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基于Excel的UG系列化建模的研究


□ 黄华栋

  [摘 要]在产品设计和开发过程中,零部件的标准化有利于缩短产品开发周期,加快产品设计过程,减少重复性的劳动。本文针对UG软件,利用Excel可以快速、便捷的建立结构形状相同仅尺寸不同零件的三维模型库,是一种非常实用的三维参数化设计方法。
  [关键词]UG 参数化 标准件库
  
  一、引言
  
  在产品设计和开发过程中,零部件的标准化、通用化和系列化是提高产品设计质量、缩短产品开发周期的有效途径,为了加快产品设计过程,减少重复性的劳动,应建立结构形状相同仅尺寸不同零件的三维模型库,如螺钉、螺栓、螺母、垫圈、密封件、润滑件和轴承等标准件。
  UG NX是美国EDS公司的CAD/CAE/CAM一体化软件,具有强大的参数化设计功能,在设计和制造领域得到了广泛的应用。UG虽然提供了许多二次开发工具,如:UG/Open GRIP、UG/Open API、UG/Open等,但二次开发工具的使用对设计人员技术要求比较高,一般设计人员很难完成,电子表格是UG混合建模方法中的高级表达式编辑器,为UG和Excel之间提供了一个集成接口,用于以表格驱动的方式实现关联设计[1]。利用UG提供的表驱动技术同样可以创建标准零件、通用零件以及产品系列化设计的三维模型库。
  
  二、参数化设计思想
  
  参数化设计(Parametric)也叫尺寸驱动(Dimension-Driven),它不仅可使CAD系统具有交互式绘图功能,还具有自动绘图的功能。目前它是CAD技术应用领域内的一个重要的、且待进一步研究的课题。利用参数化设计手段开发的实用产品设计系统,可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来,可以大大提高设计速度,并减少信息的存储量。应用参数化设计系统进行机械产品设计,其系统操作与运行比较简单,并能将己有的某种机械产品设计的经验和知识继承下来。参数化设计的参数化模型的尺寸用对应关系表示,而不需要确定具体数值。变化一个参数值,将自动改变所有于它相关的尺寸,并遵循约束条件,采用参数化模型,通过调整参数来修改和控制几何形状,能够自动实现产品的精确造型。
  
  三、基于Excel表驱动的零件参数化模型
  
  为了高效地创建电子表格驱动零件,在设计前必须对该零件进行仔细的分析,首先要从整体上形成关于这个零件建模的大概思路,明确设计零件需要创建哪些特征以及创建这些特征的次序;同时还需要注意所要创建的各种特征的内在联系及其各自的特点,最后明确该零件需要几个参数进行驱动。首先建立三维参数化模型,然后创建一个含有该模型所有变量的外部电子表格,将电子表格中的数据与当前模型中的参数建立关联,因为电子表中的变量被当前模型文件的零件尺寸所引用,这样通过修改电子表格中的数据就可以用来驱动当前建模文件中的零件结构尺寸的变化,所以用户可通过控制外部电子表格来对零件进行修改,因此可避免由于设计变化而不得不修改大量模型参数所带来的损失,并且用一个模型就可表达出多个同类结构的零件。 ......
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