基于P ro/Eng inee r建立客车骨架类三维通用件库的方法

王臻，刘书阳，何小晗

（东风扬子江汽车（武汉）有限责任公司，武汉430040）

基于P ro/Eng inee r建立客车骨架类三维通用件库的方法

王臻，刘书阳，何小晗

（东风扬子江汽车（武汉）有限责任公司，武汉430040）

对Pro/Engineer标准件、通用件作简要介绍，详细探讨客车设计中骨架类通用件构建方法及其拓展应用功能。

Pro/Engineer；通用件库；客车骨架；参数化；矩形管

标准件通常是指具有标准代号的零部件、元器件，一般按范围分为国家标准件、行业标准件。而在具体企业内部，一些应用范围较广、一时又不能定为行业标准的零部件需要对其统一设计、独立编号、建立通用三维及二维图供设计人员内部选用，此类零部件通常称为通用件。它是标准件的初级形式，在设计时可作为企业内部标准件使用。在客车结构设计中，存在很多零部件都具有结构相似或特征结构被大量重复使用的情况，特别是标准件和具有企业内部特点的通用件在现代的客车设计中所占比例越来越大。本文主要阐述基于Pro/Engineer建立客车骨架类三维通用件库的方法。

1 Pro/Engineer应用方法

1.1 二维通用件同三维通用件的区别

传统的二维CAD通用件只能是孤立的图形，在总布置或装配图设计时，则仍然要对平面视图重新一点点的绘制，设计效率非常低下；除此之外，实际生产中二维的通用件也往往只是对应一些常用的物料，而三维的通用件是一个完整的构造模型。在总布置设计中，只需按位置进行简单装配，同时，组装好的三维模型也包含了各组装件相应的物料信息。另外一个最大的区别是，传统的二维通用件只能是一个零件对应一张图形，而三维通用件利用参数化特点可建立起家族式的群体零件库。

1.2 建立好Pro/E三维标准环境

建立Pro/E三维标准环境的目的是为了统一设计环境，避免每个Pro/E使用人员对软件配置重复设置，在文献[1]中已描述。尽管客车骨架类零件有上千件，但在Pro/E中，利用族表（Family Table）[2-3]功能可从形状上归纳为6个主要的零件家族系列——矩形管、槽盒、L折边铁、板材、角钢、槽钢。这几类家族零件的共同特点是只在尺寸上有简单的变化，例如矩形管型材，仅仅是长度及截面大小规格有所变化，若在二维图纸上修改是一个繁琐的过程，但在Pro/E中，利用特征的参数化建模方式可以快速、准确地建立起各种不同规格及长度的矩形管三维零件图[4]。客车骨架类通用件库实际上相当于建立起一个“虚拟的数字化式型材材料仓库”。

1.3 建立好Pro/E三维矩形管通用件

Pro/E参数化零件的建立，关键是建立恰当的用户参数和设计公式[5]，其技巧是先把相类似零件归类，做好相应的平面结构图，再分析各零件的相同点和不同点。不同点其实就是各零件表格内变化的尺寸，相同点就是固定值的尺寸。通过这种方式，大多同类零件都可以实现参数化设计。矩形管就是其中之一，它最主要的设计参数就是：矩形管截面、矩形管长度等，这些参数必须在建模过程中绝对准确，才能保证建立的通用件在装配时不会发生错误。基于矩形管结构自身特点，利用Pro/E的程序（Program）、族表（Family Table）的方式对模型参数化的再生过程进行控制，从中得出通用件库建立的通用方法。

2 具体步骤

应用Pro/E建立骨架类三维通用件的具体步骤如下：

1）按照三维实体建模通常的操作步骤建立一个标准的矩形管零件，同时对矩形管的截面尺寸及拉伸实体的长度尺寸的属性加以定义（可以用中文命名），并建立起标准的矩形管参数属性，如图1所示。

