Pro／ENGINEER环境下的滚动轴承二维图纸生成方法.pdf

第 2 6 卷第4期 2 0 0 5 年I 2月 哈 尔 滨 轴 J 0URNAL 0F HARB I N B 一 一 一 一 一 承 E ARI NG P r o E NG I N E E R环 境 下 的滚 动 轴 承 二 维 图 纸 生 成 方 法 陈 龙 夏新涛 孙立明 满维伟 Vn 1 2 6 N o 4 De c 2 0 5 1 河南科技火学 机电学院 河南 洛阳4 7 1 0 0 3 2 洛阳轴研科技股份有限公司产品开发部 河南 洛 j 1 4 7 1 0 3 9 摘要 P r o E NGINE E R的工程图一般 由三维模 型转化而来 P r o E NG I NE E R软件系统采用的是单一数据库 系 统 也就是说 当工程图修改后三维模型也将改变 反之亦然 因而工程 图的处理在 P r o E N GINE E R的应用 中非 常重要 滚动轴承二维工程图相对于一般机械产品有其特殊性 本文针对滚动轴承工程图 介绍适合干滚动轴承工 程图的P r o E NG INE E R环境配置文件和绘图设置文件 滚动轴承工程图模板创建方法 滚动轴承工程 图符号订 制方法以及二次开发环境下滚动轴承工程图调用方法 采用这种办法可以直接获取三维模型数据源包含的模型 几何和拓扑信息 特征 尺寸 公差 属性 关系信息 避免用户在图纸设计时再将 P r o E N GINE E R工程图导入Au t o C AD重复标注的枯燥操作 关键词 滚动轴承 P r o E NG INE E R 工程图 中图分类号 T HI 3 3 3 3 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 2 4 8 5 2 2 0 0 5 0 4 0 0 0 3 0 5 Ge n e r a t i n g me t h o d o f t wo d i me n s i o n a l r o l l i n g b e a r i n g d r a wi n g s b y P r o E NGI NEER CHE N L o n g XI A Xi n t a o S UN Li mi n g MAN W e i we i 1 E l e c t r o me c h a n i c a l E n g i n e e ri n g C o l l e g e H e n a n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y L u o y a n g 4 7 1 0 0 3 C h i n a 2 D e p a r t me n t o f P r o d u c t D e v e l o p me n t L u o y a n g B e a ri n g R e s e a r c h S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y C o L t d L u o y a n g 4 7 1 0 3 9 C h i n a Ab s l m睫 Ge n e r a l l y s p e a k i n g P r o E NGI NE E R d r a wi n g s a r e c o n v e r t e d f r o m t h r e e d i me n s i o n a l s o l i d mo d e l s a n d s i n g l e d a t a b a s e s y s t e m i s a d o p t e d i n P r o ENGI NEER s y s t e m He n c e tr e a t me n t o f Pr o E NGIN EER d r a wi n g s i s v e r y i m po rta n t i n a p p l i c a t i o n o f P r o ENGI NEER s o ft wa r e D r a wi n g s o f r o l l i n g b e a r i n g s a r e d i f f e r e n t f r o m d r a wi n g s o f g e n e r a l me c h a n i c a l p r o d u c t s C o n fi g u r a t i o n fi l e s a n d t e mpl a t e c r e a t i o n me t ho d s e v o k e mo d u l e s o f s y mb o l s a g a i n s t r o l l i n g b e a tin g i s p r o po s e d i n t hi s p a p e r I n a d d i t i o n a n o v e l me t h o d o f a u t o ma t i c a l l y g e n e r a t i n g r o l l i n g b e a r i n g d r a wi n g thr o u g h c a l l i n