數在數量級上就會增加，滿足了眾多零部件命名數量上的需要，而命名規則沒有大的改變。

4 結語

提出的三級數命名法，基于機械產品的裝配過程，結合了電子文件的管理方法，使得文件名在最后的整體裝配圖中具有一定的結構性和層次性，并提出以此命名規則為常用的標準件建立數據庫，有利于技術人員檢索、調用以及工廠的過程管理，是一種行之有效的命名方法。

[1] 唐良紅，孫立鐫，王樹勝. 基于特征的參數化設計和實體模型編輯的研究[J]. 工程圖學學報，1999，20(2):71-77.

[2] 韓艷玲. 對電子文件命名的幾點思考[J]. 辦公自動化，2006，84(6):14-15.

[3] 鮑愛香. 電腦文件管理小技巧[J]. 大眾文藝(科學教育研究)，2008，1(4):69-70.

[4] 馬開嶺. 工程機械零件命名方法初探[J]. 機械工業標準化與質量，1997 (3):30-31.

[5] 余立華，李道杰. 基于Pro/E族表的同步帶輪零件庫的研究[J]. 機械傳動，2012，36(2):81-83.

[6] 張麗華.基于Pro/E的滾動軸承參數化設計[J]. 機械制造與自動化，20l0，39 (4) :81-84.

Research on Naming Rule for Part Model Based on Assembly

XU Fang, TENG Yan, LI Xiao-ning

(School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)

Mechanical products consist of a large number of parts and components. It is not necessary and possible to meaningfully name each part in the modeling process. It is not conducive to the management of the model file and the same names of ten appear if the parts are named randomly. This paper analyzes the mechanical assembly process and gives the naming rule of the model for assembly, which can effectively solve this problem. And it proposes that this naming rule is used to the establish the database for the dedicated parts and standard parts in order to improve design efficiency.

assembly; part model; document management; naming rule

徐放(1985-)，男，江蘇徐州人，碩士研究生，主要從事工業自動化方面的研究。

TH13

B

1671-5276(2014)02-0046-03

2013-12-28