在proeNGINEER環(huán)境下3D公差的實(shí)現(xiàn)

2013-05-03 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的三維設(shè)計(jì)軟件得到了前所未有的發(fā)展。各種三維CAD/CAM軟件系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,各具特色。其中PTC(美國參數(shù)技術(shù))公司開發(fā)的proeNGINEER軟件系統(tǒng)表現(xiàn)得非常突出,其"參數(shù)化"及"單一數(shù)據(jù)庫"的設(shè)計(jì)理念使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與更改更加簡易、靈活。該軟件系統(tǒng)囊括了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、NC加工、板金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、自動(dòng)量測、機(jī)構(gòu)仿真和應(yīng)力分析等多種功能。它的出現(xiàn)徹底地改變了傳統(tǒng)CAD/CAM軟件的作業(yè)方式,大大縮短了用戶開發(fā)產(chǎn)品的時(shí)間。

由于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式是在產(chǎn)品的造型和裝配設(shè)計(jì)基本完成后才進(jìn)行公差設(shè)計(jì),因此proeNGINEER軟件將公差標(biāo)注功能放在基本工程圖模塊和Pro/DETAIL模塊中,公差的立體標(biāo)注功能還不夠完善。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的日益普及,現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的公差3D表示已經(jīng)成為必然趨勢。

一、proeNGINEER系統(tǒng)的公差概念

1、公差的分類

根據(jù)互換性和公差的分類,公差可分為線性公差(DimensionTolerance)和形位公差(Geometric Tolerance)。線性公差用來表示尺寸的范圍,即加工(裝配)時(shí)所允許的尺寸變動(dòng)量;形位公差用來表示所允許的幾何形狀變動(dòng)量以及所允許相對于基準(zhǔn)位置的變動(dòng)量。由于翻譯的原因,在proeNGINEER系統(tǒng)中, Dimension Tolerance和Geometric Tolerance分別稱為尺寸公差和幾何公差,因此本文將兩種稱呼并列。

在零件模式下,線性(尺寸)公差歸屬于尺寸屬性,形位(幾何)公差歸屬于注釋特征,在組件模式下,公差標(biāo)注有其特殊性,因此需要分別敘述。本文以變速箱為例,分別標(biāo)注箱體軸承支座半圓的直徑、中心距等尺寸公差和圓柱度、位置度等幾何公差,以及裝配體的從動(dòng)尺寸公差。

2.繪圖環(huán)境設(shè)置

在零件/組件模式下標(biāo)注公差,必須先設(shè)置環(huán)境變量,單擊菜單欄中[工具]/[選項(xiàng)]命令,系統(tǒng)彈出"選項(xiàng)"對話框,在"選項(xiàng)"和"值"兩欄中依次輸入表1中的數(shù)值。

在proeNGINEER環(huán)境下3D公差的實(shí)現(xiàn)

二、零件模型的公差標(biāo)注

1 線性(尺寸)公差的標(biāo)注

(1)操作概述。雙擊尺寸所屬的特征元素,系統(tǒng)會(huì)顯示該元素的所有尺寸,選擇要附加公差的尺寸,單擊菜單欄中【編輯】/【屬性】命令。在"尺寸屬性"對話框中根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)置"公差模式"、"上公差"、"下公差",完成后單擊【確定】按鈕。

(2)以標(biāo)注箱體軸承支座半圓的直徑、中心距為例,標(biāo)注直徑Φ100的公差過程如圖1所示,圖中附加的數(shù)字為設(shè)置的次序。在標(biāo)注中心距150時(shí)類似,只是在"公差模式"選擇"+ -對稱","公差"欄輸入0.015。

2.零件形位(幾何)公差的標(biāo)注

(1)在proeNGINEER中有兩種方法添加形位(幾何)公差:一種是單擊菜單欄中【插入】/【模型基準(zhǔn)】/【注釋】命令,系統(tǒng)彈出"注釋特征"對話框,選擇【添加】/【幾何公差】/【確定】按鈕;另一種是單擊菜單欄中【編輯】/【設(shè)置】命令,在彈出的菜單欄菜單中選擇【幾何公差】/【指定公差】命令。

(2)采用【插入】/【模型基準(zhǔn)】/【注釋】的方法添加軸承支座圓柱度的步驟如圖2所示。第二種方法在組件的公差標(biāo)注介紹。

在proeNGINEER環(huán)境下3D公差的實(shí)現(xiàn)
三、組件的公差標(biāo)注

1.裝配尺寸的分類

在proeNGINEER中,組件的裝配尺寸可分為驅(qū)動(dòng)尺寸和從動(dòng)尺寸。驅(qū)動(dòng)尺寸是指保存在模型自身中的尺寸,也就是設(shè)計(jì)者直接定義的尺寸;從動(dòng)尺寸是指沒有直接定義但是可以增加的特定尺寸。由于受proeNGINEER軟件的限制,有些尺寸無法直接定義,但是對于裝配體必不可少,必須增加該尺寸,如變速箱總成的輸入、輸出軸的軸線間距。

裝配驅(qū)動(dòng)尺寸和零件模型的尺寸類似,添加公差的方法也相同,因此不再重復(fù),下面介紹裝配從動(dòng)尺寸的定義即其公差的標(biāo)注方法。

2,從動(dòng)尺寸的定義

(1)單擊菜牟欄中【插入】/【模型基準(zhǔn)】/【注釋】命令,系統(tǒng)彈出"注釋特征"對話框,選擇【添加】/【從動(dòng)尺寸】/【確定】按鈕。

(2)系統(tǒng)提示選取基準(zhǔn)平面,然后選取需要定義的兩個(gè)元素,并點(diǎn)擊中鍵放置從動(dòng)尺寸。

(3)在"注釋特征"對話框中點(diǎn)擊【編輯】命令,指定尺寸公差的形式和公差數(shù)值,具體操作步驟見圖3(圖中編輯尺寸步驟省略)。

在proeNGINEER環(huán)境下3D公差的實(shí)現(xiàn)

3.從動(dòng)尺寸形位(幾何)奮差的標(biāo)注

從動(dòng)尺寸公差的標(biāo)注方法與零件的公差標(biāo)注方法相同,采用【編輯】/【設(shè)置】的方法標(biāo)注,步驟如圖4所示。

在proeNGINEER環(huán)境下3D公差的實(shí)現(xiàn)

通過比較可知:這兩種形位公差的標(biāo)注方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。在【插入】/【模型基準(zhǔn)】/【注釋】的方法中,添加的注釋在模型樹中可見,修改比較方便,但是無法實(shí)現(xiàn)參考基準(zhǔn)的設(shè)置,需要另外設(shè)置參考基準(zhǔn);而【編輯】/【設(shè)置】的方法則相反。

四、結(jié)語

本文以變速箱為實(shí)例,介紹了在三維狀態(tài)下裝配從動(dòng)尺寸的定義和常見公差的設(shè)置方法。雖然列舉的實(shí)例很少,但是所選已經(jīng)代表了常用公差的類型,只要能舉一反三,就可以實(shí)現(xiàn)全部公差的標(biāo)注功能,從而減少了三維模型對工程圖樣的依賴性。

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