基于Creo 的机柜参数化设计

陈国建

(国电南瑞科技股份有限公司,江苏南京211106)

0 引言

随着三维CAD软件的发展和普及,越来越多的产品设计依靠Creo等软件完成。Creo是大型参数化软件,具有单一数据库、参数化、基于特征、全相关等特点。电力设备机柜产品种类繁多、尺寸多变,采用Creo软件建立三维模型,极大地提高了设计效率,但是利用Creo软件建模型并没有充分利用Creo的参数化功能,用户对机柜有定制要求时仍然没有摆脱一笔一画的低效率工作方式,本文研究利用Creo软件对机柜产品基于特征、参数化、系列化设计,能显著提高设计效率和品质,缩短产品开发周期。

1 模型分析与参数确定

关系(也称参数关系)是用户定义的尺寸(或其他参数)之间关系的数学表达式。关系能捕捉特征之间、参数之间或装配元件之间的设计联系,是捕捉设计意图的一种方式。可用它驱动模型——改变关系也就改变了模型。

电力设备机柜类产品外形尺寸主要有高度、宽度、深度。以某型号机柜为例,标准机柜尺寸为2 200(高)×800(宽)×600(深)mm,当要求更改机柜尺寸时,任一方向的尺寸更改将会造成其他相邻的尺寸变动,如果将这些需手动修改的工作建立与高宽深三个主要尺寸的参数关系,那么只需修改这三个参数就能实现模型的自动生成,因此确定机柜三个全局主参数为H、W、D,分别表示高、宽、深,见图1。

图1 全局主参数

2 建立关系

针对本例中的模型,分析尺寸、特征以及装配元件与模型参数H、W、D之间的关系,然后在“关系管理器”或“程序”中进行管理。

2.1 尺寸的参数关系

以机柜侧门为例(图2),侧门的高度尺寸d51和深度尺寸d49与机柜主参数H和D成线性变化,建立如下关系:

关系建好后,d51和d49的尺寸始终由机柜高度H和深度D两个参数驱动和控制。

图2 机柜侧门

2.2 特征的参数关系

以机柜电缆条为例(图3),电缆条长度与机柜深度成线性变化,孔特征数量在电缆条长度范围内布满。两侧安装孔与机柜立柱连接,因此这2组孔到零件边缘取19.5的定值,中间双点划线范围内孔对称分布,间距20,且到两侧孔距离大于20,小于40,按此条件,电缆条中间孔特征可用以下两种方法获得:

图3 a电缆条

图3 b电缆条

a)利用尺寸阵列

首先生成需要阵列的孔特征(图4)。

图4 电缆条孔特征

利用“210”的尺寸生成间距20的阵列孔(图5)。

图5 电缆条孔阵列

P234＝floor((D7－19.5∗2－40)/20)＋1

/∗上行为系列孔数量的参数关系

d180＝(P234－1)∗20/2

/∗上行为阵列第一组孔位置的参数关系,保证阵列孔与电缆条中心左右对称

然后添加以下关系即可满足条件,其中floor()函数为不超过其值的最大整数。

b)利用填充阵列

首先生成需要阵列的孔特征(图6)。

图6 电缆条孔特征

然后利用填充阵列,绘制填充阵列的草绘为一条水平直线(图7),以两侧开孔中心为参考,距离均为20,以20为间距生成阵列即可满足变形要求。

图7 填充阵列草绘

2.3 装配元件的参数关系

机柜侧挡板(图8)宽度尺寸d3由机柜宽度W参数驱动,W越小时侧挡板宽度越小,当W小于640时侧挡板宽度小到无法加工,因此当主参数W小于640时取消机柜侧挡板。打开“模型意图”选项卡利用“编辑程序”命令在打开的文本文件中找到侧挡板所对应的行,利用IF语句添加判断条件。完成后如下所示,当机柜宽度W参数小于640时,侧挡板TG6－0014Q在装配体中不显示,在模型树中处于隐含状态。

ADD PART TG6－0014Q

INTERNAL COMPONENT ID 94

父项 ＝ 73(＃10)

END ADD

IF W:0>＝640

ADD PART TG6－0014Q

图8 机柜测挡板

INTERNAL COMPONENT ID 94

父项 ＝ 73(＃10)

END ADD

END IF

3 利用族表管理产品族

族表是本质上相似零件(或装配或特征)的集合,但在一两个方面稍有不同,诸如大小或详细特征。族表本质上是电子数据表,由行和列组成。在族表中,尺寸和参数、特征、自定义特征、装配成员等都可作为表驱动的项目列,列标题包括“实例名”以及用户所选择的尺寸、参数、特征、成员和组的名称。普通模型位于表的第一行,族的所有成员都建立在他的基础上。本例中的机柜模型将H、W、D三个参数作为表驱动的项目列,可派生出不同尺寸的机柜。

图9 族表

图9所示的族表派生出三种不同尺寸的机柜模型。将特征作为表驱动的项目列可生成图10所示不同散热孔形式的后门。项目取值“Y”表示在此零件实例中显示该特征,项目取值“N”表示在此零件实例中隐含该特征。

图10 机柜图

4 结语

主要研究利用Creo软件对机柜模型进行参数化变形设计,并利用族表对模型进行系列化管理,此研究成果在我公司某型号机柜实施并应用,参数驱动稳定可靠,族表管理简单明了,极大提高了工作效率。

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