1 引言

　　PRO/E是美國PTC 公司開發(fā)的CAD/CAE/CAM軟件。該軟件先進的設(shè)計理念體現(xiàn)了機械設(shè)計自動化(Mechanical Design Automation，MDA)系列軟件的最新發(fā)展方向，成為提供工業(yè)解決方案的有力工具，因而被廣泛應(yīng)用于機械、電子、航空、航天、軍工、紡織等行業(yè)。

　　用PRO/E設(shè)計的每一實體模型均有對應(yīng)的主要設(shè)計步驟及尺寸參數(shù)列表，通過修改此列表即可根據(jù)需要對設(shè)計內(nèi)容進行全面修改，而該列表的修改可通過運行PRO/E中的PROGRAM程序來實現(xiàn)，即通過對PROGRAM程序的二次開發(fā)可實現(xiàn)零件的參數(shù)化設(shè)計。一個(或一類)零件可用一些概念化的特征參數(shù)來表示，通過運行經(jīng)二次開發(fā)的PROGRAM程序即可通過修改零件模型參數(shù)來控制零件的結(jié)構(gòu)尺寸。設(shè)計列表程序主要包括參數(shù)輸入、關(guān)系定義、零件模型的所有參考面、幾何體及執(zhí)行聲明等部分。

　　2 非標(biāo)刀具的設(shè)計特點

　　非標(biāo)刀具的設(shè)計往往需要手工計算和繪圖。每當(dāng)?shù)毒邊?shù)或設(shè)計要求發(fā)生變化時(盡管變化可能很微小)，都必須重新計算和繪圖，十分繁瑣。雖然各種非標(biāo)刀具的參數(shù)不盡相同，但每種刀具的結(jié)構(gòu)是基本固定的。以鉸刀為例，當(dāng)?shù)毒叱叽绨l(fā)生變化(如孔徑增大)時，鉸刀的基本結(jié)構(gòu)并未改變，只是部分尺寸參數(shù)發(fā)生了變化。利用這一特點，可在PRO/E 系統(tǒng)中為常見非標(biāo)刀具中結(jié)構(gòu)相同的刀具建立相應(yīng)類型的三維實體結(jié)構(gòu)模型(如鉸刀類、圓孔拉刀類、花鍵拉刀類、齒輪滾刀類、蝸輪滾刀類等)，并用參數(shù)定義每種模型的結(jié)構(gòu)尺寸，從而為利用PROGRAM模塊進行參數(shù)化設(shè)計打下基礎(chǔ)。建立非標(biāo)刀具模型庫和PROGRAM程序的工作不需由普通設(shè)計人員完成，他們只需根據(jù)需要輸入各模型定義的相關(guān)參數(shù)并運行PROGRAM程序，系統(tǒng)就會自動生成相應(yīng)的非標(biāo)刀具零件圖，從而可大大簡化設(shè)計工作。

　　3 非標(biāo)刀具參數(shù)化設(shè)計步驟

　　分析刀具結(jié)構(gòu)，確定特征尺寸

　　創(chuàng)建實體模型

　　定義特征參數(shù)

　　輸入特征參數(shù)

　　修改特征參數(shù)

　　用VB建立透明用戶界面

　　不同種類的非標(biāo)刀具結(jié)構(gòu)不同，需要分別建立各自的實體模型;對于同一種類但使用場合不同的非標(biāo)刀具，也需考慮是否分別建立實體模型。建立每類實體模型之前，需要確定該類刀具的基本結(jié)構(gòu)特征，并將這些特征典型化和概念化，使建立的模型盡量準(zhǔn)確地反映此類刀具的基本特征。對于零件上一些不重要或不具有普遍性的細節(jié)(如倒角、退刀槽等)可以省去，以免增大參數(shù)化的工作量。最后需要確定各基本特征的尺寸。由于PRO/PROGRAM程序不僅可實現(xiàn)尺寸的驅(qū)動變化(即一個尺寸變化時，通過關(guān)系式會引起相關(guān)尺寸變化)，還可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)形狀的局部變化(如齒數(shù)的變化、螺旋槽角度的變化等)，因此只有在分析各類非標(biāo)刀具的結(jié)構(gòu)特征后才能具體確定應(yīng)建立何種實體模型、每類模型應(yīng)建立哪些形狀特征等。

　　零件的特征主要通過參數(shù)和幾何約束關(guān)系來相互關(guān)聯(lián)。尺寸之間的關(guān)系分為兩種：①自定義的各種外部參數(shù)與零件被約束尺寸之間的關(guān)系;②模型內(nèi)部特征之間的內(nèi)部約束關(guān)系，即零件幾何元素之間的約束關(guān)系(如平行、垂直、相切、同心等)。由于在創(chuàng)建實體模型時這些幾何約束關(guān)系被同時創(chuàng)建，因此當(dāng)模型被修改時，這些關(guān)系自動保持不變。一個特征往往可以有多種創(chuàng)建方法，在設(shè)計時必須考慮如何表達該特征與其它特征之間的關(guān)系。理想的設(shè)計結(jié)果必須能準(zhǔn)確表達固定的幾何約束關(guān)系，且易于修改。設(shè)計非標(biāo)刀具時，應(yīng)在遵循PRO/E上述要求的前提下創(chuàng)建各類刀具的實體模型。

　　建立模型后，PROGRAM設(shè)計列表將自動列出模型的所有元素，并按照創(chuàng)建的先后順序命名為D1，D2，D3……等內(nèi)部標(biāo)識尺寸。對于較復(fù)雜的模型，按順序排列的尺寸往往達數(shù)百個甚至更多，因此無法知道每個內(nèi)部標(biāo)識尺寸所對應(yīng)的零件尺寸，這就需要找出兩種對應(yīng)關(guān)系：①內(nèi)部標(biāo)識尺寸與外部模型上各個數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系;②內(nèi)部標(biāo)識尺寸與將要命名的外部參數(shù)之間的關(guān)系。這兩種關(guān)系綜合起來即可體現(xiàn)出外部參數(shù)與零件上被約束尺寸之間的關(guān)系。在對這些參數(shù)命名時，參數(shù)名稱應(yīng)力求簡單易懂，必要時可在PROGRAM程序中加入簡單英文注釋。

圖1 VB程序界面

圖2 參數(shù)化設(shè)計程序框圖

圖3 刀具三維圖形

　　將已定義好的參數(shù)輸入零件設(shè)計列表的“輸入部分”后，在“關(guān)系定義部分”定義參數(shù)與零件各部分尺寸之間的對應(yīng)關(guān)系以及同一零件不同尺寸間的相互約束關(guān)系(如內(nèi)徑必須小于外徑、螺旋角必須在某一范圍內(nèi)變化、齒數(shù)可取數(shù)值等)。同時，因同一零件的各部分尺寸需協(xié)同變化(如鉸刀直徑增大，其齒數(shù)、頸部尺寸等也會隨之變化)，因此也需在此作出明確規(guī)定。