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基于UG/Part families建立模具标准件库

2011/12/31    作者:未知    来源:网络文摘    阅读:886

本文重点介绍标准零件库、组件库的建库方法,基于UG/Part families建立参数化模具标准件库、组件库和模架库,其中组件的驱动是通过建立索引文件来实现的。

    本文介绍的标准件库主要包括标准零件库和组件库,是提高模具设计效率的必要手段。虽然目前的CAD系统都可以实现参数化的设计,从而满足不同的装配需求,但为了进一步提高设计效率,模具标准零件和组件也必须实现参数化。另外模具标准零件和组件也应该含有装配信息,才能实现自动化和智能化。
    在冲模标准件库中,一个标准件主要有二个文件,即模型文件(prt)和数据文件(dbf)。标准件库的内容一般采用二级结构,第一级为数据库主引导文件。第二级为零件的DBF数据文件,该DBF文件记录了标准件一系列参数。对于标准组件,需要采用三级数据文件。 
    在标准件建库过程中,用户必须先建立标准件信息模型,输入的内容分为三类,一是三维参数化特征实体模型;二是特征变量;三是装配信息。它们以一定的结构存贮于数据库中,提供对标准零件或组件的完整描述。

一  参数化标准零件库的建立
    在标准零件库的建设中,主要应用基于特征变量的参数设计方法。在模型创建的过程中,添加设计变量,通过设计变量表中的表达式,设置变量间的关联规则,重要参数采用Excel表格来控制,通过对设计变量的修改来驱动生成新零件。具体的步骤如下:
    在三维CAD环境中,建立产品实体模型;
    将每个特征相关的数据用变量来表示,以便于变量的驱动和管理;
    对于相互关联的特征尺寸,在变量表的公式中表达,简化实体的尺寸要素。
    UG系统中标准件建立流程如图1所示。

基于UG/Part_families建立模具标准件库

图1  标准零件建立流程

    以下以常用的导柱为例,利用UG/Part families建立导柱系列标准零件库。
    在expression表中建立冲模标准导柱数学表达式,由数学表达式驱动模型。建立输入数学表达式如图2,图中包括了特征变量定义。

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图2  数学表达式

    输入完数学表达式后,根据表达式建立参数化特征模型,如图3。

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图3  特征模型 
    参数化特征模型建立后,进行特征变量列表,把需要变化的尺寸定义为参数符号,生成特征变量列表如表1。表中仅列了一项参数,而且代号和描述项为空。

表1 特征变量列表
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    在特征变量列表中以符号标注的尺寸为族表成员,未添加的尺寸的特征为非变化的,依附于其它特征而存在,重要尺寸可以在expression表中用表达式进行关联设计。族表实质上是由行和列构成的展开表,作者主要利用excel去创建。
特征变量列表生成后即可往表中添加相关模型变量。在实际应用中,可用图中的导柱为类属模型来生成一系列标准件,通过编辑excel表格,把目前市场上出售的冲模标准导柱、按国标(GB)和各标准件厂的企业标准进行生产的导柱的模型变量输入到表中,如表2。

表2  模型变量表

   基于UG/Part_families建立模具标准件库

        在excel里可以编辑所需要的实例的尺寸值,此处的excel与常用的excel仅仅多了一项Partfamily,数值输入完毕,必须用Partfamily→samefamily项存盘。在表中,行包含了实例和它们适当的值,列则被具体项目使用。
族表的另一个优点是不论你创建一个新表还是修改一个已有的表,你都可以向表中添加项目。运用上述的方法,各个企业可以根据模具设计需要建立自己的三维模具标准件库。
    用同样方法建立下模板、导柱、上模板、螺钉、防尘盖、导套等零件库,这里作者不作介绍。
二  组件库的建立
    1. 组件库的建库方法
    组件不是一个简单零件的概念,它可能是一个子装配体、一个零件,由于子装配体和零件的参数表达式不一样,零件的参数可以直接驱动,在装配体这一层还不能直接读取到零件的可驱动参数,因此需要对子装配体的数据文件另外作一些处理。
    (1)对单个特征和零件组成的装配组件,选择要驱动的可驱动参数,可以直接为这个参数做数据文件。
    (2)对由多个零件或装配体组成的装配组件,要想变更组件的规格,就得变更组件中所有零件的相应规格,由于在组件这一级,各零件的可驱动参数被屏蔽,即不可驱动,必须找到各零件的标识才可以驱动其本身,可以采用建立一级索引文件的方法解决这个问题。图4装配组件及其数据文件组织结构图。

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图4  装配组件及其数据文件组织结构图

    由上图可以看出,通过建立一级索引文件,无论装配组件的装配关系有几级,都可以为单个的零件找到对应的数据文件,从而实现参数驱动。索引文件必须包含下一级零件或组件的名字标识和规格,因此索引文件的列名就是下一级数据文件或者索引文件的名字。
    2. 导套导柱组件库建立
    依据组件库的建库方法,在UG系统中作者利用 Excel为导柱导套组件建立索引文件如表3,在组件中建立索引文件也就建立组件库。利用同样方法可以建立其它组件库。

表3  导柱导套组件库

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    3. 模架库建立
    模架包括了模具大部分组件,如模板、螺钉和导柱导套等,这些零件和组件基本上是标准配件,其中仅有微小差别,基本装配关系相同。建立模架库可提高模具设计效率、缩短供货期、减轻劳动强度,对于企业进行标准化设计具有重要作用,所以本节重点介绍模架库的建立。
下面以100t冲床如图5所示为例,建立标准模架库。

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    基于知识的装配实现方法,把100t通用标准模架的相关零件进行关联装配,利用WAVE技术对下模板与导柱、导柱与导套、导套与上模板进行关联设计,建立参数化驱动的标准模架组件。再利用UG软件的族表功能把相关标准件索引文件添加到模架零件族表如表4。

表4   模架零件族表

基于UG/Part_families建立模具标准件库
     建立模架库的相关信息,作者主要参照“模具信息网”汇总的目前市场上出售的冲模标准模架与零件主要按国标(GB)和各标准件厂的企业标准。  
    三  模板库的建立
    模板库的建立是基于零件库、组件库的基础上建立起来,它通过面向装配的自顶向下设计方法对各个组件进行分区,并建立装配位置关系,通过WAVE技术实现零部件之间的关联。
    模具设计的重点部件是凸凹模和压边圈,它们的形状大小是服务于产品的,所以在模具模板建立时,应给凸凹模和压边圈规划一个空间,最通常的做法的就是预先绘制一个凸模、凹模实体如图6,并与其他部件建立装配关系,实现参数关联。压边圈的形状与位置关系是由凸凹模决定的,所以模型模板中可预先根据凸凹模的大小规划一个实体空间,并建立装配关系,实现参数关联,如图7所示。

基于UG/Part_families建立模具标准件库

     图6  凸凹模空间规划

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          图7  压边圈空间规划

    模具模板通过划分分解为模架、凸凹模、压边圈等组件,利用WAVE技术在UG系统中进行空间位置规划,定义定位元素和关联信息,标准零件、组件预装配。模具模板的建立方法如图8所示。
 基于UG/Part_families建立模具标准件库

                     图8  模板建立过程

    利用同样方法建立其它类型的模具模板,参照组件库的建库方法,利用Excel进行列表建立索引文件,即可完成模板库的建立。

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