畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）課題名稱：基于 Pro/E 的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫的制作（螺釘部分）姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 第 1 章緒論 51 國內(nèi)外 CAD 技術(shù)研究動態(tài) 51.1 國內(nèi)外 CAD 技術(shù)發(fā)展歷程 .51.2 CAD 技術(shù)發(fā)展趨勢 .61.3 Pro/Engineer 二次開發(fā)現(xiàn)狀 72 研究目的、意義 .8第 2 章 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計及建庫實例 102.1 族表基礎(chǔ) 102.1.1 族表(Family Table)菜單簡介 [2] .112.1.2 族表（Family Table）實例的操作 162.1.3 創(chuàng)建族表（Family Table）的步驟 182.1.4 創(chuàng)建族表（Family Table）的幾個注意點 [5] 192.2 零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立 .192.2.1 創(chuàng)建通用零件(Generic Part ) 202.2.2 修改公稱參數(shù)的名稱 242.2.4 添加族項目 262.2.5 創(chuàng)建新的實例 282.2.6 校檢新添加的實例添加實例層 292.2.7 預(yù)覽生成的子實例 31第三章 三維標(biāo)準(zhǔn)庫在裝配中的應(yīng)用 323.1 尾架裝配中標(biāo)準(zhǔn)件的調(diào)用 .32第四章結(jié)論 40論文總結(jié) 40工作展望 41工作感受 41致謝 43摘要：參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計作為一種全新的設(shè)計方法現(xiàn)在已被工業(yè)界廣泛采用。它所具有的高效性、實用性等特點使其成為設(shè)計工作的發(fā)展方向。參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計應(yīng)用水平的高低直接決定了企業(yè)設(shè)計效率與設(shè)計質(zhì)量的高低和企業(yè)核心競爭力的強弱。這是關(guān)系到企業(yè)長久生存與發(fā)展的重大問題。本文是研究三維標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)。標(biāo)準(zhǔn)件包括螺釘、螺栓等。標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)是在Pro/ENGINEER基礎(chǔ)上，依據(jù)它的二次開發(fā)工具族表和excel，設(shè)計并開發(fā)了一套三維標(biāo)準(zhǔn)件庫，實現(xiàn)了各種標(biāo)準(zhǔn)件的自動生成，解決了產(chǎn)品設(shè)計效率、生產(chǎn)重復(fù)勞動、產(chǎn)品開發(fā)周期等問題。實際應(yīng)用表明，利用本論文開發(fā)的系統(tǒng)于各種標(biāo)準(zhǔn)件的建模工作，可提高效率 50％左右。關(guān)鍵字：設(shè)計方法； Pro/Engineer；標(biāo)準(zhǔn)件庫；族表；ESTABLISHMENT OF 3D COMMON AND STANDARD PART LIBRARYABSTRACTKey words: Mechanical manufacturing; Standard piece; Pro/Engineer; 3D databases; Family table;第 1 章緒論1 國內(nèi)外 CAD 技術(shù)研究動態(tài)1.1 國內(nèi)外 CAD 技術(shù)發(fā)展歷程 CAD 技術(shù)起步于 50 年代后期，60 年代，隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，在計算機屏幕上繪圖變?yōu)榭尚?，CAD 技術(shù)開始迅速發(fā)展。CAD 技術(shù)以二維繪圖為主要目標(biāo)的算法一直持續(xù)到 70 年代末期，CAD 開始實用化，以后的 CAD 技術(shù)作為一個分支而相對獨立、平穩(wěn)地發(fā)展。在 CAD 技術(shù)約 50 年的發(fā)展歷史中，共經(jīng)歷了四次重大的技術(shù)革命.（1）第一次 CAD 技術(shù)革命—“貴族化”的曲面造型系統(tǒng)70 年代，法國達(dá)索飛機制造公司的開發(fā)者們，在二維繪圖系統(tǒng) CADCAM 的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了三維曲面造型系統(tǒng) CATIA。此時 CAD 軟件價格極其昂貴，因此被稱為“貴族化”的曲面造型系統(tǒng)。（2）第二次 CAD 技術(shù)革命—生不逢時的實體造型技術(shù)有了表面模型，CAM 的問題可以基本解決。但由于表面模型技術(shù)只能表達(dá)形體的表面信息，難以準(zhǔn)確表達(dá)零件的其他特性?；趯τ?CAD/CAE 一體化技術(shù)的探索，SDRC 公司于 1979 年發(fā)布了世界上第一個完全基于實體造型技術(shù)的大型 CAD/CAE 軟件—I-DEAS。(3)第三次 CAD 技術(shù)革命—一鳴驚人的參數(shù)化設(shè)計技術(shù)正當(dāng)實體造型技術(shù)逐漸普及之時，CAD 技術(shù)的研究又有了重大進展。那就是參數(shù)化實體造型方法。該方法具有以下特點:基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改。80 年代中期，PTC 公司推出最早的參數(shù)化軟件Pro/Engineer。進入 90 年代，參數(shù)化技術(shù)變得比較成熟起來，充分體現(xiàn)出其在許多通用件、零部件設(shè)計上的簡單易行的優(yōu)勢。因而參數(shù)化技術(shù)的應(yīng)用主導(dǎo)了 CAD 發(fā)展史上的第三次技術(shù)革命。 (4)第四次 CAD 技術(shù)革命—更上層樓的變量化技術(shù)參數(shù)化技術(shù)的成功應(yīng)用，使它在 90 年代前后幾乎成為 CAD 業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。但參數(shù)化技術(shù)亦尚有一些不足之處。變量化造型的技術(shù)特點是保留了參數(shù)化技術(shù)基于特征、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改的優(yōu)點，但在約束定義方面做了根本性改變。它的成功應(yīng)用，為 CAD 技術(shù)的發(fā)展提供了更大的空間和機遇。率先使用變量化技術(shù)的軟件是 SDRC 公司推出的 I-DEAS Master Series 軟件。變量化技術(shù)驅(qū)動了 CAD 發(fā)展的第四次技術(shù)革命。從 CAD 技術(shù)的發(fā)展歷程可以看出，CAD 技術(shù)一直處于不斷的發(fā)展和探索之中。沒有那一種技術(shù)是常青樹，正是這種此消彼長的互動和交替，造就了今天CAD 技術(shù)的興旺與繁榮，促進了工業(yè)的高速發(fā)展。CAD 技術(shù)在我國 CAD 技術(shù)的研究和開發(fā)工作起步相對較晚，自 80 年代開始，CAD 技術(shù)應(yīng)用工作才逐步得到了開展。在參數(shù)化技術(shù)方面我國仍處在不斷完善二維圖形參數(shù)化技術(shù)階段。國內(nèi)有自主版權(quán)的 CAD 軟件如高華 CAD、電子圖板 CAXA、開目 CAD 等軟件技術(shù)含量相對較低，它們主要面向國內(nèi)市場，提供操作簡便的二維工程圖設(shè)計平臺，在設(shè)計的參數(shù)化及軟件的可靠性方面都需進一步提高。值得注意的是，經(jīng)過多年的投入和推廣，我國 CAD 技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用在機械、電子、航空、建筑等行業(yè)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)起到了提高企業(yè)的設(shè)計效率、優(yōu)化設(shè)計方案、減輕技術(shù)人員的勞動強度、縮短設(shè)計周期、加強設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化的作用。