g t e mpl a t e i s p r o p os e d a s we l 1 Da t a s o u r c e s o f t h r e e d i me ns i o n a l s o l i d r o l l i n g b e a r i n g mo d e l s c a n b e a c h i e v e d di r e c t l y i n t wo di me n s i o na l r o l l i n g b e a r i n g s d r a wi n g s a n d r e pe t i t i v e o pe r a t i o n o f d i me n s i o n c a n b e a v o i d e d Ke y w喇 B r o l l i n g b e a ti n g P r o E NGI NE E R d r a wi n g 1 前言 P r o E N G I N E E R以其参数化造型理沧成为目 基金项目 河南科技大学重大科技前期预研专项基会 2 x 1 3 z D 0 3 f 南科技大学人才科 研基 金项 目 0 5 一l 7 3 收稿日期 2 0 0 5 0 9 2 8 作者简介 陈龙 I 9 7 6 一 讲师 硕士 前流行并且赢得 了广泛的 人同的 C A D技术基础 理论之一 它具有数据全相关 单一数据库 参数 化设计 真正的 3 D模 型等特点 P r o E NGI NE E R 中生成的模型直观 立体感强 可以进行任何角度 的观察 系统还能很容易的计算出实体的表面积 体积 重量 惯性矩 重心等参数 也正因为其强大 功能与鲜明特点 P r o E NG I N E E R 目前已经 广泛 维普资讯 4 哈 尔 滨 轴 承 应用到工业设计 机械设计 C A D 辅助制造 C A M 数据管理 P D M 等领域 工程图是 P r o E N G 1N E E R用于产品开发设计 的最终输出 实际使用中 除了少量设计数据是转 到数控机床直接加工外 大多数的设计最终都要 输出工程图 根据工程图纸完成产品的设计制造 因此在工程实践中 二维工程图是必不可少的 对 于滚动轴承这种不适合于采取数控机床加工的产 品 其二维工程图尤其重要 作为重要的技术文档 工程图必须有一定的 规范和标准 特别是工程信息的标注如各种标注 符号 焊接符号 表面粗糙度等 标题栏和明细表 以及工程图的打印等 这都需要按行业 企业的标 准统一做相应的定制工作 滚动轴承的工程图和 一 般机械产品有所差异 本文详细介绍了 P r o E N G 1NE E R环境下滚动轴承二维图纸的生成方法 2 微型深沟球轴承参数化设计中 P r o E NGI NE E R 系统设置 环境配置文件和绘图设置文件在 P r o E N G I NE E R系统二次开发过程 中是两个极 为重要 的文 件 环 境 配 置 文 件 c o n fi g p r o是 用 来 设 置 P r o E N G INE E R工作环境的 包括窗口形式设定 指定一些重要文件的路径如绘图设置文件 跟踪 文件 符号库 标准件库 格式库等 模型单位 公 差模式 图层设定 映射键设最等 38 1 绘图配置义 件是用来配置诸如尺寸高度 文本注释 文本方 向 几何公差标准 字体属性 箭头样式等选项的 特性 滚动轴承零件的尺寸偏差 几何公差的标注 方式以及滚动轴承工程图有其特殊性 为使模型 参数标注方式符合国家标准并为进一步的滚动轴 承的工程图自动生成做好充足准备 根据滚动轴 承国家标准 设置 P r o E N G E E R系统环境配置 文件和绘图设置文件如下 2 1 微型深沟球轴承的C o n f i g 配置 定义 C o n fi g配置如下 a l l o w m ove a t t a c h i n d t l mo v e YES a n g ul a r t o l 2 0 1 0 c h a mf e r 4 5 d e g d i mte x t i s o d i n c r e a t e d r a wi ng di m s o nl y YES d e f a u l t d r a w s c a l e n o d i s p l a y h i d d e n v i s dr a w mod e l s r e a d o n l y YES d r a wi n g s e t u p fi l e Be a r i n g De s i g n f o r ma t d t l d xf o u t dra wi ng s c a l e y e s 第 2 6 卷 d x f o u t s c a l e v i e ws y e s h i g h l i g h t new d i ms y e s l i n e a r t o l 2 0 1 O ma k e p a r a me t e r s f r o m ti n t t a b l e s y e s ma k e r o j v i e w n o t e s y e s p a r e n t he s i z e r e f di m y e s r enam e d r a wi n g s