2）选用工具-族表。用族表（Family Table）功能[6]将矩形管截面尺寸及零件材料属性关系式加入族表中，然后再在族表中填写编辑矩形管各种规格尺寸及代号名称。如图2所示，此时矩形管三维通用件库已建立完成。

3）为了在使用中方便查找和调用某一规格的矩形管，按照常规二维图操作步骤建立一个标准的矩形管零件族表二维图[7]，如图3及表1所示。

表1 从Pro/E二维图表格转换过来的矩形管族表

4）客车其它骨架类通用零部件如槽盒、L折边铁、平板材、角钢、槽钢等类型，其建立步骤及方法同上述矩形管建立方法原理一样。

5）对于客车侧围骨架中侧立柱通用件的建立，因侧围的外形（客车行业通常俗称——龙门线）是一样的，只是上下位置点不同，因此，可临时（针对具体车型）建立一根立柱，然后将不要的材料切割掉并另存一个文件名，一根新的立柱零件便设计完成，并且可调用组装到侧围骨架总装中。顶盖棚条类通用件建立方法同上。其它骨架类通用零件调用，直接打开通用零件模板后再选出需要的规格类型，再根据实际选择调整其长度，另存一个新的文件名便可调用组装[8-9]。其效果如图4所示。

3 结束语

在企业中，借助Pro/E平台，通过参数变型设计功能的应用，建立企业内部的标准件和通用件三维模型库，为在后续的产品设计研发中，减少了设计师的三维建模的工作量，缩短研发过程、提高研发质量[10]；同时使公司内部零件更标准化、规范化、系列化，减少零件种类和库存数量，节省设计及制造管理成本。标准件、通用件在企业的应用需要一个长期的过程。随着企业的发展，新的通用件、标准件也会不断地生成、调整，因此，零件库必须具有开放性和添加功能，方便工程师添加新的标准件、通用件到通用件库中。

[1]王臻，刘书阳.基于Pro/Engineer三维中建立客车多层次的BOM应用方法[J].客车技术与研究，2012，34（6）：55-57.

[2]林清安.Pro/Engineer中文野火版4.0入门教程[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3]陈永辉，李兴发.Pro/Engineer中文野火版4.0实用技巧200例[M].北京：电子工业出版社，2010.

[4]贾耀卿.常用金属材料手册[K].北京：中国标准出版社，2008.

[5]张鹏飞.基于Program创建参数化同步带轮的方法[J].CAD/ CAM与制造业信息化，2013，216（4）：43-46.

[6]吴聪杰，邓莉莉.回转支承的Pro/Engineer参数化建模与系列化管理[J].CAD/CAM与制造业信息化，2013，215（2-3）：54 -57.

[7]詹友刚.Pro/Engineer中文野火版4.0工程图教程[M].北京：机械工业出版社，2009.

[8]《中国机械工业标准汇编》全国紧固件标准化技术委员会.紧固件产品卷（上、下）[G].北京：中国标准出版社，2001.

[9]杨黎明，黄凯，李恩至，等.机械零件设计手册[K].北京：国防工业出版社，1986.

[10]倪景忠，孙维乙，黄锟.基于信息化的三维模型设计体系和方法[J].CAD/CAM与制造业信息化，2013，216（4）：40-42.

修改稿日期：2013-11-11

Construction M ethod of General3D Parts Library about Bus/Coach Framework Structure Based on Pro/Engineer

Wang Zhen，Liu Shuyang，He Xiaohan
（DongFengYangtseMotor（Wuhan）Co.，Ltd，Wuhan 430040，China）

The authors briefly introduce the standard parts and general parts，detailedly discuss the construction methodsand expansion functionsof thegeneralpartsof the framework structure in thebus/coach design.

Pro/Engineer；generalpart library；bus/coach framework；parameterization；rectangular tube

U463.83+1

B

1006-3331（2014）02-0030-03

王臻（1966-），男，工程师；标准工艺部助理部长；研究方向：Pro/Engineer在客车上的技术应用。