基于Creo 的機柜參數化設計

陳國建

(國電南瑞科技股份有限公司,江蘇南京211106)

0 引言

隨著三維CAD軟件的發展和普及,越來越多的產品設計依靠Creo等軟件完成。Creo是大型參數化軟件,具有單一數據庫、參數化、基于特征、全相關等特點。電力設備機柜產品種類繁多、尺寸多變,采用Creo軟件建立三維模型,極大地提高了設計效率,但是利用Creo軟件建模型并沒有充分利用Creo的參數化功能,用戶對機柜有定制要求時仍然沒有擺脫一筆一畫的低效率工作方式,本文研究利用Creo軟件對機柜產品基于特征、參數化、系列化設計,能顯著提高設計效率和品質,縮短產品開發周期。

1 模型分析與參數確定

關系(也稱參數關系)是用戶定義的尺寸(或其他參數)之間關系的數學表達式。關系能捕捉特征之間、參數之間或裝配元件之間的設計聯系,是捕捉設計意圖的一種方式。可用它驅動模型——改變關系也就改變了模型。

電力設備機柜類產品外形尺寸主要有高度、寬度、深度。以某型號機柜為例,標準機柜尺寸為2 200(高)×800(寬)×600(深)mm,當要求更改機柜尺寸時,任一方向的尺寸更改將會造成其他相鄰的尺寸變動,如果將這些需手動修改的工作建立與高寬深三個主要尺寸的參數關系,那么只需修改這三個參數就能實現模型的自動生成,因此確定機柜三個全局主參數為H、W、D,分別表示高、寬、深,見圖1。

圖1 全局主參數

2 建立關系

針對本例中的模型,分析尺寸、特征以及裝配元件與模型參數H、W、D之間的關系,然后在“關系管理器”或“程序”中進行管理。

2.1 尺寸的參數關系

以機柜側門為例(圖2),側門的高度尺寸d51和深度尺寸d49與機柜主參數H和D成線性變化,建立如下關系:

關系建好后,d51和d49的尺寸始終由機柜高度H和深度D兩個參數驅動和控制。

圖2 機柜側門

2.2 特征的參數關系

以機柜電纜條為例(圖3),電纜條長度與機柜深度成線性變化,孔特征數量在電纜條長度范圍內布滿。兩側安裝孔與機柜立柱連接,因此這2組孔到零件邊緣取19.5的定值,中間雙點劃線范圍內孔對稱分布,間距20,且到兩側孔距離大于20,小于40,按此條件,電纜條中間孔特征可用以下兩種方法獲得:

圖3 a電纜條

圖3 b電纜條

a)利用尺寸陣列

首先生成需要陣列的孔特征(圖4)。

圖4 電纜條孔特征

利用“210”的尺寸生成間距20的陣列孔(圖5)。

圖5 電纜條孔陣列

P234＝floor((D7－19.5?2－40)/20)＋1

/?上行為系列孔數量的參數關系

d180＝(P234－1)?20/2

/?上行為陣列第一組孔位置的參數關系,保證陣列孔與電纜條中心左右對稱

然后添加以下關系即可滿足條件,其中floor()函數為不超過其值的最大整數。

b)利用填充陣列

首先生成需要陣列的孔特征(圖6)。

圖6 電纜條孔特征

然后利用填充陣列,繪制填充陣列的草繪為一條水平直線(圖7),以兩側開孔中心為參考,距離均為20,以20為間距生成陣列即可滿足變形要求。

圖7 填充陣列草繪

2.3 裝配元件的參數關系

機柜側擋板(圖8)寬度尺寸d3由機柜寬度W參數驅動,W越小時側擋板寬度越小,當W小于640時側擋板寬度小到無法加工,因此當主參數W小于640時取消機柜側擋板。打開“模型意圖”選項卡利用“編輯程序”命令在打開的文本文件中找到側擋板所對應的行,利用IF語句添加判斷條件。完成后如下所示,當機柜寬度W參數小于640時,側擋板TG6－0014Q在裝配體中不顯示,在模型樹中處于隱含狀態。

ADD PART TG6－0014Q

INTERNAL COMPONENT ID 94

父項 ＝ 73(＃10)

END ADD

IF W:0>＝640

ADD PART TG6－0014Q

圖8 機柜測擋板

INTERNAL COMPONENT ID 94

父項 ＝ 73(＃10)

END ADD

END IF

3 利用族表管理產品族

族表是本質上相似零件(或裝配或特征)的集合,但在一兩個方面稍有不同,諸如大小或詳細特征。族表本質上是電子數據表,由行和列組成。在族表中,尺寸和參數、特征、自定義特征、裝配成員等都可作為表驅動的項目列,列標題包括“實例名”以及用戶所選擇的尺寸、參數、特征、成員和組的名稱。普通模型位于表的第一行,族的所有成員都建立在他的基礎上。本例中的機柜模型將H、W、D三個參數作為表驅動的項目列,可派生出不同尺寸的機柜。

圖9 族表

圖9所示的族表派生出三種不同尺寸的機柜模型。將特征作為表驅動的項目列可生成圖10所示不同散熱孔形式的后門。項目取值“Y”表示在此零件實例中顯示該特征,項目取值“N”表示在此零件實例中隱含該特征。

圖10 機柜圖

4 結語

主要研究利用Creo軟件對機柜模型進行參數化變形設計,并利用族表對模型進行系列化管理,此研究成果在我公司某型號機柜實施并應用,參數驅動穩定可靠,族表管理簡單明了,極大提高了工作效率。

[1]詹友剛.Creo 1.0高級應用教程[M].北京:機械工業出版社,2012.5.

[2]趙云松,張麗穎,等.基于Pro/E族表的產品族實例快速生成[J].機械,2007,1(34):4-10.

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