一、引言
近幾年,隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展,工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了三維設(shè)計(jì),為了實(shí)現(xiàn)與三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)接軌,制造企業(yè)逐漸開(kāi)始研究應(yīng)用三維軟件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì),特別是MBD(Model Based Definition,基于模型的定義)技術(shù)出現(xiàn)以來(lái),國(guó)內(nèi)外航空企業(yè)開(kāi)始在制造環(huán)節(jié)應(yīng)用三維手段對(duì)產(chǎn)品各階段模型進(jìn)行定義。很多企業(yè)依托三維軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),形成專(zhuān)用的工藝設(shè)計(jì)工具。但是無(wú)論怎樣開(kāi)發(fā),都是針對(duì)軟件已有的功能進(jìn)行重組和優(yōu)化,其基本工作原理都是基礎(chǔ)軟件的原有功能。在基于模型的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)工序模型來(lái)表達(dá)制造要求,所有的制造信息都附著在三維模型上,因此工序模型的構(gòu)建顯得尤為重要。本文針對(duì)應(yīng)用NX軟件完成工序模型設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。
二、初始化環(huán)境設(shè)置
初始化參數(shù)使工序模型的建模環(huán)境保持一致,對(duì)于構(gòu)建模型的工作量有很大影響,初始化環(huán)境設(shè)置得當(dāng),可以減少很多重復(fù)工作。初始化參數(shù)主要包含圖層設(shè)置和首選項(xiàng)設(shè)置。
1.圖層設(shè)置
圖層設(shè)置即對(duì)圖層進(jìn)行分類(lèi)。圖層分類(lèi)主要用來(lái)提醒工藝人員規(guī)范建模過(guò)程,明確每個(gè)圖層放置對(duì)象的類(lèi)別,對(duì)象的類(lèi)別可以是草圖、曲線、實(shí)體、片體或注釋等。通過(guò)分類(lèi),對(duì)模型內(nèi)容實(shí)現(xiàn)有效管理。圖層分類(lèi)的方法如下:在主菜單【格式】下選擇【圖層類(lèi)別】會(huì)彈出如圖1所示的對(duì)話(huà)框,在“類(lèi)別”欄輸入類(lèi)別名稱(chēng),然后選擇“創(chuàng)建/編輯”按鈕,彈出圖2所示的對(duì)話(huà)框,在圖層列表中選擇需要的圖層范圍,點(diǎn)擊“確定”按鈕,即可完成一類(lèi)圖層類(lèi)別的定義。圖層類(lèi)別一般可按下面所列的范圍進(jìn)行分類(lèi)。
(1)1~10層放置模型實(shí)體。
(2)11~20層放置曲線、片體。
(3)21~40層放置草圖。
(4)41~80層放置基準(zhǔn)。
(5)81~100層放置尺寸標(biāo)注及注釋(PMI)。
圖1 圖層類(lèi)別
圖2 圖層類(lèi)別范圍選定
2.首選項(xiàng)設(shè)置
首選項(xiàng)設(shè)置主要對(duì)建模環(huán)境中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,主要包含零件默認(rèn)顏色、建模背景顏色、草圖環(huán)境設(shè)置、尺寸標(biāo)注及注釋信息設(shè)置等。如圖3所示在主菜單【首選項(xiàng)】中的【對(duì)象】、【背景】和【草圖】等選項(xiàng)中可分別實(shí)現(xiàn)含零件默認(rèn)顏色、建模背景顏色及草圖環(huán)境設(shè)置等的設(shè)置。
圖3 首選項(xiàng)設(shè)置
選擇【注釋】選項(xiàng)可以彈出如圖4所示的對(duì)話(huà)框,本項(xiàng)目中涉及的參數(shù)主要是在PMI(Product Manufacture Infomation,產(chǎn)品制造信息)模塊進(jìn)行三維環(huán)境下尺寸標(biāo)注及注釋相關(guān)參數(shù)的設(shè)置,能夠確保標(biāo)注參數(shù)保持一致。
圖4 注釋選項(xiàng)設(shè)置
三、模型構(gòu)建方法
