基于CAXA实体设计XP的滚动轴承三维参数化零件库的建立

只看该作者 · 发表于 2004-5-28 10:38:46

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基于CAXA实体设计XP的滚动轴承三维参数化零件库的建立

瓦房店轴承集团公司高宇

引言
　　为满足市场的不同需求，厂家的生产模式大多是多品种小批量的生产，同类型产品需要系列化。同时设计人员需要一种简单、快捷、更有利于实现产品创新的设计工具,有效地提高设计人员的工作效率。近几年随着参数化三维设计技术的长足进步,为实现这些目的提供了条件，其中,国产的CAXA 实体设计软件便是其中优秀的一款。
CAXA实体设计XP为三维参数化零件库建立提供了手段
　　CAXA实体设计不仅有传统的参数化设计能力，同时具有特征、零件及草图之间的关联能力。1)超越参数化设计的灵活性修改:在设计的任何阶段,可不受约束地对以前设计进行修改,同时可以保留原参数化约束关系；2)丰富的数据接口和交换能力: 可与所有流行的CAD/ CAM 软件交换数据；3)创新的目录式图库操作方式:不仅可保存特征类图库,也可将任何类型的零件、装配等作为图库保存。CAXA实体设计本身包含了丰富的标准图库，用户也可任意扩充自己的图库，将个人常用的资料建成目录式图库，方便检索和调用。4)三维球实体操作工具：是一种非常直观的图形工具，为各种对象的平移、旋转或各种复杂三维变换提供了精确定位方法。结合几何智能捕捉工具可实现对复杂零件的装配与修改。三维球还可以完成以智能图素、零件或组合件为主控图素生成直线风格、长方形阵列和辐射型阵列的操作功能。阵列图素通过完全参数化获得高效而精确的定义。
建立滚动轴承典型结构库的具体步骤
1自定义零件库
　　将CAXA 实体设计环境下设计的球体作为一个标准零件钢球保存在设计元素库中，下次用到这个钢球时，只需打开该设计元素库，将钢球拖到设计中去。

设计元素钢球

2建立参数化图库
　　希望一个设计好的零件能够只修改几个主要尺寸而生成新的零件系列。这时就需要用到CAXA 实体设计的参数化功能，建立参数化图库。建立参数化图库最重要的是确定几个重要尺寸，明确这几个尺寸之间的约束关系。然后可以按如下步骤建立参数化图库：
　　1) 首先设计零件的基本形状，定义其包围盒尺寸。以深沟球内圈为例，利用旋转法生成三维造型。在编辑截面中绘制草图，形状如图所示，完成造型即可得到内圈的基本形状。

内圈编辑截面

　　2) 定义零件参数并施加约束。进入编辑截面状态，用尺寸约束对重要尺寸进行表注，并在相应位置施加水平、垂直、铅垂约束。结果如图所示。

参数表

　　3) 在参数表状态下，选中“显示下面选择的图素的所有参数”，如图5所示，可以见到所施加的尺寸约束，系统都自动赋予了参数名称和值。在此可以修改参数名称为用户自己需要的，在数值栏里输入不同的参数可得到一系列的零件。
　　4) 在相应位置进行圆角过渡或边倒角，存入深沟球图库，如图所示。

内圈入库

3其他零件建库用到的一些方法和技巧
　　1）钢球组：单个的钢球可以从“图素”库中拖拽出“球体”得到，通过改变包围盒的尺寸大小，可以改变球体的大小。生成钢球组则要用到“三维球”的辐射型阵列功能，阵列出钢球组，得到的钢球组系统会自动增加Number、Angle、Radius三个参数，以后调用钢球组，只要改变这三个参数值，就可以控制钢球的个数，各钢球之间的角度和钢球组的中心径。钢球组中球体的大小也可以通过通过改变包围盒的尺寸大小实现。
　　2）铆钉组：单个的铆钉可以从“工具”库中拖拽出“紧固件”，然后按所需要求选择得到，剩余的操作同钢球组。
　　3）实体保持架：选择“高级图素”库中的管状体做基体，将“图素”库中的圆柱体进行辐射型阵列用作生成球兜孔的部分，将两部分进行布尔运算，得到有兜孔的实体保持架。如果还需要铆钉孔，则从“工具”库中拖拽出自定义孔，定制好孔形后，进行辐射型阵列得到铆钉孔组。分别在两端对应制作铆钉空组即可。如果需要或为调用方便，也可制作各种形状的铆钉孔组单独成为零件存入库中。
　　4）除了自己造型外，CAXA 实体设计本身在“工具”库中就有轴承库（只有套圈和滚动体），用户可以直接选择已有造型，只需增加上需要的参数尺寸和约束即可。
下面是以深沟球轴承为例制作的深沟球图库组成图片。

深沟球图库

实施情况及应用前景
　　经过半年多的造型、反复修改、确定参数，典型结构的建模及二维视图的建立工作取得了一定的成果。已经完成了深沟球轴承的内圈、外圈、钢球组、实体保持架、浪型保持架等一系列典型结构。在深沟球改造项目中经实际使用，效果良好。这些典型结构应用到实际中不仅大大提高了工作效率，而且在具体设计中修改或增加约束条件的灵活性也很大。随着时间的推移，将其他类型的典型结构逐步扩充到图库中，必然会高效率地完成设计任务，也大大方便设计资源的管理,为典型工装的设计打下了基础。

设计元素钢球