基于CREO的斗式提升機(jī)三維參數(shù)化建模

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)日益成熟，用參數(shù)驅(qū)動(dòng)圖形——參數(shù)化建模應(yīng)用越來(lái)越廣泛。通過(guò)設(shè)置相關(guān)產(chǎn)品零件的若干參數(shù)，使得零件能夠按照預(yù)先編程的關(guān)系實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變化，對(duì)于同類產(chǎn)品的不同型號(hào)可以實(shí)現(xiàn)一鍵生成。目前參數(shù)化建模逐漸被工程人員采用來(lái)提高設(shè)計(jì)效率，如通過(guò)UG對(duì)機(jī)夾車刀裝配體進(jìn)行參數(shù)化建模，提升裝配設(shè)計(jì)效率，實(shí)現(xiàn)了機(jī)夾車刀零部件之間的協(xié)同聯(lián)動(dòng)[1]；基于CREO對(duì)斜齒輪進(jìn)行參數(shù)化驅(qū)動(dòng)建模[2]；利用Solidworks平臺(tái)對(duì)膨脹節(jié)進(jìn)行參數(shù)化驅(qū)動(dòng)建模，可有效地降低設(shè)計(jì)錯(cuò)誤率、提升工作效率[3]。目前對(duì)于斗式提升機(jī)的參數(shù)化建模研究較少，本文主要依托CREO軟件，對(duì)斗式提升機(jī)機(jī)頭殼體進(jìn)行參數(shù)化驅(qū)動(dòng)建模，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)模式的轉(zhuǎn)變，極大地提高了工作效率。

1、參數(shù)化建模軟件簡(jiǎn)介CREO軟件是美國(guó)PTC公司開(kāi)發(fā)的一款集二維設(shè)計(jì)、三維設(shè)計(jì)、有限元分析于一體的軟件，是實(shí)行數(shù)字化設(shè)計(jì)的造型軟件，在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其中參數(shù)化建模技術(shù)是CREO重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的設(shè)計(jì)方法。

2、機(jī)頭參數(shù)化設(shè)計(jì)斗式提升機(jī)是用于垂直提升粉狀物料、小顆粒及小塊狀物料的高效率連續(xù)輸送設(shè)備，目前廣泛應(yīng)用于水泥、煤炭、鋼鐵和有色金屬等各個(gè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。由于各工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模和生產(chǎn)能力均不一樣，致使斗式提升機(jī)種類繁多，設(shè)計(jì)修改麻煩，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)，效率較低?，F(xiàn)通過(guò)CREO軟件設(shè)置參數(shù)驅(qū)動(dòng)尺寸變化，只需確定關(guān)鍵參數(shù)尺寸，其他尺寸一鍵生成，大大減少了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)間，同時(shí)也降低了錯(cuò)誤率。在進(jìn)行參數(shù)化設(shè)置之前，需要分析裝配體中的每個(gè)零件的尺寸特征和零件與零件之間的裝配關(guān)系，將需要改變的數(shù)據(jù)設(shè)置成參數(shù)。在機(jī)頭設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵參數(shù)是機(jī)頭的型號(hào)、總長(zhǎng)、總寬、總高和板厚，將其設(shè)置如圖1。圖1參數(shù)界面在CREO建模過(guò)程中，每一個(gè)特征尺寸都有唯一的尺寸代號(hào)與之對(duì)應(yīng)，參數(shù)通過(guò)控制尺寸代號(hào)來(lái)控制特征尺寸，零件的尺寸代號(hào)如圖2所示。圖2零件尺寸代號(hào)2.1基本模型的參數(shù)化用CREO軟件在書(shū)寫關(guān)系時(shí)，可以對(duì)不同參數(shù)下的零件尺寸簡(jiǎn)單直接賦值，也可以通過(guò)與其他零件尺寸的關(guān)系賦值，同時(shí)也可以用許多不同的基本數(shù)學(xué)函數(shù)，例如向上取整、向下取整、取絕對(duì)值、正弦和余弦等。此外，在關(guān)系中還可以使用比較運(yùn)算符、條件語(yǔ)句等高級(jí)語(yǔ)句。通過(guò)以上不同數(shù)學(xué)函數(shù)和運(yùn)算符號(hào)的相互循環(huán)嵌套，就可以實(shí)現(xiàn)控制零件截面尺寸和特征尺寸的目的。這樣控制變化的模型都處于一個(gè)大的前提，即模型特征形狀不發(fā)生變化，具體運(yùn)算關(guān)系如圖3所示。圖3中①為基本的條件語(yǔ)句，作為特征尺寸變化的篩選條件；②為根據(jù)條件直接對(duì)特征尺寸賦值；③為根據(jù)條件通過(guò)關(guān)系運(yùn)算進(jìn)行賦值（關(guān)系中可以加入內(nèi)置函數(shù)）。圖3關(guān)系運(yùn)算2.2復(fù)雜模型的參數(shù)化當(dāng)零件模型的特征形狀改變，例如某些孔特征數(shù)量發(fā)生變化或者某些零件在特定情況下消失和顯示等，此時(shí)可以采用兩種方法：第一種是采用族表的方法，第二種是編輯設(shè)計(jì)程序來(lái)改變模型特征。在斗式提升機(jī)機(jī)頭的參數(shù)化建模中，主要采用第二種方法，如機(jī)頭頭部大槽鋼變化如圖4所示。圖4頭部大槽鋼中的特征變化從圖4可以看出頭部大槽鋼發(fā)生了較大的變化，例如由槽鋼變成了等厚折彎件，并且少了一條短邊；一字孔的排數(shù)由一列變成兩列；圓孔消失；增加了倒圓角。一字孔和倒圓角這類特征的激活與抑制通過(guò)修改設(shè)計(jì)程序即可實(shí)現(xiàn)，如圖5所示。修改設(shè)計(jì)程序需要依次點(diǎn)擊模型意圖、程序、編輯程序，在編輯程序中用if函數(shù)判斷該特征或者零件在滿足條件下才予以顯示。在關(guān)系中可運(yùn)用的各種函數(shù)語(yǔ)句在編輯程序中依然適用。圖5修改設(shè)計(jì)程序參數(shù)化建模完成后，在需要更改型號(hào)和機(jī)頭大小時(shí)，只需要打開(kāi)參數(shù)列表，更改對(duì)應(yīng)參數(shù)即可立即生成對(duì)應(yīng)的三維模型，如圖6所示。圖6參數(shù)變化實(shí)例

3、結(jié)束語(yǔ)本文利用了CREO三維建模軟件，詳細(xì)介紹了編輯關(guān)系和設(shè)計(jì)程序來(lái)進(jìn)行斗式提升機(jī)機(jī)頭參數(shù)化的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)，可以將行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)。當(dāng)機(jī)頭參數(shù)化完成后，一個(gè)設(shè)計(jì)人員