基于Pro／E的浪形保持架参数化设计

精密制造与自动化 基于的浪形保持架参数化设计 河南科技大学 (471003) 徐彦伟 陈海燕 兰州工业高等专科学校 (730050) 李宝栋 摘 要介绍一种基于的浪形保持架三维造型和利用的二次开发程序模块一设计的方法。可使设计人员能方便快捷地实现浪形保持架的三维特征造型设计，从而提高设计效率。 关键词E 00言 具有强大的三维造型功能，是目前三维 以其参数化 造型理论成为目前流行，并且赢得了广泛的认同的 是对于普通设计人员来 说，在深沟球轴承中大量使用的浪形保持架是一个 形状较为复杂的零件，用提供的三维造型方 法进行浪形保持架的三维造型，并不是一件容易的 事，需要花费大量的时间来熟悉，并且掌握较 高水平的造型技巧。如果能够充分利用提供 的二次开发程序模块一00行参数化设计，则可以大大提高设计效率。本文 介绍一种基于的浪形保持架三维造型和利用 1 浪形保持架的三维特征造型设计 11 浪形保持架的三维特征分析 浪形保持架一般由厚度均匀的钢板冲压而成。 保持架外径径在的圆与保持 架的中心圆在球兜球心所在平面上的投影是一个同 心圆，保持架的中心圆为全部铆钉孔中心所形成的 圆或全部球兜球心所形成的圆。保持架球兜球心所 在的平面与保持架的配合平面之间有一个微小的间 距，距离等于保持架球兜内球面半径与保持架兜孔 深度之间的差。保持架上的全部球兜和铆钉孔相 隔一定的角度在中心圆上沿圆周方向交错、均匀分 布。保持架的兜孔可以看作是在保持架的节圆上某 一特定点，用一半径等于球兜内球面半径的球形铣 刀，在保持架上挖的一个孔。保持架兜孔之间的平 32 面与球兜之间通过圆角过渡。 保持架的三维特征相对比较复杂。在保持架的 参数化三维造型过程中，要求保持架的参数变化时， 保持架的三维模型能够相应变化。在参数化设计过 程中，最困难的就是保持架兜孔之间的平面与球兜 之间的过渡圆角，如果选择方法不当，参数变化的时 候一比如保持架的内径、外径、宽度或兜孔的个数变 化，过渡圆角不会随着变化，很难实现保持架的三维 参数化设计。 12浪形保持架设计参数计算 对深沟球轴承进行优化设计，求出轴承的刚球 直径D 和节圆直径D。 ，就可以通过一定的计算过 程求出保持架的设计参数。保持架设计参数的计算 过程如下： 保持架钢板厚度s 广一 s 一05004 式中D 表示钢球 的直径。 保持架宽度B B =K D 式中表示保持架的宽度系数。 保持架外径D 及内径D D =D +B 式中D 表示保持架中心圆直 径。 D =D 一B。 式中D =D D 表示轴承 钢球组中心圆直径。 保持架兜孔深度 K=05D + 式中 表示游动量 保持架球兜内球面半径尺 R =K + 式中 表示游动量 维普资讯 (总第167期) 相邻两球兜(或铆钉孑L)中心间距离C C：中个数。 兜孔中心与相邻铆钉孔中心间距离 持架兜孔之间的平面与球兜相交的圆角半径 ，c 保持架兜孔之间的平面与球兜必须圆角相交。 为了便于铆合保持架，在保持架铆钉大头的周围必 须保证宽度不小于的平面，因此，圆角应满足： D印譬 一 03 式中D 表示铆钉头直径。 13浪形保持架的三维造型过程 在中，浪形保持架的三维造型过程和造 型过程中具体参数的设置如下： (1)草绘1打开新建一个零件，输入零 件名称后进入草绘，选择 保持架兜孔中心所在平面和制如 图1所示的草绘图形。在工具下拉菜单里选择 图1草绘1 关系选项，输入相应的参数关系。草绘完成以 后通过旋转命令生成一个厚度等于保持架钢板厚度 的圆薄片状三维实体。草绘1中的参数关系为： CK，C2，(2)草绘2通过，与建一个平面 制如图2所示的草绘图形。 图2草绘2 草绘完成以后通过旋转命令生成一个半径等于 兜孔半径和保持架钢板厚度之和的圆顶形三维实 体。草绘2中的参数关系为： C+S 兜之间的过渡圆角； =S+ 图3草绘3 (3)草绘3仍以制如图3 所示的草绘图形。草绘完成以后通过旋转、剪切命 令生成一个内半径等于兜孔深度、外半径等于兜孑L 深度与保持架钢板厚度之和的形状类似圆顶帽子的 三维实体。草绘3中的参数关系为： C 维普资讯 精密制造与自动化 CK (4)草绘4以制如图 4所示的草绘图形。