近年來，我國 CAD 技術(shù)的研究也有了長足的進步。1.2 CAD 技術(shù)發(fā)展趨勢隨著CAD技術(shù)的不斷研究、開發(fā)與廣泛應(yīng)用，對CAD技術(shù)提出越來越高的要求，因此CAD從本身技術(shù)的發(fā)展來看，其發(fā)展趨勢是參數(shù)化、三維化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。具體表現(xiàn)為:(1)參數(shù)化設(shè)計參數(shù)化一直是CAD系統(tǒng)所追求的目標(biāo)，它能極大地提高機械設(shè)計效率。通過尺寸驅(qū)動既能為用戶提供設(shè)計對象的直觀、準(zhǔn)確的反饋，又能隨時對設(shè)計對象加以修改。(2)三維化傳統(tǒng)的CAD主要以二維繪圖軟件為主。從設(shè)計的觀點來看，人們頭腦中所構(gòu)思的設(shè)計對象是三維物體，用二維圖形表示三維物體有很多局限性。而采用三維建模更能直觀、全面地反映設(shè)計意圖。在三維的基礎(chǔ)上可以進行裝配、干涉檢查、有限元分析、運動分析等高級的計算機輔助設(shè)計工作。（3）智能化CAD技術(shù)作為一種設(shè)計工具，其核心目標(biāo)在于能夠幫助工程技術(shù)人員設(shè)計出更好、更具市場競爭力的產(chǎn)品。在以幾何模型為主的現(xiàn)代通用CAD技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展面向設(shè)計過程的智能CAD技術(shù)是一種必然的趨勢。 （4）網(wǎng)絡(luò)化從工作站和高性能微機問世以后，大多數(shù)用戶采用工作站和微機系統(tǒng)來代替集中式CAD系統(tǒng)，形成網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)。借助于互聯(lián)網(wǎng)的跨地域、跨時空的溝通特性和近乎無限的接入能力，CAD軟件的團隊協(xié)作能力可以直接利用互聯(lián)網(wǎng)進行。(5)集成化從制造業(yè)的信息化角度來看，CAD的廣義概念包括AD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERP技術(shù)的集合，利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM集成技術(shù)，實現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計與制造。（6）標(biāo)準(zhǔn)化隨著CAD系統(tǒng)的集成和網(wǎng)絡(luò)化，制定各種產(chǎn)品設(shè)計、評測和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)勢在必行。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織己經(jīng)頒布了新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)STEP。建立符合STEP標(biāo)準(zhǔn)的全局產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型是企業(yè)未來發(fā)展的需要。同時國家還將建立圖文并茂、參數(shù)化的標(biāo)準(zhǔn)件庫，替你現(xiàn)行的各種形式的標(biāo)準(zhǔn)化手冊。1.3 Pro/Engineer 二次開發(fā)現(xiàn)狀由于Pro/Engineer在CAD/CAM領(lǐng)域的優(yōu)秀表現(xiàn)，它在各個大中型企業(yè)中的使用率越來越高。但是這同時也帶來了另外一個問題，那就是怎樣對通用軟件進行本地化的問題。因為通用的CAD軟件在設(shè)計的時候不可能考慮到每個企業(yè)的特殊情況，要想充分發(fā)揮CAD軟件的功能，為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益，企業(yè)必須跟據(jù)自身的特點，對軟件進行本地化的工作，即二次開發(fā)。這也是所有CAD軟件都留有開發(fā)接口的原因。Pro/Engineer的開發(fā)從實現(xiàn)方法上大致可以分為兩類:一類主要是對Pro/Engineer中使用的標(biāo)準(zhǔn)(如:公差符號、尺寸標(biāo)注樣式等)進行符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的改造。這類開發(fā)只需要根據(jù)Pro/Engineer的開發(fā)工具族表進行各種參數(shù)設(shè)置;另一類是需要開發(fā)出人性化的界面以方便用戶的使用，以及進行數(shù)據(jù)庫的連接。這一類一般是在比較大型的系統(tǒng)中出現(xiàn)，因為操作復(fù)雜必須要有友好界面。所以必須借助于其它的開發(fā)工具來實現(xiàn)。而這就涉及了開發(fā)工具和Pro/toolkit的兼容性問題。這個問題長期以來一直困擾著開發(fā)人員，沒有得到很好的解決。這也是使得人們認(rèn)為Pro/Engineer難于開發(fā)的原因之一。2 研究目的、意義本論文是在裝配設(shè)計過程中，為提高設(shè)計效率，減少重復(fù)勞動，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，針對設(shè)計過程中所遇到的問題而做的部分研究工作。機械設(shè)計領(lǐng)域里傳統(tǒng)的二維設(shè)計最終將被三維設(shè)計所取代。而如何更好地利用三維軟件進行產(chǎn)品設(shè)計存在著以下值得研究的問題。因此，本論文的研究目的在于解決以下關(guān)鍵問題:(1)參數(shù)化建模參數(shù)化技術(shù)是當(dāng)前CAD技術(shù)重要的研究領(lǐng)域之一。參數(shù)化設(shè)計一般是指設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)比較定型，可以用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系。參數(shù)的求解較簡單，參數(shù)與設(shè)計對象的控制尺寸有顯式的對應(yīng)，設(shè)計結(jié)果的修改受到尺寸驅(qū)動。參數(shù)化設(shè)計技術(shù)以其強有力的草圖設(shè)計、尺寸驅(qū)動修改圖形功能，成為初始設(shè)計、產(chǎn)品建模及修改系列設(shè)計、多方案比較和動態(tài)設(shè)計的有效手段。因此，如何充分地運用參數(shù)化技術(shù)進行零件的參數(shù)化建模來提高各種零件的建模效率是本文研究的重點。運用參數(shù)化建?？梢酝耆慵淖詣踊＃峁┑闹皇且恍┗镜脑O(shè)計參數(shù)。從而減少設(shè)計過程中的大量重復(fù)性的工作，大大提高工作效率。(2)模板的開發(fā)定制采用Pro/Engineer進行三維建模中，模板是建模的基礎(chǔ)，它能將相關(guān)的信息傳遞給根據(jù)模板創(chuàng)建的文件。通過模板創(chuàng)建的文件具有統(tǒng)一的界面、格式，符合相同的標(biāo)準(zhǔn)，如系統(tǒng)單位、零件精度、模型文件的參數(shù)及參數(shù)值等。在一定程度上可以提高設(shè)計效率。(3)標(biāo)準(zhǔn)零件庫的創(chuàng)建在機械設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量日益增多，這主要是因為采用標(biāo)準(zhǔn)件給產(chǎn)品的設(shè)計、制造、裝配帶來了很大的方便。設(shè)計人員如果能從CAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件庫中獲得滿足設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)件，則可大大減少重復(fù)勞動，提高設(shè)計效率，從而縮短新產(chǎn)品的研制周期，所以，提供標(biāo)準(zhǔn)件庫或者提供開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫的工具是CAD系統(tǒng)的一個重要組成部分，也是評價CAD系統(tǒng)的一個重要指標(biāo)。在設(shè)計過程中，如果缺少標(biāo)準(zhǔn)件庫，在調(diào)用每一個標(biāo)準(zhǔn)件時，就需要像別的非標(biāo)零件一樣，重新建模。而標(biāo)準(zhǔn)件的頻繁調(diào)用，大大降低了裝配效率，造成了時間和精力上的浪費。 