基于参数化技术的设计方法

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1、基于参数化技术的设计方法　　摘要：传统的CAD技术大多是用固定的尺寸值定义几何元素，输入的每一个几何元素都有确定的位置，要修改设计内容，只有删除原有几何元素后重新设计。本文介绍的参数化设计方法，旨在通过尺寸驱动方式在设计或绘图状态下灵活的修改图形，方便设计，提高设计效率　　关键词：参数化设计尺寸驱动UGNX　　传统的CAD技术大多是用固定的尺寸值定义几何元素，输入的每一个几何元素都有确定的位置，要修改设计内容，只有删除原有几何元素后重新设计。而设计过程中不可避免地要多次反复修改，这样给设计人员带来大量繁重而又乏味的事务性工作，也极大地影响设

2、计效率。因此，除了采用特征技术之外，新一代的CAD系统大多增加了参数化设计功能，使得产品设计可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而自动修改，从而大大方便设计过程。　　具体来说，参数化技术是采用参数预定义的方法建立图形的几何约束集，指定一组尺寸作为参数使其与几何约束集相关联，并将所有的关联式融入应用程序中，然后以人机交互的方式修改参数尺寸，通过参数化尺寸驱动实现对设计结果的修改。参数化设计过程中，参数与设计对象的控制尺寸有明显的对应关系，并具有全局相关性。参数化设计不同于传统的设计，它储存了设计的整个过程，设计出一组而非单一的在形状和功

3、能上具有相似性的产品模型。4　　参数化设计的目的就是通过尺寸驱动（或图元驱动）方式在设计或绘图状态下灵活地修改图形，方便设计过程，提高设计效率。　　参数化设计的主要技术特点是基于特征、全尺寸约束和尺寸驱动设计修改。　　（1）基于特征：将某些具有代表性的几何形状定义为特征，并将其所有尺寸存为可调参数，设计时通过指定参数来生成特征实体，并以此为基础来构造更复杂的几何形体，　　（2）全尺寸约束：将形状和尺寸联合起来考虑，通过尺寸的约束来实现对几何形状的控制。设计时必须以完整的尺寸参数为出发点（全约束），不能漏注尺寸（欠约束），当然也不能多注尺寸（

4、过约束）。　　（3）尺寸驱动设计修改，通过编辑尺寸数值来驱动几何形状的改变，尺寸驱动已经成为当今CAD系统的基本功能。　　参数化设计技术彻底改变了自由建模方式的无约束状态，几何形状均以尺寸的形式而牢牢地得到控制，若打算修改零件形状时，只需编辑一下尺寸的数值即可实现形状上的改变，大大方便设计过程。　　从应用上来看，参数化系统特别适合于那些技术已经相当稳定、成熟的零配件和系列化产品行业，此外，参数化设计还能较好地支持类比设计和变形设计，即在原有的产品或零件的基础上只需改变一些关键尺寸就可以得到新的系列化设计结果。4　　UGNX中的建模模块是采用

5、特征技术和参数化技术建模的最基本的核心模块。利用UGNX软件进行零件三维实体造型的过程，实际上就是使用建模模块依次创建各种类型特性，并同时赋予相关参数以进行约束的过程。参数的输入可以由操作者在建模过程中直接输入，也可以以系统特定的创建表达式的方法传递，还可以事先通过其他的算法生成具体的数据，在建模过程中由系统自动读取这些数据。特征之间可以相互独立，也可以在相互之间存在一定的参考关系。　　利用“表达式”建立零件的尺寸参数和参数关系，通过一次建模操作，获得一种零件的模型作为此类零件的建模模板，利用这个模板，通过赋予各有关参数不同的值，就能比较轻

6、易地获得多个零件的三维模型。这种设计方法称之为“数据驱动”的参数化设计方法。　　下表给出了四种轴承盖的结构参数，按照上述思路，我们可以按照图1标注，在表达式中给这些参数赋值，在建模过程中系统将会自动地引用“表达式”中的各参数的具体值构造各个特征，从而完成模型的创建。当表达式中的参数发生变化之后，数字化的模型会随之发生变化，这正体现了UGNX的“数据驱动”的本质。　　表轴承盖系列零件结构参数　　根据上表给定的参数，在UGNX的表达式中输入对应的参数表达式和参数关系，如图2所示。在建模的过程中应用参数建模，即可得到图3中的第一个轴承盖，再根据上

7、表中的第二个轴承盖的参数数值更改表达式中的值，对应得到第二、第三、第四个轴承盖。　　图1？摇？摇？摇图2？摇？摇？摇　　图3　　此例充分体现出UGNX参数化建模和数据驱动的强大功能。4　　基于UGNX零件三维参数化设计的方法，充分利用软件作为一个基于特征的三维CAD软件本身的强大功能，利用几何约束和尺寸约束确定零件的形状，通过用户自定义设计变量来代替相应的零件尺寸来驱动和设计零件或一族零件。该方法简单、方便，是一种非常适用的三维参数化设计方法。4