Pro/ENGINEER中創(chuàng)建尺寸陣列特征的思路及方法

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一,、引言

- b7 D/ t, S! D    在使用Pro/ENGINEER進(jìn)行零件建模過程中,，常常會(huì)遇到一些多次重復(fù)出現(xiàn)的相同或者相似的特征，如果逐個(gè)創(chuàng)建這些特征,，設(shè)計(jì)過程將非常煩瑣。這時(shí)可以考慮采用陣列特征進(jìn)行建模。陣列特征是按指定方式排列的多個(gè)對(duì)象副本,，該特征可對(duì)包含在一個(gè)陣列中的多個(gè)特征同時(shí)執(zhí)行操作或修改，比操作單獨(dú)特征更為方便和高效,。然而,，由于零件特征變化的各異性，使得設(shè)計(jì)人員在使用陣列特征時(shí)不能很好的把握使用該特征的思路及方法,，導(dǎo)致再生失敗或達(dá)不到最初的設(shè)計(jì)意圖,。對(duì)于部分設(shè)計(jì)人員尤其是初學(xué)者，如何理解和用好陣列特征就成為現(xiàn)實(shí)高效設(shè)計(jì)的一個(gè)瓶頸,。
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& h6 n  h( e- l. ^" e: U0 V: U    在Pro/ENGINEER的Wildfire版本中,，陣列特征包括了尺寸陣列、參考陣列,、表陣列及填充陣列幾種類型,。其中尺寸陣列使用比較廣泛，下面以Wildfire版本為例,，通過典型的實(shí)例來介紹和分析尺寸陣列特征的創(chuàng)建思路及方法,。

    二、尺寸陣列特征的創(chuàng)建思路及方法

    創(chuàng)建尺寸陣列特征是通過使用驅(qū)動(dòng)尺寸和將增量更改指定給陣列進(jìn)行特征復(fù)制的過程,。尺寸陣列可以分為單向或雙向,。根據(jù)所選取的驅(qū)動(dòng)尺寸，陣列可以是線性或角度（旋轉(zhuǎn)陣列）的,。完成一個(gè)尺寸陣列特征,，需要確定驅(qū)動(dòng)尺寸和尺寸增量?jī)蓚�(gè)要素。在Pro/ENGINEER中，這兩個(gè)要素可通過圖1所示的“尺寸”面板來錄入,。

圖1 “尺寸”面板

    各類型的尺寸陣列特征的創(chuàng)建思路及方法介紹如下,。
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- ^5 w  Z" x9 s- i% p$ l4 Q    1.線性陣列

( i  e4 E4 P4 j5 b; ~  Y* b# e9 V    （1）基本線性陣列
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2 l7 e1 R5 i% z+ s* n! I" f3 I. t    基本線性陣列的創(chuàng)建只需按特征的要求確定驅(qū)動(dòng)尺寸和尺寸增量，其驅(qū)動(dòng)尺寸可在特征本身的參數(shù)中直接選取,，操作簡(jiǎn)單,，所生成的特征也容易實(shí)現(xiàn)。但是在不同的方向上選取不同的驅(qū)動(dòng)尺寸所產(chǎn)生的結(jié)果卻大不相同,，這要求設(shè)計(jì)者有清晰的選取思路,。
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3 j: F0 p5 m  }% H    下面以平板開孔的陣列特征為例，其不同的驅(qū)動(dòng)尺寸選取方式將產(chǎn)生的不同的結(jié)果如表1所示,。
4 \: d6 |, a7 I& ~3 ]* Z從表1可見,，陣列特征不但可以控制復(fù)制特征的位置，還可以控制其形狀大小的變化,。如結(jié)果3,，只需將d3驅(qū)動(dòng)尺寸的增量設(shè)為“d4－d3”，就能得到該結(jié)果,。表1所列舉的僅是一些基本的變化,，只要掌握驅(qū)動(dòng)尺寸選取方式的方法，該類其他的陣列變化就不難把握了,。

表1

    （2）具有約束的線性陣列
   
4 u, O2 _# s: [8 ]    具有約束的線性陣列是指對(duì)陣列特征的位置及形狀變化有特定的約束要求,。這種特征的創(chuàng)建不能直接僅以特征本身的參數(shù)作為驅(qū)動(dòng)尺寸完成，還需增加輔助的約束基準(zhǔn)或其他元素,。在創(chuàng)建特征的過程中,，其達(dá)不到最初的設(shè)計(jì)意圖往往是由于不能正確的定義第一個(gè)主特征約束條件。

    如圖2所示的實(shí)例是在平板上開通氣孔的陣列特征,，從特征的形狀分析,，該陣列中的長(zhǎng)圓孔兩側(cè)是沿兩條直線向下不斷增長(zhǎng)的，屬于單向尺寸陣列,，但卻不能用基本線性陣列來完成,。創(chuàng)建該陣列特征關(guān)鍵點(diǎn)是陣列主特征的創(chuàng)建，其草繪截面圖如圖3所示,，其中的構(gòu)造線（虛線）就是前面所說的輔助的約束基準(zhǔn),，sd16是驅(qū)動(dòng)尺寸。要特別注意的是,，構(gòu)造線必須是完全約束的,，否則將得不到圖2的結(jié)果。完成了主特征的創(chuàng)建后,，按一般的陣列操作步驟就可得到圖2的通氣孔外形了,。

