1 引言

　　PRO/E是美國PTC 公司開發的CAD/CAE/CAM軟件。該軟件先進的設計理念體現了機械設計自動化(Mechanical Design Automation，MDA)系列軟件的最新發展方向，成為提供工業解決方案的有力工具，因而被廣泛應用于機械、電子、航空、航天、軍工、紡織等行業。

　　用PRO/E設計的每一實體模型均有對應的主要設計步驟及尺寸參數列表，通過修改此列表即可根據需要對設計內容進行全面修改，而該列表的修改可通過運行PRO/E中的PROGRAM程序來實現，即通過對PROGRAM程序的二次開發可實現零件的參數化設計。一個(或一類)零件可用一些概念化的特征參數來表示，通過運行經二次開發的PROGRAM程序即可通過修改零件模型參數來控制零件的結構尺寸。設計列表程序主要包括參數輸入、關系定義、零件模型的所有參考面、幾何體及執行聲明等部分。

　　2 非標刀具的設計特點

　　非標刀具的設計往往需要手工計算和繪圖。每當刀具參數或設計要求發生變化時(盡管變化可能很微小)，都必須重新計算和繪圖，十分繁瑣。雖然各種非標刀具的參數不盡相同，但每種刀具的結構是基本固定的。以鉸刀為例，當刀具尺寸發生變化(如孔徑增大)時，鉸刀的基本結構并未改變，只是部分尺寸參數發生了變化。利用這一特點，可在PRO/E 系統中為常見非標刀具中結構相同的刀具建立相應類型的三維實體結構模型(如鉸刀類、圓孔拉刀類、花鍵拉刀類、齒輪滾刀類、蝸輪滾刀類等)，并用參數定義每種模型的結構尺寸，從而為利用PROGRAM模塊進行參數化設計打下基礎。建立非標刀具模型庫和PROGRAM程序的工作不需由普通設計人員完成，他們只需根據需要輸入各模型定義的相關參數并運行PROGRAM程序，系統就會自動生成相應的非標刀具零件圖，從而可大大簡化設計工作。

　　3 非標刀具參數化設計步驟

　　分析刀具結構，確定特征尺寸

　　創建實體模型

　　定義特征參數

　　輸入特征參數

　　修改特征參數

　　用VB建立透明用戶界面

　　不同種類的非標刀具結構不同，需要分別建立各自的實體模型;對于同一種類但使用場合不同的非標刀具，也需考慮是否分別建立實體模型。建立每類實體模型之前，需要確定該類刀具的基本結構特征，并將這些特征典型化和概念化，使建立的模型盡量準確地反映此類刀具的基本特征。對于零件上一些不重要或不具有普遍性的細節(如倒角、退刀槽等)可以省去，以免增大參數化的工作量。最后需要確定各基本特征的尺寸。由于PRO/PROGRAM程序不僅可實現尺寸的驅動變化(即一個尺寸變化時，通過關系式會引起相關尺寸變化)，還可實現結構形狀的局部變化(如齒數的變化、螺旋槽角度的變化等)，因此只有在分析各類非標刀具的結構特征后才能具體確定應建立何種實體模型、每類模型應建立哪些形狀特征等。

　　零件的特征主要通過參數和幾何約束關系來相互關聯。尺寸之間的關系分為兩種：①自定義的各種外部參數與零件被約束尺寸之間的關系;②模型內部特征之間的內部約束關系，即零件幾何元素之間的約束關系(如平行、垂直、相切、同心等)。由于在創建實體模型時這些幾何約束關系被同時創建，因此當模型被修改時，這些關系自動保持不變。一個特征往往可以有多種創建方法，在設計時必須考慮如何表達該特征與其它特征之間的關系。理想的設計結果必須能準確表達固定的幾何約束關系，且易于修改。設計非標刀具時，應在遵循PRO/E上述要求的前提下創建各類刀具的實體模型。

　　建立模型后，PROGRAM設計列表將自動列出模型的所有元素，并按照創建的先后順序命名為D1，D2，D3……等內部標識尺寸。對于較復雜的模型，按順序排列的尺寸往往達數百個甚至更多，因此無法知道每個內部標識尺寸所對應的零件尺寸，這就需要找出兩種對應關系：①內部標識尺寸與外部模型上各個數值之間的對應關系;②內部標識尺寸與將要命名的外部參數之間的關系。這兩種關系綜合起來即可體現出外部參數與零件上被約束尺寸之間的關系。在對這些參數命名時，參數名稱應力求簡單易懂，必要時可在PROGRAM程序中加入簡單英文注釋。

圖1 VB程序界面

圖2 參數化設計程序框圖

圖3 刀具三維圖形

　　將已定義好的參數輸入零件設計列表的“輸入部分”后，在“關系定義部分”定義參數與零件各部分尺寸之間的對應關系以及同一零件不同尺寸間的相互約束關系(如內徑必須小于外徑、螺旋角必須在某一范圍內變化、齒數可取數值等)。同時，因同一零件的各部分尺寸需協同變化(如鉸刀直徑增大，其齒數、頸部尺寸等也會隨之變化)，因此也需在此作出明確規定。