wi t h o b j e c t b o t h s a ve dra wi n g p i c t u r e fil e e mb e d s a ve o b j e c t s c h a n g e d s wi t c h di ms f or no t e s no t a ng e nt e d g e di s pl a y n o t o l m o d e no mi na l t o l e r a nc e s t a nd a r d i S O 2 2 微型深沟球轴承的F o r ma t 配置 定义 F o r ma t 设置如下 d r a wi n g t e x t h e i ght 3 5 0 0 0 0 0 t e x t t hi c k ne s s 0 0 0 00 0 0 t e x t wi d t h f a c t o r 0 8 0 0 0 0 0 br o k e n v i e w Of f s e t 1 0 00 0 00 c r e a t e a r e a an fo l d s e g m e n t e d YES d e t a i l c i r c l e l i n e s t y l e S OLI DF ONT h a l f v i e w I i n e S OL I D mo d e l d i s p l a y for n e w v i e ws DEF A ULT p r o j e c t i o n t y p e T HI R D A NG L E s h o w t o t a l u n f o l d s e a m YES t a n e dg e d i s p l a y f o r ne w v i e ws DE F AUL T v i e w n o t e S T D ANS I c u Ri n g l i ne a d a p t NO c u R i n g l i n e s e g me n t O 0 0 00 0 0 d e f x h a t c h b r e a k a r o u n d t e x t N0 r e mo v e c o s ms fro m x s e c s T OT AL s h o w q u i l t s i n t o t a l x s e c s NO h i d d e n t a n g e n t e dg e s ERAS ED l O C a t i o n r a d i u s DE F A UL T 2 1 me s h s u r f a c e l i ne s ON r e f d e s d i s pl a y N0 s h o w s y m o f s u pp r e s s e d we l d NO a l l o w 3d di m e ns i o n s NO a ng d i m t e x t o r i e n t a t i o n HORI ZONTAL b l a n k z e r o t o l e r a n c e NO c h a mf e r 4 5 d e g l e a d e r s tyl e s t d i S O d i m l e a d e r l e n h 3 三维实体模 型到二维工程 图的几 何投影原理 维普资讯 第 4期 陈龙 等 P r o E N G I N E E R环境下的滚动轴承二维图纸生成方法 5 三维建模完成后 二维工程图的获取只需把 三维图形按照既定的规则投影到二维平面 三维 图形变换的原理是把齐次坐标点 x y Z 1 通过变 换矩阵变换成新的齐次坐标点 x y Z 1 即 x Y z 1 丁 l x y z 1 l 1 式 4 1 中 T为三维基本变换矩阵 a b c M P d e f M q 丁 l g h i M L L L M L J m n M S 2 三维基本变换矩阵 r可分为四块 其中 a b c 1 J d e f 1 产生比例 对称 错切 旋转等基本 g h j J 变换 J m n 产生平移变换 P q r 产生透视变换 s J 产生全比例变换 通过变换矩阵的相关参数并组合以上j维基 本变换矩阵 即可实现对j维物体的复杂变换 P r o E N G I N E E R中这些变化方法都已封装成为单 一 的可执行指令 如果采用 T o o l K i T程序开发二 维模板 则只需要在程序段中执行投影变换指令 就可以实现投影变换 如 视图创建指令为 P r o D r a wi n g P r o j e c t e d v i e w C r e a t e d r a wi n g v i e w P R O B F A L S E p o s p v i e w 具体参见 T o o l KiT帮助文 件 对于规则结构 也就是几何结构变化不大 的 滚动轴承产品工程图处理 比较合适的办法是利 用图形模板方法 将在下一节详细介绍 而对于特 殊结构的滚动轴承产品的处理 采用图形模板方 法的工作量远大于单一处理方案 因而对其单个 处理 单个处理时也不需要采用目前很多企业内 惯常使用的导出截面图到 A u t o C A D再逐一标注 