第二章 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計及建庫實例2.1 族表基礎(chǔ)族表是Pro/ENG工NEER中的一個利用表格來驅(qū)動模型的工具，可以將事先定義好了的模型(稱為“GENER工C”的零件)中可供驅(qū)動的尺寸參數(shù)、特征、模型參數(shù)等放入表格中，通過在表格中輸入新的參數(shù)值就可以創(chuàng)建一個新的零件(稱為“INSTANCE” 的零件)。族表的產(chǎn)生過程是，首先建立一個具有代表性的零件， 此零件稱為普通零件(或原始零件)_Generic Part。然后，根據(jù)可變情況編輯族表項目，可變項目可以是:尺寸、參數(shù)、特征和組件等。完成族表內(nèi)容后，需進行較對，然后系統(tǒng)會自動一一再生，從而生成若干子零件(Instance Part)族 表 是 本質(zhì)上相似零件(或裝配或特征)的集合，但在一兩個方面稍有不同。例如，圖2-1所示，這些螺釘雖然有各種尺寸，但它們看起來是一樣的并且具有相同的功能。這些零件構(gòu)成一個“族表” ， “族表” 中的零件也稱表驅(qū)動零件。“族表”的實例零件圖 2-1 族表零件2.1.1 族表(Family Table)菜單簡介 [2]選擇菜單“工具/族表（Family Table） ”選項，彈出如圖2-1-2所示的族表（Family Table）對話框。該對話框的有關(guān)操作介紹如下。（1）查找范圍（Look In）組合框：從組合框選擇或輸入需要在族表中編輯的實例名。圖2-2族表對話框圖2-3陣列實例對話框（2） （Patten）：按增量復(fù)制所選實例按鈕。在族表中選中一個實例，單擊此按鈕，彈出如圖2-1-3所示對話框。通過在該對話框中設(shè)置尺寸或參數(shù)增量，這樣一次可生成按所選參數(shù)和尺寸遞增的多個實例，其他尺寸或參數(shù)值不變。用于陣列的實例和生成的多個實例沒有父子關(guān)系，因此刪除陣列中的任何一個對其他實例不會產(chǎn)生影響。利用陣列生成的實例還可以作為新“族表（Family Table） ”的基準(zhǔn)零件。另外，也可以在多個方向進行陣列復(fù)制。在“方向”欄中單擊按鈕，出現(xiàn)方向2。第一個方向是定義的要一起增加其值的參數(shù)和尺寸。第二個方向相對與每一個方向的實例而言，實際上是一個第一方向的陣列復(fù)制。如圖2-1-4所示，選取“d”為變量，第一個方向的增量為“-20”，第二個方向的。表2-4 陣列實例方向增量為“-5” ，最后生成如圖2-1-5所示的族表（Family Table） 。圖2-5陣列生成的族表（3） ：添加刪除表列按鈕。單擊此按鈕彈出如圖2-1-6所示的“族項目”表2-6族項目對話框?qū)υ捒?，此對話框包含相似零件的相異之處，如尺寸、特征、參?shù)、元件、外部參照等。單擊 按鈕，新增項目；單擊 按鈕，刪除增加的項目；單擊 按鈕，選取全部項目；單擊 按鈕，取消選取全部項目。通過過濾器可以選擇相應(yīng)的項目，例如選中過濾器“參數(shù)”前的復(fù)選框，則“項目”欄中只有參數(shù)項。（4） ：在所選行處加入新的實例按鈕。（5） ：在當(dāng)前編輯的零件表中查找實例按鈕。單擊此按鈕，彈出如圖2-1-7所示的對話框，可以按項目、值及各種邏輯關(guān)系查找實例。圖2-7“搜索”對話框（6） ：預(yù)覽選中實例按鈕。（7） ：鎖定/解鎖實例按鈕。選中一個實例或者按Ctrl鍵選擇多個實例，單擊此按鈕，或者選擇菜單“工具/鎖定/解鎖實例”選項，可以鎖定或解鎖實例，鎖定實例的表驅(qū)動特性不能被修改。鎖定實例時，實例前出現(xiàn) 圖標(biāo)。（8） ：校檢族的實例。當(dāng)創(chuàng)建完族表（Family Table）以后，需要計算每一個實例是否可以再生。再生實例后，在對話框的“校檢狀態(tài)”列中將顯示再生狀態(tài)（成功或失?。?。校檢結(jié)果被寫入.tst的文件。如果族表中包含多層實例，即族樹中有多個分支，則校檢時將校檢所有選取的實例。（9） ：用Excel表編輯族表按鈕。在Excel中可以進行插入新行、創(chuàng)建其他實例、重排序項目或?qū)嵗炔僮鳌Ｍ瓿蛇@些操作后，單擊“族表（Family Table） ”菜單欄中的“文件/更新Pro/Engineer” 。Excel檢查“族表（Family Table） ”可接受的值、名稱等。如果發(fā)現(xiàn)錯誤，Excel會提示修復(fù)錯誤。如果沒有發(fā)現(xiàn)錯誤，Excel將更改保存到族表中。這時候可以退出Excel，回到“族表（Family Table） ”對話框。2.1.2 族表（Family Table）實例的操作1.族表（Family Table）文件的打開打開包含族表（Family Table）的文件，選擇菜單“文件/打開”選項或者單擊工具欄中的 按鈕，彈出如圖2-1-8所示的對話框，這時可以“按名稱”或者“按參數(shù)”打開文件。按名稱打開文件，需要選定一個實例名，單擊“打開”按鈕即可。圖2-8 按名稱打開實例按參數(shù)打開文件，需要選中一個參數(shù)，再選中一個值，在“名稱”對話框中出現(xiàn)對應(yīng)的實例名如圖2-1-9所示，單擊“打開”按鈕即可。如果要恢復(fù)整個名稱的實例列表，單擊“恢復(fù)”按鈕即可。2-9 按參數(shù)打開實例2. 實例加速器在每次打開實例時，系統(tǒng)都會重新生成所有特征，這樣相當(dāng)耗時。把實例存儲在實例加速器文件中，可以大大減少從磁盤上檢索零件或組件實例時間。但是這樣的操作會占用大量的磁盤空間。對于每個實例零件都會產(chǎn)生擴展名為“*.xpr”的加速器文件。對于組件產(chǎn)生擴展名為“*.xas”的加速器文件。系統(tǒng)保存零件和組件實例的方式由“保存實例加速器”變量控制?？捎孟旅鎯煞N方法設(shè)置和修改變量。（1）設(shè)置配置文件選項save-instance-accelerateor。該選項的取值如有：無、始終、顯示。 “無”為默認(rèn)值，系統(tǒng)保存普通模型及通過“族表（Family Table） ”來保存實例時，系統(tǒng)不產(chǎn)生加速器文件。 “始終” ，當(dāng)實例本身被明確保存或通過高一級對象保存時，系統(tǒng)將產(chǎn)生加速器文件。 “顯式” ，只有當(dāng)明確保存實例時，系統(tǒng)才產(chǎn)生加速器文件。（2）選擇菜單“文件/實例/加速器選項”選項，彈出如圖2-1-10所示的對話框。單擊“更新”按鈕，則在零件所在的目錄下出現(xiàn)實例對應(yīng)的以“*.xpr”為擴展名的加速器文件。 “使用選項”中的各選項和“配置文件”中的相同。圖2-10 實例加速器對話框3.創(chuàng)建或更新索引文件選擇菜單“文件/實例操作/更新索引”選項來創(chuàng)建或更新索引文件。實例索引文件能使用戶只需輸入實例名就可檢索實例。實例索引文件名為directoryname.idx（其中directoryname是文件存放的目錄名） 。保存任何普通模型時將自動創(chuàng)建一個新的實例索引文件或更新現(xiàn)有實例索引文件，系統(tǒng)自動把族表（Family Table）的所有實例加到索引文件中，包括子族中的實例名。“*.idx”文件是文本文件，可在Pro/Engineer之外任何文本編輯器進行編輯。但是，如果在Pro/Engineer之外編輯此文件，Pro/Engineer將不能識別此文件。4.有關(guān)普通模型和實例的保存選擇菜單“文件/保存”選項來保存普通模型。系統(tǒng)自動將所有實例的名稱增加到實例索引文件中，而無需重新生成它們，包括實例的下層實例。但是如果將一個特殊的實例保存為分離模型，即對單個實例采用“文件/保存”或者“文件/保存副本” ，那么該實例將與普通模型不再由任何聯(lián)系。2.1.3 創(chuàng)建族表（Family Table）的步驟（1）創(chuàng)建一個模型樣板，作為普通模型來使用。（2）在“零件”或“組件”菜單中，單擊“族表（Family Table） ”，將“族表（Family Table） ”打開。（3）此時，族表（Family Table）只有普通模型。單擊 圖標(biāo)， “族表（Family Table）項目”對話框打開。選取要添加的項目，單擊“確定”按鈕回到“族表（Family Table） ”。（4）單擊 圖標(biāo)，出現(xiàn)一個新行。此實例和普通模型相同，可以用來陣列實例。（5）單擊 圖標(biāo)，出現(xiàn)陣列實例對話框，在“數(shù)量”對話框中輸入要陣列的數(shù)量。選取要陣列的尺寸或參數(shù)，單擊 按鈕，接受該項目。在“增量”對話框中輸入增量值，單擊回車鍵，然后單擊“確定” 。（6）單擊 圖標(biāo)，校檢各實例是否能生成。（7）如果要創(chuàng)建多層族表（Family Table） ，選取要用于創(chuàng)建新“族表（Family Table） ”的實例。單擊“族表（Family Table） ”菜單“插入/實例層表” ，將創(chuàng)建新的“族表（Family Table） ”。所選實例成為新族表（Family Table）中的普通模型。