基于特征的飞机框肋件参数化设计与装配朱健; 闫玲; 赵鹏德; 闫栋【期刊名称】《《软件》》【年(卷),期】2019(040)012【总页数】4页(P18-20,109)【关键词】飞机框肋件; 参数化设计; 二次开发; 智能装配【作者】朱健; 闫玲; 赵鹏德; 闫栋【作者单位】上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海 201620; 兖州煤业股份有限公司东滩煤矿机电科 273512【正文语种】中文【中图分类】TH1660 引言飞机框肋零件作为飞机主要结构件其总量约占一架歼击机零件总数的30%，其结构相对简单但类型多变，传统建模方式主要为手工绘制或者通过对三维造型软件的完全编程式的二次开发，设计人员需要进行大量的重复劳动，且模型信息不能有效的传递至下游生产加工阶段，不仅增大成本更延长生产周期，降低产品生产效率，使企业竞争力下降不利于现代化企业转型与发展[1]。
为解决上述问题，以特征建模为基础，结合参数化尺寸驱动设计方法，将尺寸、约束变量化[2]，并利用三维特征建模软件SolidWorks 对某歼击机典型框肋件进行三维建模，采用VB 程序设计语言搭建可视化人机交互平台，最终实现对飞机框肋零件模型的自动化建模以及零件间的智能装配。
1 关键技术1.1 特征建模特征是一系列具有特定关系的几何或拓扑元素，飞机零件特征主要分为：材料特征、功能特征、结构特征、工艺特征。
特征造型包括：人机交互式、特征识别和基于特征的设计，本文采用基于特征的设计首先建立特征库 UDFL(User Define Feature Library)，零件的建模过程由抽象级别低的点线面造型过程上升为以特征结构单元的实例化过程。
以STEP 标准位参照对飞机框肋件特征进行分类，如图1 所示为框肋件特征分类拓扑结构。
图1 框肋件特征拓扑结构关系 Fig.1 Frame rib feature topological relationship 1.2 参数化设计参数化造型技术核心思想在于将零件模型的约束信息参数化，通过控制参数数值变化达到改变模型大小与形状的目的[7]，在产品设计之初就完成了对模型拓扑结构的定义以及初始参数的标注，在满足约束的条件下实现对零件的参数驱动机制[5]，面对结构类型多变的飞机框肋零件，这种设计方法无疑提高设计效率，增强了模型的可移植性。
UG的参数化建模方法UG是集CAD/CAE/CAM为一体的一款软件，是由美国EDS公司出品。
人们把它广泛的应用于汽车制造、模具加工、航空航天、机械零件制造等领域。
UG NX具有很强的参数变量设计与编辑能力，为零部件的快速、高效的设计提供软件支持，也为实现零件的系列化建模提供帮助。
标签：建模；设计；参数化；UG1 参数化建模概念参数化建模技术是UG软件的精华，是CAD技术的发展方向之一。
在整个产品开发过程中，Unigraphics提供给设计人员强大的设计功能。
但怎样才能使产品之间在设计过程中产生关联，以实现产品的各零部件间的协同变化、快速修改，提高产品设计的效率，减少设计人员的工作量，这些都可以通过参数设计来实现。
参数是设计过程中的核心。
参数化设计也可称为尺寸驱动，是指参数化模型的所有尺寸，部分或全部使用相应的表达式或其他方式指定，而不需要给出指定具体数值的方法。
参数化设计是可以修改若干个参数，由UG NX自动完成表达式中或与之相关联的其他参数的改变，从而方便的修改了一条曲线、一个轮廓，甚至生成新的同类型模型。
其本质是在保持原有图形的拓扑关系不变的基础上，通过修改图形的尺寸（即几何信息），而实现产品的系列化设计。
2 参数化建模分类对产品进行设计建模的基础是对产品的了解程度。
只有在了解了产品的结构特性及产品的设计意图为基础上，才能更好的对产品设计和建模。
设计时要根据零件产品的结构特性，设计出零件各个部分的拓扑关系，最终把设计者的设计意图通过UG的参数化工具反映到零件产品的设计建模中。
设计过程是一项很艰巨的任务，从提出设计方案到最终完成要经历漫长的积累，这期间还要不断的修改。
因此，从这个意义上讲，建模的过程就是不断修改的过程。
利用UG进行参数化设计的优势就是能够方便的对产品模型进行修改，减少设计人员的劳动量，提高产品设计效率。
2.1 使用表达式进行参数化建模表达式是UG中进行参数化设计的一个非常重要的手段。
基于Solidworks参数化的建模思路及方法摘要随着现代工业的快速发展，使得很多企业选择更加效率、更加简便的研发设计方法。
南京东岱软件有限公司正是基于市场需求，为诸多企业开发实施了多产品多结构的参数化设计方案，为客户提供了快速响应的产品设计软件AutoDriver。
参数化设计主要基于三维软件的二次开发利用，本文以Solidworks标准件库的开发为技术背景，详尽阐述了基于Solidworks参数化的建模思路及方法，并以六角螺栓为例介绍了具体的参数化设计建模过程。
关键词：南京东岱软件有限公司；参数化设计；Solidworks；建模1了解客户产品六角螺栓是指由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件。
这种连接形式称螺栓连接。
如把螺母从螺栓上旋下，有可以使这两个零件分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。
1.1了解客户需求主要完成六角螺栓设计结构与特征的参数化设计，使其能够实现交互式设计。
1.2了解产品组成结构主要由螺栓头部和螺杆组成，如下图：其中：d1为螺栓直径，L为公称长度，b为螺纹长度1.3了解产品功能主要是用于紧固连接两个带有通孔的零件。
1.4确定主动参数实际由用户控制的，即能够独立变化的参数，一般只有几个，称之为主参数或主约束；其他的约束是由图形结构特征确定或与主约束有确定关系，称它们为次约束。
六角螺栓的主参数选取螺栓直径d1和公称长度L，其他尺寸参数关系（即次约束）为：b=2d1，k=0.7d1，e=2d1。
1.5确定操作界面主要是由螺栓直径d1（型号）和公称长度L组成的交互式设计界面。
2确立建模思路主要从产品的功能及主动参数去确立建模思路。
首先，观察六角螺栓结构，选取合适的基准；其次，理清楚各尺寸间的关系；最后，建立螺栓螺母模型。
3选取建模方法Solidworks建模的步骤有一定程序，其顺序分别为：选择绘图平面、进入草图绘制、绘制草图、标注尺寸和添加几何关系、特征制作等。