尺寸的办法 只需在三维草绘截面环境下注意尺 寸排布 二维环境下的投影尺寸也将非常规则 做 简单调整即可获得合理尺寸与公差排布 如图 1 为一种结构的密封唇的截面草绘 截面尺寸标注 时稍做处理 自动投影的二维绘图的尺寸排布也 非常合理 0 0 5 一 l 一 一 l H T 0 1 5 1 1 L so r0 5 0 s I50 0 3 0 V h 0 1 5 l l 1 K T f f I 一 图 1 滚动轴承零件截面草绘尺寸排布 4 滚动轴承工程图模板创建 配置好环境文件和绘图设置文件后 进入格 式 F o r m a t 状态下按企业的标准创建表格 并输 入相应的文本 图形模板文件建立完成后注意其 存储路径 打开新的绘图文件时需要指定路径 也 可以直接将其存储到 P r o E N G INE E R系统的资源 文件夹下 即 P r o E N G N E E R t e m p l a t e 下一次启 动 P r o E N G I N E E R时 系统将自动加载此模板 图 2 是直接在资源文件夹下直接获取的模板名称 表中填入的基本信息会随着模型的不同而有所差 异 因而要用参数性文字符号 加上各 自相对 维普资讯 哈 尔 滨 轴 承 第 2 6 卷 应的自定义参数名来定义表格内的内容 这样系 统能够用模型中的各个参数相应的参数值 自动替 换这些参数名 图 2 图形模板调用 建立好格式文件后 打开一种结构的滚动轴 承的零件或装配 维模型 以以上完成的格式进 入此几何结构的模型的绘图状态 投影该几何结 构的T程图 按照滚动轴承工程图标准标注出所 有尺寸 尺寸偏差 形位公差等参数 这个时候标 注的参数值是依据模型尺寸 自动生成的尺寸 这 些参数值都有自己唯一的 I D 号 模型尺寸改变 后 不同I D号下的尺寸随着模型尺寸的改变而改 变 而实现各尺寸值变化 除边 面以及各尺寸 的唯一索引 I D外 还有一些属性值 如 边是否为 相切边 阴影边 特征是否已隐藏 装配件中相同 零件 如滚动体 保持架 个数 零件的材料加丁要 求等参数也可以在投影生成视图几何的过程中赋 值 属性值的生成方法比较简单 而且对用户来说 一 般电是透明 作为设计和开发人员需要充分利 用它们 以大大提高图纸生成和重建的准确率 5 滚动轴承标准符号库的创建 旧 A4 0 0 8 0 9 l c 具 尔 l 0 0 2 2 A L l r 一 0 一 O L j 誉 1 t了 l u u u 斗 l 一 f 0 02 2 A广 一 70 l 2 1 卜 0 f 1 0 O 3 C I 技术要求 1 热处理硬度H I 6 l 6 5 2 热处瑚质量碰符台J 刚2 5 5 规定 塑 S I A l B I I I 河 南科 技大学 轴承研 究所 外 工 日 共 4 页 l 第 2 页 罔 3 自动投影输出的工程图 维普资讯 第 4 期 陈龙 等 P r o E N G I N E E R环境下的滚动轴承二维图纸生成 法 符号在 程罔中的作H j 是不言 喻的 定制 符合行业 企业标准的符号库是很有必要的 滚动 轴承T程图有很多符号在 P r o E N G I N E E R符号库 中找不到 需要用户 白行建 立 以下简要 介绍 P r o E N G INE E R的符号创建 P r o E N G INE E R的符号类型有两种 简单 符号与和群组符号 简单符号是与该符号完全一 致的符号实例 群组符号是定义了相似符号的一 个家族 它包含了所有该族的符号图元 可用树结 构的分组方式产生多种相似的符号实例 每个符 号必须提供的信息有符号名 具体的符号 几何和 文本的集合 树结构的组和子组 指群组符号 具体创建办法就是进入符号库绘出需要的符号形 式并命名到一个单一库或群组库 6 标注生成 工程图模板成功后 系统将按照模板格式 自 动更新各项标注从而生成准确的滚动轴承工程图 见图3 生成标注的基本思路可概括为 一一对 应 投影赋值 符合标准 一一对应是指二维标注 与三维标注应该是对应的 投影主要是指标注符 号 的几何表示应该从三维中投影N 维视图 赋 值即将尺寸的数值 公差 粗糙度的大小 类型等 不变数值直接传给对应的二维标注 由于工程图的模板创建T作中已对输出罔纸 进行标准化处理和调整 综合布局考虑 闻此投影 赋值后系统能够准确生成既与三维标注对应又符 合滚动轴承工程图且尺寸问无重叠 无干涉 分布 清晰合理的二维标注 7 基于 P r o T O 0 L T的滚动轴承 工程图模板调用方法 对于高级开发用户 也可以采用 T O O L K I T 程序来直接调用滚动轴承的图彤模板 开发的程 序计算出滚动轴承的三维模型后 可由程序跳出 操作界面 见图 4 界面按钮执行模板调用操作 过程 模板调用的关键是三维模型与其对应的二 l 罔 4 计算生成模 及 r 程I 输j f 界而 维T程图模板要逐 配 匹酉 己 错误将导致模板 凋用错误 模板调用核心代码如下 P r o Er r o r s t a t u s P r o M d l s o l i d m d l P r o M d l T y p e md l t y p e Pr o M d l d a t a d a t a P r o M o d e l mo de l P r o Na m e dwg t e mpl a t e P