2.1.4 創(chuàng)建族表（Family Table）的幾個注意點 [5]（1）選擇合適的普通模型樣板，樣板模型應(yīng)該包含族表（Family Table）中所有零件的所有特征。這樣可以把一些零件步具有的特征添加到零件表中，只需在對話框中選擇“N”選項即可。（2）在構(gòu)件普通模型時，注意充分利用關(guān)系式約束各變量之間的關(guān)系，在標(biāo)注原始模型時選擇合理的基準(zhǔn)，這樣可以減少變量。（3）在構(gòu)建多層族表（Family Table）時，注意理清各層之間的關(guān)系。2.2 零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立是標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫建立的基礎(chǔ)，族表（Family Table）的建立在零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立中起著及其關(guān)鍵的作用。下面以本設(shè)計中所建立的螺釘標(biāo)準(zhǔn)件庫中的一個螺釘零件，螺釘（gld_gbt65_2000）為例，簡單的說明一下零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立過程。2.2.1 創(chuàng)建通用零件(Generic Part )前面在族表（Family Table）的建立時介紹過，在建立族表（Family Table）時要先創(chuàng)建一個具有代表性的零件--通用零件(Generic Part )，所以在建立螺釘標(biāo)準(zhǔn)件庫時要先創(chuàng)建該螺釘?shù)耐ㄓ昧慵?Generic Part )。1.新建零件單擊 按鈕，在“名字”對話框中輸入“gld_gbt65_2000” ，單擊“使用默認(rèn)模板”復(fù)選框取消選中標(biāo)志。單擊“確定”按鈕，打開“新文件選項”對話框。選擇“mms-part-solid”模板，建立單位為公制的新文件。2.創(chuàng)建螺釘零件單擊右側(cè)工具欄中的“旋轉(zhuǎn)” 按鈕，接受工作區(qū)下方“操縱板”默認(rèn)的選項。單擊“操縱板”中的“位置”按鈕，在彈出的菜單中選擇“定義” ，彈出的“草繪”對話框，選擇“FRONT”為草繪平面。接受系統(tǒng)默認(rèn)的草繪方向和參照平面，單擊“草繪”對話框中的“草繪”按鈕進入草繪模式。在草繪模式下，繪制如圖2-11所示圖形。圖2-11拉伸草圖完成后單擊工作區(qū)右側(cè)的“確定” 按鈕，退出草繪模式。在工作區(qū)下方的“旋轉(zhuǎn)角度”輸入框中輸入旋轉(zhuǎn)角度“360” ，單擊“確定” 按鈕，完成圖2-12所示的特征。圖2-12生成的特征這步為止，螺釘?shù)幕拘螤钜呀?jīng)基本生成了，下面進行開槽的繪制。單擊右側(cè)工具欄中的“拉伸” 按鈕，接受工作區(qū)下方“操縱板”默認(rèn)的選項。單擊“操縱板”中的“位置”按鈕，在彈出的菜單中選擇“定義” ，彈出的“草繪”對話框，選擇“FRONT”為草繪平面。接受系統(tǒng)默認(rèn)的草繪方向和參照平面，單擊“草繪”對話框中的“草繪”按鈕進入草繪模式。在草繪模式下，繪制如圖2-13所示圖2-13草繪特征寬0.4長0.45的長方形完成后單擊工作區(qū)右側(cè)的“確定” 按鈕，退出草繪模式。完成后選擇選取“拉伸深度”為 （拉伸至所有曲面）然后選擇 去除材料特征單擊“確定” 按鈕，完成圖2-14所示的特征。圖2-14槽特征然后選擇“倒圓角” 按鈕選擇需要倒角的地方 ,輸入倒角半徑0.1單擊“確定” 按鈕，完成圖6所示的特征圖6倒角特征然后生成螺紋的修飾步驟如下:步驟1選擇“插入/修飾/螺紋”命令，后彈出如圖示修飾螺紋對話框，屏幕下方提示“選取螺紋曲面” 。 步驟2：選取螺桿的外表面，如下圖所示。此時“修飾：螺紋”對話框的箭頭指向“起始曲面”所示。步驟3:選取彈出的菜單管理器中選擇正向,如圖模型上箭頭只是特征創(chuàng)建方向.如圖2-16所示.步驟4:系統(tǒng)彈出如圖3-16所示的指定螺紋長度菜單，選擇“盲孔/完成” 。步驟5:在控制面板中輸入螺紋深度：9.3，然后單擊 按鈕。步驟6：在控制面板中輸入螺紋直徑1.22，然后單擊 按鈕。步驟7：單擊“完成/返回” ， 然后單擊確定按鈕完成修飾螺紋如圖2-16所示。圖2-6完成螺紋修飾至此，螺釘零件也就完成了。2.2.2 修改公稱參數(shù)的名稱為了方便地識別個參數(shù)，方便在以后的設(shè)計中迅速的調(diào)用各參數(shù)，最好把螺釘中一些系統(tǒng)默認(rèn)的參數(shù)名稱修改為熟悉的參數(shù)符號名。用鼠標(biāo)右鍵單擊模型樹中的“旋轉(zhuǎn)”特征，在彈出的菜單中選擇“編輯” 命令，出現(xiàn)如圖2-16所示的尺寸。圖2-16顯示編輯的尺寸選取圖中的尺寸“直徑3” ，選中后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“屬性” ，在彈出的“尺寸屬性”對話框中選擇“尺寸文本”把尺寸名稱改為法蘭外徑“dk” ，如圖2-17所示。 圖2-17尺寸屬性對話框同理，按照《機械設(shè)計手冊》中的要求，把尺寸“1.1000”改成沉頭厚度“k”，把螺釘?shù)拈L度“10”改成長度“l(fā)” ，把大徑尺寸“1.6”螺釘大徑“d” ，把螺釘槽寬“0.4”改成“n” ，把高度尺寸“0.45”改成高度 “t” ，把倒角尺寸“0.1” ，改成倒角 “r” 。同時修改螺紋的長度9.3用字母b表示2.2.3 添加關(guān)系式在建立族表（Family Table）時，經(jīng)常要建立一些關(guān)系式，以確保零件間各尺寸的正確性。在螺釘中，要建立關(guān)系式的是D1=D-2*0.541*p，根據(jù)分析計算可確定大徑與小徑的關(guān)系。同時確定在螺釘長度大于38時的長度關(guān)系，所用關(guān)系式為 IF (L45)B=L-2*PELSEB=38ENDIF選擇菜單“工具/關(guān)系”選項，彈出如圖2-18所示的“關(guān)系”對話框。在對話框中輸入“D1=D-2*0.541*p IF (L45) B=L-2*PELSE B=38 ENDIF”，單擊“確定”按鈕。圖2-18關(guān)系對話框2.2.4 添加族項目選擇菜單“工具/族表（Family Table） ”選項，彈出“族表（Family Table） ”對話框，單擊 按鈕，彈出如圖2-19所示的“族項目”對話框。接受系統(tǒng)默認(rèn)的“添加項目”中的“尺寸”選項，單擊模型樹中的各個項目，可以在零件圖中出現(xiàn)對應(yīng)的尺寸，為了方便輸入族表（Family Table）的數(shù)據(jù)，按照《機械設(shè)計手冊》上的順序單擊螺釘大徑“1.6” 、沉頭螺釘槽寬0.4和深0.45，螺釘頭大徑3以及高度3，倒角半徑0.1。這些尺寸，則在“項目”對話框中相對應(yīng)的增加了所選中的項目，選取完參數(shù)后的“族項目”如圖2-19所示。單擊“確定”按鈕，完成項目的添加，彈出如圖2-20所示的“族表”對話框。圖2-19族項目對話框圖2-20“族表”對話框2.2.5 創(chuàng)建新的實例要在族表（Family Table）中增加新的實例，可以在“族表”中單擊按鈕增加實例，也可以單擊 按鈕，在Excel表格中編輯數(shù)據(jù)來增加新的實例。在如圖2-20所示的“族表”對話框中，單擊 按鈕，彈出如圖2-21所示的Excel表格。把《機械設(shè)計手冊》中凸面鋼制管法蘭蓋（gb9123-6）的相關(guān)尺寸輸入到Excel表格中，如圖2-21所示。單擊Excel表格上方工具欄中的圖2-21 Excel表格圖2-22 讀入數(shù)據(jù)后的“族表”對話框按鈕，把Excel表格中的數(shù)據(jù)讀入到“族表”對話框中，如圖2-22所示。2.2.6 校檢新添加的實例添加實例層單擊 按鈕，彈出 “族樹”對話框。單擊 按鈕，則系統(tǒng)對各子實例逐一進行校檢。當(dāng)校檢成功后在“校檢狀態(tài)”欄中出現(xiàn)“成功”字樣，如圖 2-32 所示。反之，如果校檢失敗，則在“校檢狀態(tài)”欄中出現(xiàn)“失敗”字樣。這就要求我們對所建立的族表（Family Table）進行檢查，改正錯誤。圖 2-32 校檢成功對話框 圖 2-33 插入實例層表建立第二層族表。選擇 M5，單擊“插入/實例層表”命令。如圖 2-33 所示。系統(tǒng)彈出如圖 2-34 所示的族表編輯框，然后單擊“添加/刪除表例”按鈕添加螺栓長度尺寸 L，然后單擊 按鈕。圖 2-34 次級族表編輯框單擊“插入長度系列實例”按鈕 ，如圖 2-35 所示，填入數(shù)據(jù)后單擊按鈕。圖 2-35 輸入長度系列同樣的方法可以補全其他實例的長度系列。然后對所有的數(shù)據(jù)進行校驗，以保證錄入的數(shù)據(jù)無相互沖突。單擊 ，校驗完畢單擊 按鈕，關(guān)閉“族表SCREW”窗口。