基于ProE二次开发平台旋涡泵叶轮参数化模型设计.doc

基于ProE二次开发平台旋涡泵叶轮参数化模型设计 　　摘 要：叶轮是旋涡泵的关键运动部件，其型线方程复杂，形状不规则，模型建立复杂。本文提出了叶轮设计方案，利用Pro/Engineer的二次开发工具Pro/Toolkit实现三维零件建模与参数化设计，极大地提高了旋涡泵叶轮设计的效率和准确性。 　　关键词：旋涡泵；叶轮；二次开发；参数化设计 　　由于旋涡泵的关键运动部件是叶轮，对于形状不规则、型线方程复杂的叶轮，无法用简单图形直接绘制，需要重复计算点坐标，通过描点绘图生成曲线，浪费时间，效率低下。利用Pro/Engineer的二次开发工具Pro/Toolkit进行参数化设计，是直接从零件的三维模型开始设计，可以生成二维图形，实现机械设计方式的改革，如果要设计不同型号的涡轮泵，只要改动几个参数就可实现二维图形以及三维图形的修改。真正实现柔性设计，大大降低旋涡泵的设计难度，减少了设计时间，缩短产品开发周期，为企业的生存和发展赢得宝贵的市场和发展空间。 　　本文针对涡轮泵的部件叶轮，利用Pro/Engineer的二次开发工具Pro/Toolkit设计出更加友好透明的用户界面，方便快捷地实现端盖的参数化设计和修改，准确再生出新的实体模型。 　　1 叶轮实体建模 　　在Pro/Engineer环境用人机交互方式建立端盖三维模型样板。在对叶轮样板进行特征造型时，对二维截面轮廓，利用尺寸标注和施加对称等关系实现对几何图形的全约束。在创建或修改特征需要输入数值时，直接输入参数名。如图1，在草图中标注或修改尺寸值时用参数名代替具体数值。旋涡泵叶轮建模步骤如下： 　　1）打开Pro/ENGINEER软件，新建一个零件，命名为“yelun.prt”，不使用缺省模板，选择“mmns_part_sol 　　id”，进入零件设计环境； 　　2）选取主菜单中的【工具】→【参数】命令，弹出“参数”对话框，单击“+”，添加四个参数D、DA、DB、DC、SD、SB、SBA、R、B。并预先设置各参数的值。如D=62，DA=85，DB=110，DC=50，SD=11，SBA=10，R=5，B=15。单击“确定”按钮； 　　3）选取主菜单【插入】→【旋转】命令。出现实体旋转特征创建的对话框，依次选取【位置】→草绘【定义】，弹出草绘【放置】对话框； 　　4）选取TOP平面为草绘平面，并取默认的草绘方向，反向；默认的草绘参照面，RIGHT；参照方向：右。进入草绘环境后，绘制图形。完成确定。 　　5）选取主菜单【插入】→【孔】命令。出现实体孔特征创建的对话框，选取【位置】，选取参照。在与对称轴成35度和距对称中心DA/2的位置创建四个均匀分布的直孔； 　　6）选取主菜单【插入】→【倒角】命令。出现实体倒角特征创建的对话框，选取【设置】，设置倒角半径为5，按住Ctrl键依次选取要倒角的边； 　　7）选取【工具】→【关系】命令，弹出“关系”对话框。输入所示关系，校验确定； 　　8）最后完成的叶轮的零件图。 　　以上便是旋涡泵叶轮建模过程。如果经过在二次开发的pro/e参数化设计中则不需要重复这些步骤。 　　2 参数化设计 　　参数化设计是采用参数化模型通过调整参数来修改和控制几何形状，从而自动实现产品的精确造型。 　　Pro/E配合其独特的单一数据库设计，所有设计过程中使用的尺寸（参数）都存在数库中，将每个尺寸视为一个可变的参数，只要修改3D零件尺寸，则2D工程图、装配件等就会依照尺寸的修改做几何形状的变化，达到设计变化的一致性，避免人为修改的疏漏，缩短改图时间，提高效率，也正因为有参数化设计，设计者才可以利用强大的数学运算方式，避免了每个尺寸逐一修改的繁琐，从而也相应减少了错误发生。 　　对系列化产品，可以通过抽取关键的参数值，再依设计规范计算出各尺寸值并传递给下级零件和子装配，自动的将模型建造出来。为了使Pro/Engineer软件能在特定的企业单位的特定产品设计中最大限度的发挥潜力，创造效益，需Pro/Engineer进行二次开发。 　　Pro/Toolkit使用的是一种面向对象的编程风格，所以Pro/Engineer和应用程序之间传递信息的数据结构对应用程序而言，并不是直观可见的。这些数据结构只能使用 Pro/Toolkit函数来处理。这里以常规的建模方式创建复合模型，并以C++编译工具 VisualC++作为Pro/Engineer的二次开发工具包。Pro/Toolkit的第三方编译工具编译参数化程序，这些程序直接从模型读出所有约束参数，通过交互界面对有关参数进行修改。再根据新的参数值生成新的模型。 　　对叶轮的二次开发，只需对同类产品的三维模型进行参数化修改，派生出新的三维模型。 　　基本原理是采用三维模型与程序控制相结