r o Na me na m e P r o Dr a wi n g d r a wi n g P r o Dwg c r e a t e Op t i o n s o p t i o n s P R0DW GCREATE DI S PLAY DRAW I NG P r o Dwg c r e a t e Er r s e r r o r s c h a r s t r t mp P RO P A T H S I Z E s t a t u s P r o Md l C u r r e n t Ge t s o l i d md 1 i f s t a tus P R O T K NO E RR O R d i a o r u mo x i n g O r e tur n s t a tus P r o Md l T y p e Ge t s o l i d md l md l t y p e i f s t a tus P R O T K NO E R RO RI I md l t y p e PRO MDL P ART md l t y p e P RO MDL AS S E MB L Y r e t u r n P r o Md l Da t a G e t s o l i d md l d a t a P r o Ws t r i n g T o S t r i n g s t r t mp d a t a n am e P r o S t r i n g T o Ws t r i n g mo d e 1 n a me s t r t mp P r o Ws t r i n g T o S t r i n g s t r t mp d a t a t y p e P r o S t r i n g T o Ws t r i n g mo d e 1 t ype s t r t mp P r o S t r i n g T o Ws t r i n g d w g t e mp l a t e n a me P r o S t r i n g T o Ws t r i n g n a me n a me P r o D r a wi n g F r o mT mp l t C r e a t e n am e d wg t e m p l a t e mo d e l o p t i o n s dra wi n g e r r o r s 8 结论与展望 在建立了包含几何和拓扑信息 特征 尺寸 公差 属性 关系等信息三维模型后 采用本文开 发图形模板以实现工程图自动输出的方法成功避 免 了用户在图纸设计时枯燥 的重复标注操 这种 开发方法主要就在于对应不同的几何结构 创建 不同的图形模板 这个过程相对有些烦琐 但足对 于几何结构差异较小的零件 如滚动轴承 在实 际运用中大大简化了没计者从 3 D罔彤到 2 D 形转化的 作 键 滚动轴承也有一j l 匕 复杂结构且 批量较小的零件 对于这样不适宜下 形模板方 法处理的零件 介绍 r单一方法 渊用模扳方法的 下转第 1 6页 维普资讯 1 6 哈 尔 滨 轴 承 第 2 6 卷 新设计一件过渡盘 使四套工装无论哪套均能不 再用一套夹具使用一个过渡盘 而使切断最小产 品内径 3 5 1 8 0 mm之间 为此而改进的夹紧油缸 通过螺丝固定在主轴尾部 活塞的往复运动 行程 为 3 5 ra m 通过后拉杆传至夹头前拉杆使夹具夹 紧或放松工件 其拉力 或推力 的大小可调节夹 紧油缸的油压来改变 若要改变夹爪对T件的夹 持方法 内撑或外夹 只需将进出油管相互更换位 置即可 制动机构装在电机底板上 当刹车油缸接 通压力油后 通过活塞运动使制动带卡紧电机皮 带轮来制动 制动带与皮带轮的间隙可通过拉杆 来调整 5 液压系统 I I B 一 0 1 2 切断车床是由液压驱动 电路控制 的高效切断车床 运动传递平稳 均匀 准确可靠 5 1 液压系统的改进 液压装置全部集中在床身左端 床身兼作液 压油箱 液压元件采用集成块的形式组装 分为四 个集成单元 即调压卸荷单元 前后刀架单元 夹 紧润滑和刹车单元 5 I 2 液压系统的工作原理 液压系统最大工作压力 3 0 M p a 采用一个 2 5 f 时叶片泵供油 调压卸荷单元由一个 y 一2 5 B溢 流阀 组成 前 后刀架单元 由一个 3 4 E 2 2 5 B电 磁换向阀 两个 Q 卜 1 0 B调速阀 组成回油节流 回路 实现刀架的工作进给 进退 夹紧润滑 刹车 单元由一个 2 4 E 2 2 5 B电磁换向阀 一个 2 3 E 2 2 5 B电磁换 向阎 一个 卜 2 5 B减压 阀 一个 l 2 6 0 o 4 单向阀组成 夹紧油泵的压力大小可由 减压阀调节 工作夹紧或松开是由2 4 E 2 2 5 B电 磁换向阀控制来实现 电机刹车与夹紧共用一个 减压阀 由 2 3 E 2 2 5 B电磁换向阀控制 得电抱 闸自动刹车 失电抱闸自动松开 如因意外故障 导致液压系统突然失压时 l 2 6 o 0 4 单向阀可保 持夹紧油缸的工作压力 防止工件电出 保证安 全 此系统调节简单 冲击小 工作平稳 结构紧 凑 省力 6电器元件 电器系统采用继电一接触控制 刀架移动采 用行程调速阀控制 此系统实现了机床各种运动 的控制 如 起动 停止 反转 改变速度 控制方法