2.2.7 預(yù)覽生成的子實例選中一個子實例的“實例名” ，如“M3_GBT65” ，單擊 按鈕，彈出如圖2- 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ）課題名稱：基于 Pro/E 的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫的制作（螺釘部分）姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 第 1 章緒論 51 國內(nèi)外 CAD 技術(shù)研究動態(tài) 51.1 國內(nèi)外 CAD 技術(shù)發(fā)展歷程 .51.2 CAD 技術(shù)發(fā)展趨勢 .61.3 Pro/Engineer 二次開發(fā)現(xiàn)狀 72 研究目的、意義 .8第 2 章 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計及建庫實例 102.1 族表基礎(chǔ) 102.1.1 族表(Family Table)菜單簡介 [2] .112.1.2 族表（Family Table）實例的操作 162.1.3 創(chuàng)建族表（Family Table）的步驟 182.1.4 創(chuàng)建族表（Family Table）的幾個注意點 [5] 192.2 零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立 .192.2.1 創(chuàng)建通用零件(Generic Part ) 202.2.2 修改公稱參數(shù)的名稱 242.2.4 添加族項目 262.2.5 創(chuàng)建新的實例 282.2.6 校檢新添加的實例添加實例層 292.2.7 預(yù)覽生成的子實例 31第三章 三維標(biāo)準(zhǔn)庫在裝配中的應(yīng)用 323.1 尾架裝配中標(biāo)準(zhǔn)件的調(diào)用 .32第四章結(jié)論 40論文總結(jié) 40工作展望 41工作感受 41致謝 43摘要：參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計作為一種全新的設(shè)計方法現(xiàn)在已被工業(yè)界廣泛采用。它所具有的高效性、實用性等特點使其成為設(shè)計工作的發(fā)展方向。參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計應(yīng)用水平的高低直接決定了企業(yè)設(shè)計效率與設(shè)計質(zhì)量的高低和企業(yè)核心競爭力的強弱。這是關(guān)系到企業(yè)長久生存與發(fā)展的重大問題。本文是研究三維標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)。標(biāo)準(zhǔn)件包括螺釘、螺栓等。標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)是在Pro/ENGINEER基礎(chǔ)上，依據(jù)它的二次開發(fā)工具族表和excel，設(shè)計并開發(fā)了一套三維標(biāo)準(zhǔn)件庫，實現(xiàn)了各種標(biāo)準(zhǔn)件的自動生成，解決了產(chǎn)品設(shè)計效率、生產(chǎn)重復(fù)勞動、產(chǎn)品開發(fā)周期等問題。實際應(yīng)用表明，利用本論文開發(fā)的系統(tǒng)于各種標(biāo)準(zhǔn)件的建模工作，可提高效率 50％左右。關(guān)鍵字：設(shè)計方法； Pro/Engineer；標(biāo)準(zhǔn)件庫；族表；ESTABLISHMENT OF 3D COMMON AND STANDARD PART LIBRARYABSTRACTKey words: Mechanical manufacturing; Standard piece; Pro/Engineer; 3D databases; Family table;第 1 章緒論1 國內(nèi)外 CAD 技術(shù)研究動態(tài)1.1 國內(nèi)外 CAD 技術(shù)發(fā)展歷程 CAD 技術(shù)起步于 50 年代后期，60 年代，隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，在計算機屏幕上繪圖變?yōu)榭尚校珻AD 技術(shù)開始迅速發(fā)展。CAD 技術(shù)以二維繪圖為主要目標(biāo)的算法一直持續(xù)到 70 年代末期，CAD 開始實用化，以后的 CAD 技術(shù)作為一個分支而相對獨立、平穩(wěn)地發(fā)展。在 CAD 技術(shù)約 50 年的發(fā)展歷史中，共經(jīng)歷了四次重大的技術(shù)革命.（1）第一次 CAD 技術(shù)革命—“貴族化”的曲面造型系統(tǒng)70 年代，法國達(dá)索飛機制造公司的開發(fā)者們，在二維繪圖系統(tǒng) CADCAM 的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了三維曲面造型系統(tǒng) CATIA。此時 CAD 軟件價格極其昂貴，因此被稱為“貴族化”的曲面造型系統(tǒng)。（2）第二次 CAD 技術(shù)革命—生不逢時的實體造型技術(shù)有了表面模型，CAM 的問題可以基本解決。但由于表面模型技術(shù)只能表達(dá)形體的表面信息，難以準(zhǔn)確表達(dá)零件的其他特性。基于對于 CAD/CAE 一體化技術(shù)的探索，SDRC 公司于 1979 年發(fā)布了世界上第一個完全基于實體造型技術(shù)的大型 CAD/CAE 軟件—I-DEAS。(3)第三次 CAD 技術(shù)革命—一鳴驚人的參數(shù)化設(shè)計技術(shù)正當(dāng)實體造型技術(shù)逐漸普及之時，CAD 技術(shù)的研究又有了重大進展。那就是參數(shù)化實體造型方法。該方法具有以下特點:基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改。80 年代中期，PTC 公司推出最早的參數(shù)化軟件Pro/Engineer。進入 90 年代，參數(shù)化技術(shù)變得比較成熟起來，充分體現(xiàn)出其在許多通用件、零部件設(shè)計上的簡單易行的優(yōu)勢。因而參數(shù)化技術(shù)的應(yīng)用主導(dǎo)了 CAD 發(fā)展史上的第三次技術(shù)革命。 (4)第四次 CAD 技術(shù)革命—更上層樓的變量化技術(shù)參數(shù)化技術(shù)的成功應(yīng)用，使它在 90 年代前后幾乎成為 CAD 業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。但參數(shù)化技術(shù)亦尚有一些不足之處。變量化造型的技術(shù)特點是保留了參數(shù)化技術(shù)基于特征、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改的優(yōu)點，但在約束定義方面做了根本性改變。它的成功應(yīng)用，為 CAD 技術(shù)的發(fā)展提供了更大的空間和機遇。率先使用變量化技術(shù)的軟件是 SDRC 公司推出的 I-DEAS Master Series 軟件。變量化技術(shù)驅(qū)動了 CAD 發(fā)展的第四次技術(shù)革命。從 CAD 技術(shù)的發(fā)展歷程可以看出，CAD 技術(shù)一直處于不斷的發(fā)展和探索之中。沒有那一種技術(shù)是常青樹，正是這種此消彼長的互動和交替，造就了今天CAD 技術(shù)的興旺與繁榮，促進了工業(yè)的高速發(fā)展。CAD 技術(shù)在我國 CAD 技術(shù)的研究和開發(fā)工作起步相對較晚，自 80 年代開始，CAD 技術(shù)應(yīng)用工作才逐步得到了開展。在參數(shù)化技術(shù)方面我國仍處在不斷完善二維圖形參數(shù)化技術(shù)階段。國內(nèi)有自主版權(quán)的 CAD 軟件如高華 CAD、電子圖板 CAXA、開目 CAD 等軟件技術(shù)含量相對較低，它們主要面向國內(nèi)市場，提供操作簡便的二維工程圖設(shè)計平臺，在設(shè)計的參數(shù)化及軟件的可靠性方面都需進一步提高。值得注意的是，經(jīng)過多年的投入和推廣，我國 CAD 技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用在機械、電子、航空、建筑等行業(yè)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)起到了提高企業(yè)的設(shè)計效率、優(yōu)化設(shè)計方案、減輕技術(shù)人員的勞動強度、縮短設(shè)計周期、加強設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化的作用。近年來，我國 CAD 技術(shù)的研究也有了長足的進步。