草绘完成以后通过剪切、 拉伸命令生成保持架上的铆钉孔。草绘4中的 参数关系为： 80z C， 图4草绘4 (5)阵列将草绘2、草绘3和草绘4生成的保 持架兜孔、保持架兜孔之间平面与球兜相交处的过 渡圆角、以及铆钉孔组成一个组，然后选择平面 增量选 项中选择关系选项，选中按关系定义增量复选框， 单击编辑按纽，打开记事本文件，指定方向中的关 系驱动增量为：60z。保存文件，单击 、按纽，建造阵列特征。阵列完成后的三维实体 如图5所示： 图5阵列 (6)草绘5以制如图 6所示的草绘图形，草绘完成以后通过剪切拉伸命令 即可以完成浪形保持架的三维造型。最终的浪形保 持架的三维实体造型如图7、图8所示。草绘5中的 参数关系为： C1 C，+图6草绘5 图7保持架三维造型图一 图8保持架三维造型图二 维普资讯 (总第167期) 2浪形保持架的三维参数化设计程序 基于60开发了轴承三维择 轴承类型和型号，确定轴承外形尺寸无误，通过程序 计算即可以求出浪形保持架的相应设计参数。打开 ，程序获得当前窗口状态，将保持架的设 计参数传给利用的二次开发程序模块一，即可以实现浪形保持架的三维实体参数化设计。 通过系统可以输出浪形保持架的二维工程图。 浪形保持架的三维模型的驱动核心代码如下： 将零件模型调入内存 i； c l； i)；获取当前模型标识i， 初始化模型 C 1 。&初始化保持架模型参数 c 1 变量赋值 c1d 设置模型参数值 再生模型 显示模型 浪形保持架的二维工程图的驱动核心代码如 下： 将零件模型调入内存 ， ；调用保持架参数驱动函 数 获得当前模 型的数据 将当前模型的数据赋给 设置绘图模板名 ； ； 轴承三维承属性对话框 和浪形保持架的二维工程图分别如图9、图10和图 1 1所示。 图9轴承三维10轴承浪形保持架属性页 图11浪形保持架工程图 (下转第42页) 35 维普资讯 精密制造与自动化 备、引进技术和制造产品的同时，应注意技术消化吸 收再创新。 8 结论 以上对微制造的发展及微制造产品的应用做了 简要的介绍和评述。微制造技术是高新技术，是多 学科的交叉和多种技术的综合，涉及的技术面广、理 论科学深厚。目前微制造技术的研究和应用方兴未 艾，正在迅速发展中。在加强国际合作、引进先进技 术设备的同时，抓住机遇进行自主创新、迎头赶上已 时不我待。决不能再走宏观制造业的老路。本文挂 一漏万、抛砖引玉，希望能引起广泛的关注和同行科 技工作者的重视，共同为这一学科赶超世 先进水 平努力拼搏 参考文献 1杨叔子独立自主地发展中国现代制造业院士论坛，2005927 2钟先信微系统”究展望中国工程科学，20002(1)：8084 3苑伟政，马炳 数机械与微细加工技术西北工业大学出版社 20008 4王先逵，等汜 造技术的永恒性(上)航空制造技术，2004(2) 2225 5朱剑英面向2京航空航天大 学 6 阳尧璋2械制造， 2003，41(3)：1013 7史铁林华中科技大学05博士生课程先进制造工程学课件 200510 8朱毒彬微型机械加工技术发展现状和趋势及其关键技术精密 制造与自动化，2002(2)911 9ap S 10242 1 1en12人民日报挺起自主创新的脊梁2005124 13杨叔子再论先进制造技术及其发展趋势华中科技大学，2005 812 14徐匡迪中国制造业的现状与面临的挑战2005426 153726116章维一，侯丽雅微系统及其商品化中国机械工程，2000，11 (3) 17肖峰现代科技与社会经济管理出版社，20037 18王先逵制造技术的历史回顾与面临的机遇和挑战机械工程学 报，2002，38(8) (上接第35页) 3 应用 用三维造型技术设计的密封深沟球轴承 剖分图如图图中可以很直观的看出经 过参数化设计出来的浪形保持架密封深沟球轴承三 维模型中结构合理，符合要求。 42 图12密封深沟球轴承剖分图 4结束语 中一个非常适用、专门 用来处理二次开发的程序模块。可以利用据用户输入的参 数，自动生成一些标准的零件，甚至自动完成某个零 件或组件的整体设计，从而提高设计效率。 参考文献 1詹友刚北京：清华大学 出版社，2003 2李燕