【资料】UGII中零件族的建立

双子星

组合机床新产品的开发过程中会用到大量的通用件、标准件、相似件、借用件，如何方便地建立这些常用零部件的图库，利用已有的资源，花费较少的时间完成组合机床的设计一直是用户所关心的。CAD／CAM的高档三维软件UGII系统中的零件族（Part Family）、电子表格（Excel）、用户自定义特征（UDF）、GRIP、API等二次开发工具可以针对不同情况，实现这种方便。由于零件族的建立不要求用户有编程经验、适应面广、并具有形象、直观的特点，所以这里详细介绍在UGII V16中零件族的建立过程和技巧（UGII以前版本上的操作与此类似，只是电子表格是Spreadsheet，V16则使用了Excel），最后给出了组合机床主轴箱体（T0711-11）模板的三维模型。
　　零件族由一个模板和用来驱动模板生成不同成员的族表组成。模板含有用来生成零件族成员的全部特征；族表反映模板表达式值、零件属性等的更改。零件族成员是一系列结构相似的只读零件，只能从模板中对其进行修改；对模板的修改将自动更新零件族的所有成员。
　　1 模板的选择
　　模板是表达一系列相似零件的母体，要求能够表达出零件族成员的所有可能情况，因此，应首先分析该系列零件的特点，并归纳出哪些特征在全部成员中都出现，哪些特征仅在特定成员中出现，选用具有全部特征的零件作为模板。如果没有含全部特征的零件可用作模板，则应该对该零件族中特征最多最复杂的零件进行分析，参考同系列的其它零件补充所缺特征和相关的表达式，使模板最终能够通过改变表达式的值和抑制特征来表达该零件族的全部成员。
　　2 模板的建立
　　2．1 给定零件族成员存放目录
　　在保存零件族到磁盘之前，应首先告诉系统这些部件希望存放的位置。可以通过选取File下拉菜单中的Option选项，点击Save Options，在Part Families Member Dir中输入存放零件族成员的目录。
　　2．2 定义零件族成员查找目录
　　为了保证在模板修改后成员能自动更新，应将存放零件族成员的目录包含在UG系统的查找目录中。可以通过选取File下的Options选项，点击Load Options，点击Define Search Directories...，在New Directory下输入零件族所存放的目录。
　　2．3 模板的三维造型
　　2．3．1 输入表达式
　　选择Tools下的Expression，输入模板所用到的全部表达式。因为模板要求所有特征都应该能够建立和显示在适当的位置，因而，所补充的表达式应赋以适当值，表达式中应充分利用该系列零件参数表中的各参数名，以便于以后对该零件族的修改。
　　2．3．2 三维造型
　　因为该零件是作为模板而存在的，所以应包含零件族成员的所有特征。对于只在某些成员中显示的特征，宜用表达式抑制选项建立对应的表达式，并重命名表达式的参数名，以清楚表明该表达式的作用。
　　（1） 特征的定位　用作定位基准的特征（如孔）颜色最好重新设定，以表示其它特征是相对于该特征来定位的。定位特征时，模板中的定位尺寸应作适当变换以全部相对于用作定位基准的特征，从而简化建模分析，避免因为用来定位的特征被抑制所带来的错误。但如果发生了上述情况，也可以用Edit Feature position选项删除原定位尺寸并重新选择目标边进行定位。
　　（2） 特征的放置　模板中各特征的放置面和穿透面应使用所有成员中都存在且固定的面或者是相对于固定面的基准面，不宜放置在其它特征的面上，这样可避免因放置面和穿透面所在的特征抑制而导致的不正确的抑制。但如果有特征因为所选择的放置面或穿透面不正确导致了不符合要求的抑制，可通过Edit Feature parameters选项，重新选择特征的放置面或穿透面（如建立只与固定面相关的基准面）。如果需要新建基准面作为放置面或穿透面，应首先新建基准面（不宜直接定位至所需位置），重排序该基准面到需被放置的特征之前（V16中可在模型导航器里将新建特征直接拖到需被放置的特征前），再用Edit Feature parameters下的Reattach指定为放置面和穿透面，然后将基准面调整到所需位置。
　　（3） 引用阵列的处理　为了确保族成员中的引用阵列按要求显示，应根据实际情况决定对主特征、单个引用和阵列的处理方式。如果分别建立表达式则可以针对每个引用决定其是否抑制；建立主特征和阵列或主特征和全部引用共享的表达式则可以使它们同时显现或抑制；但如果只对主特征建立表达式抑制，在取表达式为0后再为1时，只有主特征被不抑制，这是值得注意的。
　　3　零件族建立
　　定义零件族时，应首先确定不同成员间哪些属性（零件属性、组件、表达式、镜像、密度、特征）是变化的。
　　3．1 导入表达式到Excel　选定在零件族成员中值将发生更改的各参数，即变化的属性和表达式（如part_name用来定义成员的名称），包括特征抑制选项所建立的表达式一并导入到Excel中。导入时可参照Suppress by Expression选项中的list信息选择参数；或者将参数重命名以表述清楚该参数的作用并导入Excel。
　　3．2 建立族表　对零件族成员中不存在的特征，即族的参数表中为空的，可以通过将用表达式抑制选项所产生的参数值置0以抑制该特征，并将与该特征相关的参数（如定位尺寸等）值置为0进行处理。由于用表达式对该特征进行了抑制，所以将与该特征相关的参数值置为零不影响结果，并增加了族参数表的可读性。
　　3．3 检验和保存族表　在族表中选定一行，分别选择PartFamily下的Verify Part检验成员参数值的合法性，Apply Values检视该成员的三维模型。对最终一些不合适的特征，可以通过向零件族表中加入特征属性，然后直接置其为YES和NO以决定其是否抑制，这样也避免了对族表做大的变动，对检验符合要求的族表可以用Save Family保存到模板中。
　　3．4 创建零件族成员
　　在Excel中选取一行后，用Create Parts建立特定成员零件并保存到磁盘；或者在成员零件被建立起来之前，加该成员到装配，这样系统在保存该装配时也将同时建立该组件。但如果该零件已经用Create Parts生成了，则加入装配中时的速度会较快；而没有生成的零件族成员则会在加入时就地生成，所以速度相对稍慢。当装配件中其它零件局部修改使零件族成员不符合装入时的标准时，UGII则可以显示零件族中符合更改后的标准的成员供选择以替换原成员。
　　3．5 零件族成员的更新
　　零件族成员是只读的，不允许直接修改零件族成员，只能通过修改模板使全部成员进行更新。任何对模板的修改可通过Excel的Part Family下的Update Part更新族成员，但如果某成员处于打开状态，则不能通过模板进行修改。如果想断开模板和特定成员间的联接以生成piece part，可以将该成员用Save as选项保存。
　　4　结语
　　UGII软件具有强大的设计更改功能，并为用户进行适合特定要求的二次开发提供了丰富的开发工具。零件族的建立可以明显减轻用户设计过程中的重复劳动，为在三维系统下进行准确快速的设计提供了保障，但同时对用户三维造型能力提出了更高的要求，这意味着用户进行二次开发之前，宜先充分理解和运用UGII软件的已有功能，才能使二次开发少走弯路，充分发挥UGII软件的功能。
　　a　与前盖结合面　　　　　b　与后盖结合面
　　

哈尔滨-汪欢