1.2 CAD 技術(shù)發(fā)展趨勢隨著CAD技術(shù)的不斷研究、開發(fā)與廣泛應(yīng)用，對CAD技術(shù)提出越來越高的要求，因此CAD從本身技術(shù)的發(fā)展來看，其發(fā)展趨勢是參數(shù)化、三維化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。具體表現(xiàn)為:(1)參數(shù)化設(shè)計參數(shù)化一直是CAD系統(tǒng)所追求的目標(biāo)，它能極大地提高機械設(shè)計效率。通過尺寸驅(qū)動既能為用戶提供設(shè)計對象的直觀、準(zhǔn)確的反饋，又能隨時對設(shè)計對象加以修改。(2)三維化傳統(tǒng)的CAD主要以二維繪圖軟件為主。從設(shè)計的觀點來看，人們頭腦中所構(gòu)思的設(shè)計對象是三維物體，用二維圖形表示三維物體有很多局限性。而采用三維建模更能直觀、全面地反映設(shè)計意圖。在三維的基礎(chǔ)上可以進行裝配、干涉檢查、有限元分析、運動分析等高級的計算機輔助設(shè)計工作。（3）智能化CAD技術(shù)作為一種設(shè)計工具，其核心目標(biāo)在于能夠幫助工程技術(shù)人員設(shè)計出更好、更具市場競爭力的產(chǎn)品。在以幾何模型為主的現(xiàn)代通用CAD技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展面向設(shè)計過程的智能CAD技術(shù)是一種必然的趨勢。 （4）網(wǎng)絡(luò)化從工作站和高性能微機問世以后，大多數(shù)用戶采用工作站和微機系統(tǒng)來代替集中式CAD系統(tǒng)，形成網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)。借助于互聯(lián)網(wǎng)的跨地域、跨時空的溝通特性和近乎無限的接入能力，CAD軟件的團隊協(xié)作能力可以直接利用互聯(lián)網(wǎng)進行。(5)集成化從制造業(yè)的信息化角度來看，CAD的廣義概念包括AD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERP技術(shù)的集合，利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM集成技術(shù)，實現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計與制造。（6）標(biāo)準(zhǔn)化隨著CAD系統(tǒng)的集成和網(wǎng)絡(luò)化，制定各種產(chǎn)品設(shè)計、評測和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)勢在必行。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織己經(jīng)頒布了新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)STEP。建立符合STEP標(biāo)準(zhǔn)的全局產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型是企業(yè)未來發(fā)展的需要。同時國家還將建立圖文并茂、參數(shù)化的標(biāo)準(zhǔn)件庫，替你現(xiàn)行的各種形式的標(biāo)準(zhǔn)化手冊。1.3 Pro/Engineer 二次開發(fā)現(xiàn)狀由于Pro/Engineer在CAD/CAM領(lǐng)域的優(yōu)秀表現(xiàn)，它在各個大中型企業(yè)中的使用率越來越高。但是這同時也帶來了另外一個問題，那就是怎樣對通用軟件進行本地化的問題。因為通用的CAD軟件在設(shè)計的時候不可能考慮到每個企業(yè)的特殊情況，要想充分發(fā)揮CAD軟件的功能，為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益，企業(yè)必須跟據(jù)自身的特點，對軟件進行本地化的工作，即二次開發(fā)。這也是所有CAD軟件都留有開發(fā)接口的原因。Pro/Engineer的開發(fā)從實現(xiàn)方法上大致可以分為兩類:一類主要是對Pro/Engineer中使用的標(biāo)準(zhǔn)(如:公差符號、尺寸標(biāo)注樣式等)進行符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的改造。這類開發(fā)只需要根據(jù)Pro/Engineer的開發(fā)工具族表進行各種參數(shù)設(shè)置;另一類是需要開發(fā)出人性化的界面以方便用戶的使用，以及進行數(shù)據(jù)庫的連接。這一類一般是在比較大型的系統(tǒng)中出現(xiàn)，因為操作復(fù)雜必須要有友好界面。所以必須借助于其它的開發(fā)工具來實現(xiàn)。而這就涉及了開發(fā)工具和Pro/toolkit的兼容性問題。這個問題長期以來一直困擾著開發(fā)人員，沒有得到很好的解決。這也是使得人們認(rèn)為Pro/Engineer難于開發(fā)的原因之一。2 研究目的、意義本論文是在裝配設(shè)計過程中，為提高設(shè)計效率，減少重復(fù)勞動，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，針對設(shè)計過程中所遇到的問題而做的部分研究工作。機械設(shè)計領(lǐng)域里傳統(tǒng)的二維設(shè)計最終將被三維設(shè)計所取代。而如何更好地利用三維軟件進行產(chǎn)品設(shè)計存在著以下值得研究的問題。因此，本論文的研究目的在于解決以下關(guān)鍵問題:(1)參數(shù)化建模參數(shù)化技術(shù)是當(dāng)前CAD技術(shù)重要的研究領(lǐng)域之一。參數(shù)化設(shè)計一般是指設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)比較定型，可以用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系。參數(shù)的求解較簡單，參數(shù)與設(shè)計對象的控制尺寸有顯式的對應(yīng)，設(shè)計結(jié)果的修改受到尺寸驅(qū)動。參數(shù)化設(shè)計技術(shù)以其強有力的草圖設(shè)計、尺寸驅(qū)動修改圖形功能，成為初始設(shè)計、產(chǎn)品建模及修改系列設(shè)計、多方案比較和動態(tài)設(shè)計的有效手段。因此，如何充分地運用參數(shù)化技術(shù)進行零件的參數(shù)化建模來提高各種零件的建模效率是本文研究的重點。運用參數(shù)化建?？梢酝耆慵淖詣踊?，而所要提供的只是一些基本的設(shè)計參數(shù)。從而減少設(shè)計過程中的大量重復(fù)性的工作，大大提高工作效率。(2)模板的開發(fā)定制采用Pro/Engineer進行三維建模中，模板是建模的基礎(chǔ)，它能將相關(guān)的信息傳遞給根據(jù)模板創(chuàng)建的文件。通過模板創(chuàng)建的文件具有統(tǒng)一的界面、格式，符合相同的標(biāo)準(zhǔn)，如系統(tǒng)單位、零件精度、模型文件的參數(shù)及參數(shù)值等。在一定程度上可以提高設(shè)計效率。(3)標(biāo)準(zhǔn)零件庫的創(chuàng)建在機械設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量日益增多，這主要是因為采用標(biāo)準(zhǔn)件給產(chǎn)品的設(shè)計、制造、裝配帶來了很大的方便。設(shè)計人員如果能從CAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件庫中獲得滿足設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)件，則可大大減少重復(fù)勞動，提高設(shè)計效率，從而縮短新產(chǎn)品的研制周期，所以，提供標(biāo)準(zhǔn)件庫或者提供開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫的工具是CAD系統(tǒng)的一個重要組成部分，也是評價CAD系統(tǒng)的一個重要指標(biāo)。在設(shè)計過程中，如果缺少標(biāo)準(zhǔn)件庫，在調(diào)用每一個標(biāo)準(zhǔn)件時，就需要像別的非標(biāo)零件一樣，重新建模。而標(biāo)準(zhǔn)件的頻繁調(diào)用，大大降低了裝配效率，造成了時間和精力上的浪費。 