工序模型的一個(gè)顯著特點(diǎn)是相鄰工序之間模型相似程度很高,可以借助NX WAVE功能實(shí)現(xiàn)部件之間的相互引用,從而實(shí)現(xiàn)工序模型的快速生成。其前提條件是在裝配導(dǎo)航器中,如圖5所示鼠標(biāo)右鍵彈出的快捷菜單中將“WAVE模式”設(shè)為打開(kāi)狀態(tài),就可以進(jìn)行部件之間幾何元素的鏈接。
圖5 打開(kāi)WAVE模式
在部件名稱(chēng)上右鍵選擇“WAVE”的級(jí)聯(lián)菜單下會(huì)有“將集合體復(fù)制到/組件/部件/新部件”幾個(gè)選項(xiàng),如圖6所示。根據(jù)具體情況,可以將當(dāng)前部件的幾何元素復(fù)制到目標(biāo)工序模型,并與源模型保持關(guān)聯(lián)。復(fù)制的幾何元素可以是實(shí)體、曲線、基準(zhǔn)、點(diǎn)、片體及草圖等,工序模型之間不需要有裝配關(guān)系也可以保持關(guān)聯(lián)。
圖6 部件間WAVE實(shí)現(xiàn)方法
例如一個(gè)零件的加工工序編號(hào)為5、10、15、20、25和30,每個(gè)工序編號(hào)代表一個(gè)工序模型。通過(guò)WAVE幾何關(guān)聯(lián),工序模型之間可以實(shí)現(xiàn)如圖7所示的順序(正向、反向均可)關(guān)聯(lián),也可以實(shí)現(xiàn)如圖8所示的非順序關(guān)聯(lián)。當(dāng)其中一道工序模型發(fā)生變化時(shí),其他工序模型會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更新。
圖7 順序關(guān)聯(lián)
圖8 非順序關(guān)聯(lián)
通過(guò)上述方法可以實(shí)現(xiàn)工序模型的快速生成。對(duì)于工序模型中與其他工序存在差異的部位,通過(guò)直接建模及建模其他一些簡(jiǎn)單的功能就可以構(gòu)建成功。
對(duì)于被加工零件表面,通過(guò)改變零件表面的顏色來(lái)表示,各工序模型被加工部位表面顏色應(yīng)該用特殊顏色區(qū)別于非加工表面。
四、模型視圖劃分
模型視圖相當(dāng)于二維平面圖中不同的圖樣頁(yè)及不同的視圖。每個(gè)模型視圖可以展示一個(gè)被加工部位的尺寸要求及技術(shù)要求。劃分模型視圖的目的是使零件尺寸要求更清晰有條理。模型視圖可以按加工過(guò)程中的需求命名,如裝夾視圖、加工部位1及加工部位2等。模型視圖創(chuàng)建完成后,需要將模型按最佳的方位擺放到合理的位置,進(jìn)行保存。這樣每次打開(kāi)視圖時(shí),瀏覽到的是被加工部位視圖。模型視圖也可以對(duì)模型進(jìn)行剖切,形成截面視圖。其方法如下:按圖9所示在要進(jìn)行剖切的視圖上鼠標(biāo)右鍵選擇【創(chuàng)建截面】,會(huì)彈出如圖10所示的對(duì)話(huà)框,選擇要剖切的零件,然后選擇草圖圖標(biāo),將進(jìn)入草圖環(huán)境,如圖11所示。在草圖環(huán)境中,繪制矩形框,將要剖切的部位包含進(jìn)去,然后退出草圖環(huán)境。如圖12所示,調(diào)整剖切起始限制值,然后點(diǎn)擊“確定”,完成之后的剖視圖如圖13所示。
圖9 創(chuàng)建截面
圖10 創(chuàng)建剖視圖
圖11 繪制剖切截面
圖12 確定剖切起始
圖13 剖切后零件
五、尺寸標(biāo)注及注釋
模型實(shí)體構(gòu)建完成后,需要進(jìn)行尺寸標(biāo)注及注釋?zhuān)@樣才能形成完整的工序模型,正確地表達(dá)制造要求。進(jìn)行尺寸標(biāo)注的主要過(guò)程如下。
(1)選擇合適的模型視圖進(jìn)行標(biāo)注在模型視圖列表下選擇已經(jīng)保存好的模型視圖,被選擇的模型視圖方位能夠正確地表述被加工部位。尺寸標(biāo)注及注釋的內(nèi)容可以顯示在多個(gè)不同模型視圖當(dāng)中。在模型視圖列表中進(jìn)行選擇,可以改變尺寸標(biāo)注顯示的視圖。
(2)選擇尺寸標(biāo)注及注釋的類(lèi)型:主要包含尺寸、文字注釋、形位公差、表面粗糙度及加工過(guò)程中各種基準(zhǔn)符號(hào)。
(3)選擇標(biāo)注平面:標(biāo)注平面即標(biāo)注內(nèi)容所在的平面,標(biāo)注平面可以是工作坐標(biāo)系所在的XY、YZ和XZ三個(gè)平面,可以繼承上一個(gè)標(biāo)注所在的平面,用戶(hù)也可以自定義平面。
(4)選擇關(guān)聯(lián)特征:每個(gè)尺寸標(biāo)注都是針對(duì)零件上某一個(gè)或多個(gè)表面。這些表面應(yīng)與標(biāo)注的尺寸保持關(guān)聯(lián)關(guān)系。
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