参数化设计的推广与应用.docVIP

参数化设计的推广与应用 戴宁生，孔良良 （江苏方源集团有限公司，南京；江苏花山集团有限公司，高淳） 摘要 分析介绍参数化设计原理方法和在江苏方源集团公司的推广与应用，以球阀阀体为例介绍通过调整设计参数进行的优化设计。 关键词 参数化设计；推广与应用；球阀 ， （ ， ， ， ） : , . , . : ; ; 一、传统技术的主要弊端 技术起源于美国，它经历了一个由二维设计技术向三维设计技术发展的过程。早期的二维机械技术实际上是计算机辅助绘图（ ），它只是起到了一个电子图板的作用，因为二维机械技术没能很好地解决设计中最困难的几个问题，如：复杂的投影线生成问题、尺寸漏标问题、漏画图线问题、机构几何关系和运动关系的分析讨论问题、设计的更新与修改问题、设计工程管理问题等。所以，二维机械没有起到真正的计算机辅助设计的作用。 三维技术符合人的设计思维习惯，整个设计过程可以完全在三维模型上讨论，直观形象。因为，我们在进行机械设计时，总是希望零部件能够让我们随心所欲地构建，能够随意拆卸，能够让我们在平面的显示器上构造出三维立体的设计模型，而且希望保留每一个中间结果，以备参数化设计和优化设计。并可进行应力应变分析、质量属性分析、空间运动分析、装配干涉分析、模具设计、编程及可加工性分析、二维工程图的自动生成、外观效果和造型效果评价等工作。因而三维技术才是真正意义上的计算机辅助设计技术（ ）。 机械设计是一项创造性活动，是一个反复修改、不断完善的过程。同时对很多企业来说，设计工作往往是变型或系列化设计，新的设计经常用到已有的设计结果。据不完全统计，零件的结构要素以上是通用或标准化的，零件有是相似的。在参数化设计技术出现以前，传统的使用的方法是先绘制精确图形，在从中抽象几何关系，设计只存储最后的结果，而不关心设计的过程。这种设计系统不支持初步设计过程，缺乏变参数设计功能，不能很好地自动处理对已有图形的修改，不能有效地支持变型化、系列化设计，从而使得设计周期长、设计费用高、设计中存在大量重复劳动，严重影响了设计的效率，无法满足市场需求,在这种情况下参数化设计方法应用而生。 二、参数化设计技术分析 参数化设计（ ），也称为尺寸驱动（ ），是近年来在实际应用中提出的新课题，以驱动为特征，使系统具有交互式绘图的功能，甚至可以根据用户提供的信息驱动系统自动绘图，通过改动图形的某一部分或某几部分的尺寸，或修改已定义好的参数，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现对图形的驱动，以约束造型为核心，以尺寸驱动为特征。在参数化设计中采用参数化模型设计者可以通过调整参数来修改和控制几何形状，实现产品的精确造型，而不必在设计时专注于产品的具体尺寸，参数化设计方法存储了设计的全过程，能设计出一系列而不是单一的产品模型，对已有设计的修改，只需变动相应的参数，而无需运行产品设计的全过程，极大地改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性。 参数化设计的主要表现形式：参数化设计利用零件或产品的组成形状上的相似性，可形成系列化，其各尺寸关系可用一组参数来确定，参数的求解较简单，参数与设计对象的控制尺寸有明显的对应关系，设计结果的修改受参数驱动，它以基本参数作为变量编写相应的程序来定义图形的方法，这些参数称为零件的基本参数。参数化设计是一种参数驱动机制，而参数驱动机制是基于图形数据的操作，因此，可以对图形的几何数据进行参数化修改，而且在修改的同时还要满足图形的约束条件。从不同的角度来讲，参数化设计有两种不同的表现形式： 一是参数化设计意指绘图软件具有参数化功能。如典型的软件和（ ）等。在这些软件里可方便地定义模型和更新显示结果，任何交互式的尺寸改动都会立即导致整个模型的变化，即修改一个尺寸后，图形（包括其他视图）中的相关尺寸都会自动更新。 二是参数化设计意指由应用程序（如 程序）生成的图形具有参数化的功能，具体可理解为图形的所有尺寸是参数化的，可动态改动，这一过程是借助应用程序来实现的，即应用程序负责与用户交互，当用户想修改图形的某一尺寸时，应用程序负责更新这一尺寸及其相关尺寸。 三、集团公司产品参数化设计技术分析及推广与应用 江苏方源集团有限公司是以服务于改造罪犯为宗旨同时为社会创造财富的特殊企业集团，是一家省属国有企业，它拥有多家子公司，现有机械制造企业家，主要产品为压力机、摇臂钻、卡盘、吸盘、阀门、轴承等，生产的产品品种规格多，且多数是传统产品。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形的功能，成为初始设计、产品建模及修改、系列化设计、多方案比较和动态设计的有效手段，方源集团企业生产的产品都具有系列化的特点，均可