第二章 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計及建庫實例2.1 族表基礎(chǔ)族表是Pro/ENG工NEER中的一個利用表格來驅(qū)動模型的工具，可以將事先定義好了的模型(稱為“GENER工C”的零件)中可供驅(qū)動的尺寸參數(shù)、特征、模型參數(shù)等放入表格中，通過在表格中輸入新的參數(shù)值就可以創(chuàng)建一個新的零件(稱為“INSTANCE” 的零件)。族表的產(chǎn)生過程是，首先建立一個具有代表性的零件， 此零件稱為普通零件(或原始零件)_Generic Part。然后，根據(jù)可變情況編輯族表項目，可變項目可以是:尺寸、參數(shù)、特征和組件等。完成族表內(nèi)容后，需進行較對，然后系統(tǒng)會自動一一再生，從而生成若干子零件(Instance Part)族 表 是 本質(zhì)上相似零件(或裝配或特征)的集合，但在一兩個方面稍有不同。例如，圖2-1所示，這些螺釘雖然有各種尺寸，但它們看起來是一樣的并且具有相同的功能。這些零件構(gòu)成一個“族表” ， “族表” 中的零件也稱表驅(qū)動零件?！白灞怼钡膶嵗慵D 2-1 族表零件2.1.1 族表(Family Table)菜單簡介 [2]選擇菜單“工具/族表（Family Table） ”選項，彈出如圖2-1-2所示的族表（Family Table）對話框。該對話框的有關(guān)操作介紹如下。（1）查找范圍（Look In）組合框：從組合框選擇或輸入需要在族表中編輯的實例名。圖2-2族表對話框圖2-3陣列實例對話框（2） （Patten）：按增量復(fù)制所選實例按鈕。在族表中選中一個實例，單擊此按鈕，彈出如圖2-1-3所示對話框。通過在該對話框中設(shè)置尺寸或參數(shù)增量，這樣一次可生成按所選參數(shù)和尺寸遞增的多個實例，其他尺寸或參數(shù)值不變。用于陣列的實例和生成的多個實例沒有父子關(guān)系，因此刪除陣列中的任何一個對其他實例不會產(chǎn)生影響。利用陣列生成的實例還可以作為新“族表（Family Table） ”的基準(zhǔn)零件。另外，也可以在多個方向進行陣列復(fù)制。在“方向”欄中單擊按鈕，出現(xiàn)方向2。第一個方向是定義的要一起增加其值的參數(shù)和尺寸。第二個方向相對與每一個方向的實例而言，實際上是一個第一方向的陣列復(fù)制。如圖2-1-4所示，選取“d”為變量，第一個方向的增量為“-20”，第二個方向的。表2-4 陣列實例方向增量為“-5” ，最后生成如圖2-1-5所示的族表（Family Table） 。圖2-5陣列生成的族表（3） ：添加刪除表列按鈕。單擊此按鈕彈出如圖2-1-6所示的“族項目”表2-6族項目對話框?qū)υ捒?，此對話框包含相似零件的相異之處，如尺寸、特征、參?shù)、元件、外部參照等。單擊 按鈕，新增項目；單擊 按鈕，刪除增加的項目；單擊 按鈕，選取全部項目；單擊 按鈕，取消選取全部項目。通過過濾器可以選擇相應(yīng)的項目，例如選中過濾器“參數(shù)”前的復(fù)選框，則“項目”欄中只有參數(shù)項。（4） ：在所選行處加入新的實例按鈕。（5） ：在當(dāng)前編輯的零件表中查找實例按鈕。單擊此按鈕，彈出如圖2-1-7所示的對話框，可以按項目、值及各種邏輯關(guān)系查找實例。圖2-7“搜索”對話框（6） ：預(yù)覽選中實例按鈕。（7） ：鎖定/解鎖實例按鈕。選中一個實例或者按Ctrl鍵選擇多個實例，單擊此按鈕，或者選擇菜單“工具/鎖定/解鎖實例”選項，可以鎖定或解鎖實例，鎖定實例的表驅(qū)動特性不能被修改。鎖定實例時，實例前出現(xiàn) 圖標(biāo)。（8） ：校檢族的實例。當(dāng)創(chuàng)建完族表（Family Table）以后，需要計算每一個實例是否可以再生。再生實例后，在對話框的“校檢狀態(tài)”列中將顯示再生狀態(tài)（成功或失?。?。校檢結(jié)果被寫入.tst的文件。如果族表中包含多層實例，即族樹中有多個分支，則校檢時將校檢所有選取的實例。（9） ：用Excel表編輯族表按鈕。在Excel中可以進行插入新行、創(chuàng)建其他實例、重排序項目或?qū)嵗炔僮?。完成這些操作后，單擊“族表（Family Table） ”菜單欄中的“文件/更新Pro/Engineer” 。Excel檢查“族表（Family Table） ”可接受的值、名稱等。如果發(fā)現(xiàn)錯誤，Excel會提示修復(fù)錯誤。如果沒有發(fā)現(xiàn)錯誤，Excel將更改保存到族表中。這時候可以退出Excel，回到“族表（Family Table） ”對話框。2.1.2 族表（Family Table）實例的操作1.族表（Family Table）文件的打開打開包含族表（Family Table）的文件，選擇菜單“文件/打開”選項或者單擊工具欄中的 按鈕，彈出如圖2-1-8所示的對話框，這時可以“按名稱”或者“按參數(shù)”打開文件。按名稱打開文件，需要選定一個實例名，單擊“打開”按鈕即可。圖2-8 按名稱打開實例按參數(shù)打開文件，需要選中一個參數(shù)，再選中一個值，在“名稱”對話框中出現(xiàn)對應(yīng)的實例名如圖2-1-9所示，單擊“打開”按鈕即可。如果要恢復(fù)整個名稱的實例列表，單擊“恢復(fù)”按鈕即可。2-9 按參數(shù)打開實例2. 實例加速器在每次打開實例時，系統(tǒng)都會重新生成所有特征，這樣相當(dāng)耗時。把實例存儲在實例加速器文件中，可以大大減少從磁盤上檢索零件或組件實例時間。但是這樣的操作會占用大量的磁盤空間。對于每個實例零件都會產(chǎn)生擴展名為“*.xpr”的加速器文件。對于組件產(chǎn)生擴展名為“*.xas”的加速器文件。系統(tǒng)保存零件和組件實例的方式由“保存實例加速器”變量控制?？捎孟旅鎯煞N方法設(shè)置和修改變量。（1）設(shè)置配置文件選項save-instance-accelerateor。該選項的取值如有：無、始終、顯示。 “無”為默認(rèn)值，系統(tǒng)保存普通模型及通過“族表（Family Table） ”來保存實例時，系統(tǒng)不產(chǎn)生加速器文件。 “始終” ，當(dāng)實例本身被明確保存或通過高一級對象保存時，系統(tǒng)將產(chǎn)生加速器文件。 “顯式” ，只有當(dāng)明確保存實例時，系統(tǒng)才產(chǎn)生加速器文件。（2）選擇菜單“文件/實例/加速器選項”選項，彈出如圖2-1-10所示的對話框。單擊“更新”按鈕，則在零件所在的目錄下出現(xiàn)實例對應(yīng)的以“*.xpr”為擴展名的加速器文件。 “使用選項”中的各選項和“配置文件”中的相同。圖2-10 實例加速器對話框3.創(chuàng)建或更新索引文件選擇菜單“文件/實例操作/更新索引”選項來創(chuàng)建或更新索引文件。實例索引文件能使用戶只需輸入實例名就可檢索實例。實例索引文件名為directoryname.idx（其中directoryname是文件存放的目錄名） 。保存任何普通模型時將自動創(chuàng)建一個新的實例索引文件或更新現(xiàn)有實例索引文件，系統(tǒng)自動把族表（Family Table）的所有實例加到索引文件中，包括子族中的實例名?！?.idx”文件是文本文件，可在Pro/Engineer之外任何文本編輯器進行編輯。但是，如果在Pro/Engineer之外編輯此文件，Pro/Engineer將不能識別此文件。4.有關(guān)普通模型和實例的保存選擇菜單“文件/保存”選項來保存普通模型。系統(tǒng)自動將所有實例的名稱增加到實例索引文件中，而無需重新生成它們，包括實例的下層實例。但是如果將一個特殊的實例保存為分離模型，即對單個實例采用“文件/保存”或者“文件/保存副本” ，那么該實例將與普通模型不再由任何聯(lián)系。2.1.3 創(chuàng)建族表（Family Table）的步驟（1）創(chuàng)建一個模型樣板，作為普通模型來使用。（2）在“零件”或“組件”菜單中，單擊“族表（Family Table） ”，將“族表（Family Table） ”打開。（3）此時，族表（Family Table）只有普通模型。單擊 圖標(biāo)， “族表（Family Table）項目”對話框打開。選取要添加的項目，單擊“確定”按鈕回到“族表（Family Table） ”。（4）單擊 圖標(biāo)，出現(xiàn)一個新行。此實例和普通模型相同，可以用來陣列實例。（5）單擊 圖標(biāo)，出現(xiàn)陣列實例對話框，在“數(shù)量”對話框中輸入要陣列的數(shù)量。選取要陣列的尺寸或參數(shù)，單擊 按鈕，接受該項目。在“增量”對話框中輸入增量值，單擊回車鍵，然后單擊“確定” 。（6）單擊 圖標(biāo)，校檢各實例是否能生成。（7）如果要創(chuàng)建多層族表（Family Table） ，選取要用于創(chuàng)建新“族表（Family Table） ”的實例。單擊“族表（Family Table） ”菜單“插入/實例層表” ，將創(chuàng)建新的“族表（Family Table） ”。所選實例成為新族表（Family Table）中的普通模型。