Pro/E中用户自定义特征在微波仪器设计中的应用

王俭超， 唐波

（中国电子科技集团第四十一研究所，山东青岛266555）

0 引言

Pro/Engineer（下称Pro/E）作为一款三维参数化建模软件，在众多行业得到广泛应用［1］。本文详细介绍了基于Pro/E平台的用户自定义特征及其特征库技术，以及该技术在微波仪器及其元器件设计中的应用。

产品设计过程中，经常会遇到一些重复出现的特征，比如连接器的标准接口、机器壳体安装座孔等。这些特征由若干基本特征组成，并不复杂，但重复建模会浪费设计人员大量时间和精力，同时不利于保证设计的正确性。使用Pro/E提供的自定义特征UDF（User Defined Feature）功能，设计人员可以针对重复出现的相似或相同结构，创建自定义特征，建立用户自定义特征库（UDF Library），需要时从库中迅速调用，既提高了效率又使设计更好地满足模块化设计的要求。

1 Pro/E中的UDF概述

用户自定义特征UDF，是针对特定应用、集合数个基本特征的特征集合，它包括用户经常使用的某个或几个特征、它们所有相关尺寸、选定特征之间的任何关系以及在零件上放置UDF的参照列表［2］。一般用UDF来复制相同或相似外形的特征组，与特征组的复制功能不同，UDF不仅可用于同一模型，也可用于其他模型，且可以被其他UDF替换。

设计人员利用Pro/E提供的UDF模块，可以方便实现UDF特征的定义、使用以及特征管理等功能。UDF的定义是创建特征原型的过程，它不仅记录基础特征模型的建立过程，还记录了基础特征之间的关系。其基础特征包含基本特征、修改特征和基准特征三部分。当设计人员根据需要，创建一定数量的用户自定义特征，保存在用户特征库中，即形成了适合自身行业特点的标准特征数据库。特征使用是指调用UDF Library中的UDF原型，在产品模型上将UDF实例化；使用时还可以修改相关尺寸，如果要创建的特征与UDF特征类似，仅若干尺寸不同，使用UDF特征也是一种快捷的建模方式。管理功能是指利用UDF library可方便实现特征复制、删除、修改、备份、查询等功能。此外，UDF Library允许所有用户具有访问特征的权限，但不能对特征库中的特征随意修改和删除，实现特征文件安全性保护。

2UDF的建立和使用

2.1 创建参考模型

根据需要，利用各种基础特征创建复杂特征模型。建模过程中，要注意基准的选择，各个基础特征草绘、参照平面与基准有直接关系，且变量尽可能少。

2.2 UDF的创建

用户自定义特征的建立采用面向对象的设计思想，创建者提供给使用人员完整的独立特征单元，特征内部的结构对使用者不可见，只能根据UDF提供的界面使用特征［3］。因此，设计者需要为用户提供良好接口界面，包括标识特征的名字和一系列参数，便于者准确、快捷使用UDF特征。

UDF创建关键是参照基准的定义，创建者需明确使用多少参照基准及这些基准的顺序，只有这样才能在其他模型中正确放置要创建的特征。对于要修改的可变尺寸，也需要明确定义，否则修改的尺寸可能不是所期望的尺寸。这就需要在创建UDF过程中，详细、准确地输入提示信息，必要时做具体说明，这样无论是创建者还是使用者都能一目了然，根据提示就可以完成新特征的创建。

一般情况下，定义特征时不会出现太多问题，但定义的有效并不能保证特征附着的正确。附着错误往往只有在使用时才能被发现，因此，一般需要通过试用进行UDF附着的有效性检查。

2.3 UDF使用

缺省时，新创建的UDF会保存在当前工作目录。为便于管理和调用，一般将全部的UDF保存在特定UDF库中。库目录设定方法：指定配置选项pro_group_dir完整目录名称。设计过程中，从库中选择需要的UDF，按照系统提示调入。

3 微波仪器设计中UDF库的建立

3.1 微波仪器及元器件

微波仪器通常含有大量不同种类的微波元器件，在这些元器件设计中具有很多相似或相同结构。如：同类型标准口射频同轴连接器，为实现截面尺寸一致，内外、导体接插部位具有相同结构；矩形波导传输中，为实现元器件间精准对接，波导法兰盘需具有符合标准要求的相同结构；微带同轴连接器在微波器件腔体中的安装孔也需要有相似的结构。这些不同类型结构创建成UDF，保存在UDF库中，在进行微波元器件设计时，根据需要调用，即可保证设计的准确性，又能提高设计效率，缩短研发周期。库中的UDF文件数量足够多时，即形成了适用于微波仪器行业特点的标准特征数据库。

3.2 波导法兰的UDF创建实例

本文以匹配美军标MIL-DTL-3922/67C的3/4in波导法兰盘为例，介绍UDF创建及使用全过程。波导法兰是固定在波导终端的结构，法兰定位面、定位销钉和固定螺钉和相对位置尺寸需满足标准要求，如图1所示。

1）以Pro/E基本特征为基础，建立参考模型，如图2所示。该模型在“零件”模式创建，为了在“组件”模式也能使用，定位孔倒角特征通过切除特征实现。

2）执行工具中UDF库命令，创建UDF。根据提示，定义UDF名称WFlange并确认，选择UDF包含的特征，定义以下基准：草绘平面（SP）、参照平面 RP1和RP2，以及参考轴 Axis。保存WFlange到UDF库中。

图1 3/4 in波导法兰盘

图2 参考模型

图3 其他部分模型

3）UDF使用。首先创建微波器件其他部分模型如图3所示。从UDF库中选择WFlange，按照系统提示调入，指定参照及相关参数，即成功建立了包含定位销钉、定位螺钉等基础特征信息的完整波导法兰模型，如图4所示。

图4 创建法兰后模型

4结 语

在使用Pro/E软件进行电子仪器及元器件设计过程中，把经常使用的复杂特征创建成UDF，并把他们整理归类，存储在规划好的目录里，建立一个UDF库。在设计过程中调用UDF库，可以节省大量的时间和精力，也有利于设计时相同、相似特征的统一和标准化。

［1］ 张继春.Pro/ENGINEER二次开发实用教程［M］.北京：北京大学出版社，2003.

［2］ 詹友刚.Pro/ENGINEER中文野火版4.0高级应用教程［M］.北京：机械工业出版社，2008.

［3］ 段敏，焦洪宇，石晶，等.基于Pro/E的用户自定义特征及其在汽车零部件设计中的应用［J］.机床与液压，.2008，36（4）：152-153.