圖2 通氣孔陣列特征

圖3 主特征的草繪截面圖

    2.旋轉(zhuǎn)陣列
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    旋轉(zhuǎn)陣列是使用陣列導(dǎo)引的角度尺寸來復(fù)制對(duì)象位置的特征。與線性陣列最大的不同是其驅(qū)動(dòng)尺寸要求是一個(gè)角度值，任何控制角度位置的尺寸都可以用來創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)陣列,。對(duì)于草繪型特征和直接特征的旋轉(zhuǎn)陣列稍有不同,。草繪型特征可以通過陣列草繪特征的參照平面來實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于點(diǎn)放型特征（如孔特征）,，由于其本身沒有角度位置尺寸,，就需要先創(chuàng)建特征的內(nèi)部參照基準(zhǔn)或用其他方法獲得角度位置尺寸。下面將以草繪型特征旋轉(zhuǎn)陣列來說明,。

    圖4所示實(shí)例是一齒輪軸的模型,，軸上的齒形屬于典型的草繪型特征旋轉(zhuǎn)陣列。該旋轉(zhuǎn)陣列是在齒形的剪切特征的基礎(chǔ)上進(jìn)行陣列而成的,。在創(chuàng)建第一個(gè)齒形的剪切主特征時(shí),，必須先創(chuàng)建一個(gè)帶角度位置尺寸的內(nèi)部參照基準(zhǔn)平面DTM1（如圖5），然后進(jìn)入草繪界面,。草繪的截面如圖6所示,，值得注意的是，草繪的參照基準(zhǔn)平面建議只選DTM1,，這樣可以避免草繪截面產(chǎn)生過多的約束，減少陣列的失敗率,。完成上述過程后,，就可以DTM1的角度尺寸為驅(qū)動(dòng)尺寸陣列了。
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圖4 齒輪軸模型

圖5 創(chuàng)建參照基準(zhǔn)平面

圖6 齒形草繪截面
* {1 [! u2 w, {9 y, @6 a8 L    上面所介紹的方法是直接創(chuàng)建特征的內(nèi)部參照基準(zhǔn)來獲得角度驅(qū)動(dòng)尺寸,。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中,，還可以不創(chuàng)建特征的內(nèi)部參照基準(zhǔn)。直接創(chuàng)建齒形的剪切特征后,，對(duì)該特征進(jìn)行旋轉(zhuǎn)復(fù)制操作,，這時(shí)會(huì)得到一個(gè)復(fù)制的特征，同時(shí)還可以獲得所需的角度驅(qū)動(dòng)尺寸,，利用該角度驅(qū)動(dòng)尺寸就可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)陣列特征創(chuàng)建了,。與上面的方法相比，這種方法更加方便快捷,。不過,，第一種方法更能體現(xiàn)設(shè)計(jì)者對(duì)于旋轉(zhuǎn)陣列特征的把握程度。

    另外,，對(duì)于草繪型特征的旋轉(zhuǎn)陣列還要說明的一點(diǎn)是,，特征草繪時(shí)要注意其合理性，要保證草繪特征的約束盡可能相對(duì)參照基準(zhǔn),，這也是導(dǎo)致陣列成敗的一個(gè)因素,。
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    3.其他應(yīng)用

    除上述常用的尺寸陣列類型外，尺寸陣列還可應(yīng)用在其他的一些場(chǎng)合。當(dāng)所選驅(qū)動(dòng)尺寸的類型不同時(shí),，用尺寸陣列操作還有更廣泛的應(yīng)用,。圖7是一項(xiàng)鏈模型，模型中圓珠是沿曲線均布排列的,。創(chuàng)建該模型的思路是先畫出曲線,，然后在曲線上定義按比率分布的點(diǎn)，以點(diǎn)為參照創(chuàng)建出圓珠,，接著將點(diǎn)與圓珠特征設(shè)成組,，最后以點(diǎn)的比率值為驅(qū)動(dòng)尺寸，對(duì)組特征進(jìn)行陣列就即可,。
圖7 項(xiàng)鏈模型
/ @5 B% `8 D8 l0 G    從上述實(shí)例可了解到,，將多個(gè)不同特征設(shè)成組后，可對(duì)組同時(shí)進(jìn)行陣列,。
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    最后要指出的是,，尺寸陣列中的驅(qū)動(dòng)尺寸包括了“數(shù)值”和“關(guān)系”兩種。根據(jù)“關(guān)系”驅(qū)動(dòng)尺寸,，我們還可以按設(shè)計(jì)的意圖更大地發(fā)揮該特征使用的優(yōu)越性,，并能創(chuàng)建出更復(fù)雜的陣列特征。