2.1.4 創(chuàng)建族表（Family Table）的幾個注意點 [5]（1）選擇合適的普通模型樣板，樣板模型應(yīng)該包含族表（Family Table）中所有零件的所有特征。這樣可以把一些零件步具有的特征添加到零件表中，只需在對話框中選擇“N”選項即可。（2）在構(gòu)件普通模型時，注意充分利用關(guān)系式約束各變量之間的關(guān)系，在標(biāo)注原始模型時選擇合理的基準(zhǔn)，這樣可以減少變量。（3）在構(gòu)建多層族表（Family Table）時，注意理清各層之間的關(guān)系。2.2 零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立是標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫建立的基礎(chǔ)，族表（Family Table）的建立在零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立中起著及其關(guān)鍵的作用。下面以本設(shè)計中所建立的螺釘標(biāo)準(zhǔn)件庫中的一個螺釘零件，螺釘（gld_gbt65_2000）為例，簡單的說明一下零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立過程。2.2.1 創(chuàng)建通用零件(Generic Part )前面在族表（Family Table）的建立時介紹過，在建立族表（Family Table）時要先創(chuàng)建一個具有代表性的零件--通用零件(Generic Part )，所以在建立螺釘標(biāo)準(zhǔn)件庫時要先創(chuàng)建該螺釘?shù)耐ㄓ昧慵?Generic Part )。1.新建零件單擊 按鈕，在“名字”對話框中輸入“gld_gbt65_2000” ，單擊“使用默認(rèn)模板”復(fù)選框取消選中標(biāo)志。單擊“確定”按鈕，打開“新文件選項”對話框。選擇“mms-part-solid”模板，建立單位為公制的新文件。2.創(chuàng)建螺釘零件單擊右側(cè)工具欄中的“旋轉(zhuǎn)” 按鈕，接受工作區(qū)下方“操縱板”默認(rèn)的選項。單擊“操縱板”中的“位置”按鈕，在彈出的菜單中選擇“定義” ，彈出的“草繪”對話框，選擇“FRONT”為草繪平面。接受系統(tǒng)默認(rèn)的草繪方向和參照平面，單擊“草繪”對話框中的“草繪”按鈕進入草繪模式。在草繪模式下，繪制如圖2-11所示圖形。圖2-11拉伸草圖完成后單擊工作區(qū)右側(cè)的“確定” 按鈕，退出草繪模式。在工作區(qū)下方的“旋轉(zhuǎn)角度”輸入框中輸入旋轉(zhuǎn)角度“360” ，單擊“確定” 按鈕，完成圖2-12所示的特征。圖2-12生成的特征這步為止，螺釘?shù)幕拘螤钜呀?jīng)基本生成了，下面進行開槽的繪制。單擊右側(cè)工具欄中的“拉伸” 按鈕，接受工作區(qū)下方“操縱板”默認(rèn)的選項。單擊“操縱板”中的“位置”按鈕，在彈出的菜單中選擇“定義” ，彈出的“草繪”對話框，選擇“FRONT”為草繪平面。接受系統(tǒng)默認(rèn)的草繪方向和參照平面，單擊“草繪”對話框中的“草繪”按鈕進入草繪模式。在草繪模式下，繪制如圖2-13所示圖2-13草繪特征寬0.4長0.45的長方形完成后單擊工作區(qū)右側(cè)的“確定” 按鈕，退出草繪模式。完成后選擇選取“拉伸深度”為 （拉伸至所有曲面）然后選擇 去除材料特征單擊“確定” 按鈕，完成圖2-14所示的特征。圖2-14槽特征然后選擇“倒圓角” 按鈕選擇需要倒角的地方 ,輸入倒角半徑0.1單擊“確定” 按鈕，完成圖6所示的特征圖6倒角特征然后生成螺紋的修飾步驟如下:步驟1選擇“插入/修飾/螺紋”命令，后彈出如圖示修飾螺紋對話框，屏幕下方提示“選取螺紋曲面” 。 步驟2：選取螺桿的外表面，如下圖所示。此時“修飾：螺紋”對話框的箭頭指向“起始曲面”所示。步驟3:選取彈出的菜單管理器中選擇正向,如圖模型上箭頭只是特征創(chuàng)建方向.如圖2-16所示.步驟4:系統(tǒng)彈出如圖3-16所示的指定螺紋長度菜單，選擇“盲孔/完成” 。步驟5:在控制面板中輸入螺紋深度：9.3，然后單擊 按鈕。步驟6：在控制面板中輸入螺紋直徑1.22，然后單擊 按鈕。步驟7：單擊“完成/返回” ， 然后單擊確定按鈕完成修飾螺紋如圖2-16所示。圖2-6完成螺紋修飾至此，螺釘零件也就完成了。2.2.2 修改公稱參數(shù)的名稱為了方便地識別個參數(shù)，方便在以后的設(shè)計中迅速的調(diào)用各參數(shù)，最好把螺釘中一些系統(tǒng)默認(rèn)的參數(shù)名稱修改為熟悉的參數(shù)符號名。用鼠標(biāo)右鍵單擊模型樹中的“旋轉(zhuǎn)”特征，在彈出的菜單中選擇“編輯” 命令，出現(xiàn)如圖2-16所示的尺寸。圖2-16顯示編輯的尺寸選取圖中的尺寸“直徑3” ，選中后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“屬性” ，在彈出的“尺寸屬性”對話框中選擇“尺寸文本”把尺寸名稱改為法蘭外徑“dk” ，如圖2-17所示。 圖2-17尺寸屬性對話框同理，按照《機械設(shè)計手冊》中的要求，把尺寸“1.1000”改成沉頭厚度“k”，把螺釘?shù)拈L度“10”改成長度“l(fā)” ，把大徑尺寸“1.6”螺釘大徑“d” ，把螺釘槽寬“0.4”改成“n” ，把高度尺寸“0.45”改成高度 “t” ，把倒角尺寸“0.1” ，改成倒角 “r” 。同時修改螺紋的長度9.3用字母b表示2.2.3 添加關(guān)系式在建立族表（Family Table）時，經(jīng)常要建立一些關(guān)系式，以確保零件間各尺寸的正確性。在螺釘中，要建立關(guān)系式的是D1=D-2*0.541*p，根據(jù)分析計算可確定大徑與小徑的關(guān)系。同時確定在螺釘長度大于38時的長度關(guān)系，所用關(guān)系式為 IF (L45)B=L-2*PELSEB=38ENDIF選擇菜單“工具/關(guān)系”選項，彈出如圖2-18所示的“關(guān)系”對話框。在對話框中輸入“D1=D-2*0.541*p IF (L45) B=L-2*PELSE B=38 ENDIF”，單擊“確定”按鈕。圖2-18關(guān)系對話框2.2.4 添加族項目選擇菜單“工具/族表（Family Table） ”選項，彈出“族表（Family Table） ”對話框，單擊 按鈕，彈出如圖2-19所示的“族項目”對話框。接受系統(tǒng)默認(rèn)的“添加項目”中的“尺寸”選項，單擊模型樹中的各個項目，可以在零件圖中出現(xiàn)對應(yīng)的尺寸，為了方便輸入族表（Family Table）的數(shù)據(jù)，按照《機械設(shè)計手冊》上的順序單擊螺釘大徑“1.6” 、沉頭螺釘槽寬0.4和深0.45，螺釘頭大徑3以及高度3，倒角半徑0.1。這些尺寸，則在“項目”對話框中相對應(yīng)的增加了所選中的項目，選取完參數(shù)后的“族項目”如圖2-19所示。單擊“確定”按鈕，完成項目的添加，彈出如圖2-20所示的“族表”對話框。圖2-19族項目對話框圖2-20“族表”對話框2.2.5 創(chuàng)建新的實例要在族表（Family Table）中增加新的實例，可以在“族表”中單擊按鈕增加實例，也可以單擊 按鈕，在Excel表格中編輯數(shù)據(jù)來增加新的實例。在如圖2-20所示的“族表”對話框中，單擊 按鈕，彈出如圖2-21所示的Excel表格。把《機械設(shè)計手冊》中凸面鋼制管法蘭蓋（gb9123-6）的相關(guān)尺寸輸入到Excel表格中，如圖2-21所示。單擊Excel表格上方工具欄中的圖2-21 Excel表格圖2-22 讀入數(shù)據(jù)后的“族表”對話框按鈕，把Excel表格中的數(shù)據(jù)讀入到“族表”對話框中，如圖2-22所示。2.2.6 校檢新添加的實例添加實例層單擊 按鈕，彈出 “族樹”對話框。單擊 按鈕，則系統(tǒng)對各子實例逐一進行校檢。當(dāng)校檢成功后在“校檢狀態(tài)”欄中出現(xiàn)“成功”字樣，如圖 2-32 所示。反之，如果校檢失敗，則在“校檢狀態(tài)”欄中出現(xiàn)“失敗”字樣。這就要求我們對所建立的族表（Family Table）進行檢查，改正錯誤。圖 2-32 校檢成功對話框 圖 2-33 插入實例層表建立第二層族表。選擇 M5，單擊“插入/實例層表”命令。如圖 2-33 所示。系統(tǒng)彈出如圖 2-34 所示的族表編輯框，然后單擊“添加/刪除表例”按鈕添加螺栓長度尺寸 L，然后單擊 按鈕。圖 2-34 次級族表編輯框單擊“插入長度系列實例”按鈕 ，如圖 2-35 所示，填入數(shù)據(jù)后單擊按鈕。圖 2-35 輸入長度系列同樣的方法可以補全其他實例的長度系列。然后對所有的數(shù)據(jù)進行校驗，以保證錄入的數(shù)據(jù)無相互沖突。單擊 ，校驗完畢單擊 按鈕，關(guān)閉“族表SCREW”窗口。2.2.7 預(yù)覽生成的子實例選中一個子實例的“實例名” ，如“M3_GBT65” ，單擊 按鈕，彈出如圖2-