一、實施圖文擋管理的起因
某公司主要生產EPS塑料機械。泡塑機械規格種類眾多,在公司多年的發展過程中,隨著機型規格和種類的完善,在圖樣設計和圖樣管理發放中都存在大量問題:圖樣設計中不同工程師繪圖標準不一,不規范,圖樣修改不規矩,相同零件不同版本圖樣大量存在。隨著時間推移,公司技術人員、車間管理人員的變換,公司很多生產車間圖樣和資料室圖樣不一致,經常出現零件生產錯誤、報廢。在新產品研發過程中,技術人員對于已存在的標準規格的產品圖樣無法全面了解,造成大量產品和工藝數據的重復設計工作。另外,設計軟件不統一,工程師根據自己喜好,選擇自己的設計軟件,公司內部數據交流不方便。
早些年,公司為了滿足工程師需求,少量正版的AutoCAD和CAXA軟件在公司同時使用,事實上,公司機械零件造型并不復雜,機器機架、模板也主要以型材焊接為主,而CAXA軟件的獨有的三維球裝配,和直接可調用的型材庫,大大方便我們的設計,使機器開發設計周期縮短,設計效率得到質的提高。另外,由于大量非結構化數據和圖樣的存在,為解決圖樣規范管理問題,公司經過比較,選擇了CAXA圖文檔軟件,把完善圖文檔管理作為公司實施信息化的第一步。
如今,已經在公司內實現了圖文檔系統對公司圖樣資料的規范管理:公司定型的標準機型,存放于圖文檔結構樹下,進行結構化管理;大量非標和變型設計、通用控制柜、機器銘牌、通用零部件模塊、通用庫及訂單機存放文檔樹下,手工建立節點。這種方式,既減輕了技術人員做標準化圖樣的工作量,又方便了車間工藝和生產制造人員查看,符合公司信息化初期的特殊情況,使圖文檔軟件在公司得到快速的推廣實施。
二、建立通用件庫、完善圖文檔管理
在新產品和變型產品設計過程中,設計者受本身經驗和接觸面所限,往往對公司已有的標準規格通用零部件和外購件無法全面了解,造成設計的重復和資源的浪費。
公司各種泡塑機械主要由機架、模板、運動功能模塊和加熱、真空管路模塊兩大部分構成。由于客戶個性化的需求,每次訂單對機器模板和機架尺寸都有不同要求,而機器的管路和運動部分的導柱結構變化則較少,或者變化僅是單純的尺寸縮放。這樣,在不同的型號的機器上,經常出現很多通用的連接法蘭、管帽、真空罐、管接頭、導柱、導套和通用的外購件等。公司實行圖文檔管理后,根據機器特點,指派專門的技術人員,采用CAXA參數化設計和圖庫功能.建立大量的企業常用標準件和通用件圖庫。所有的圖庫文件存放在圖文檔平臺的公共目錄區,設計人員根據需要,可以方便地查看和調用里面的零部件。這種方式,既提高了設計效率,又降低了生產制造維護成本。圖1所示為公司圖文檔公共平臺區的通用真空蝶閥。
圖1 圖文檔公共平臺區通用真空蝶閥
三、圖庫的參數化變型設計
在完善通用圖庫的過程中,主要采用了CAXA的參數變型設計功能。
該公司產品的管道設計需重復用到各種規格的法蘭,根據實際情況,結合GB/T9119-2000,制定適合本公司使用的l.OMPa企業通用法蘭DN200,系列法蘭具體尺寸如圖2所示。
圖2 法蘭具體尺寸
由于模板中運動和管道連接較復雜,容易出現干涉現象,為保證設計的可靠,新產品及變型產品設計采用CAXA2011實體設計完成。
根據圖1的法蘭平面圖及表格,分析該法蘭零件的結構特點,該零件分兩步造型較簡單,而且造型過程參數較少。①用旋轉命令做出該零件的主體。②用拉伸命令生成一個孔,用陣列工具生成其余孔。
以DN200零件為基礎,建立參數化零件(圖3)。
圖3 參數化零件的建立
分析圖2表格得出,該DN200法蘭尺寸由以下幾個參數可確定零件尺寸:A公稱尺寸;D外徑;Dn法蘭內孔徑,H法蘭厚度;f密封凸面厚(常數3):d1密封凸面外徑;t密封位置尺寸;1密封槽間距。
(1)根據上面的分析,對旋轉截面添加相應的尺寸約束和位置約束,使草圖處于完全約束狀態,不要出現過約束和欠約束。
這里操作的關鍵點是,添加的約束必須和前面已經確定的參數對應起來,這樣建立參數化零件表達式的時候可以簡單明了,思路清晰。截面約束如圖4所示。
圖4 截面約束
(2)添加造型過程中螺栓孔的尺寸約束,通過圖2表格得出:Dk螺栓孔直徑、n螺栓孔數和L螺栓孔徑是關鍵參數,建立圖5的尺寸約束和位置約束。
圖5 尺寸約束和位置約束
(3)茌零件層右鍵點選“參數”,再點選“增加參數”,增加如圖6所示參數,這些參數主要供驅動使用,以使表達式關聯起來。
圖6 增加參數
具體方法如下:在菜單“顯示下面選擇的對象所有參數前”前打勾,然后根據草圖定義約束和自定義的參數,建立相應的表達式,使零件內部參數和自定義增加的參數關聯起來,這樣后面變型設計中添加的尺寸就可以驅動圖形,生成新的變型零件。這一步是關鍵,表達式應盡可能簡單,如圖7所示。
圖7 增加參數具體方法
經過以上步驟,完成該法蘭零件的參數化。
(4)添加變型設計,點選“編輯變型設計”,出現圖8所示對話框。
圖8 添加變型設計
點“添加”,根據圖1內的尺寸數據,在設計數值里填入不同規格法蘭相對應的參數尺寸,生成一系列的法蘭,這樣就完成了該法蘭零件的參數化變型設計,如圖9所示。最后把生成的參數化法蘭拖入到CAXA實體設計右邊的設計元素庫,點擊“保存”,以后設計時可直接調用。
圖9 添加變型設計具體操作
通過以上實例說明,參數化零件的建立,關鍵是建立洽當的參數和表達式。而技巧就是把相類似零件先歸類,做好相應的平面圖,再分析不同零件的相同點和不同點。不同點其實就是各零件表格內變化的尺寸,相同點就是固定值的尺寸,通過這種方式大多同類零件都可以參數化設計。圖10是另一種常用管件,900壓制焊接彎頭的參數化變型設計元素。
圖10 900壓制焊接彎頭的參數化變型設計元素
四、結語
建立企業標準件和通用件圖庫,采用CAXA參數化圖庫是一種方式,但對于有些復雜的圖形,用CAXA實體做起參數化來,難度較大,我們可以直接把零件做好,按系列存放在圖文檔公共平臺區,供使用時直接調用。
在企業中,借助CAXA圖文檔管理這個平臺,通過參數變型設計功能的應用,建立企業內部的標準件和通用件庫,方便后續設計,節省成本,提高設計效率,同時使公司內部零件更標準化和系列化,減少零件種類和庫存數量。
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