在制造工業中經常遇到形狀相似，但大小并不完全相同的零件，比如系列化的產品零件等。對于這些零件的二維設計，目前已經比較成熟。但隨著CAD/CAM技術的發展，產品的設計與制造有了新的思路，即從三維到二維的設計步驟，也就是首先要建立三維模型，然后自動生成二維的工程圖紙，或者利用三維零件模型直接生成數控代碼，實現無圖紙加工，節約時間和成本。因此零件三維參數化模型的建立，就顯得尤為重要，它將使產品的結構設計的系列化成為可能，并極大地縮短了結構設計周期，減少了由于零件的尺寸變化帶給工程師的工作量。

　　1、 建立表驅動零件模型庫的原理

　　在產品的系列化設計過程中，為了加快產品設計過程，減少重復性的勞動,應建立結構形狀相同僅尺寸不同零件的三維模型庫,如螺釘、螺栓、螺母、墊圈、密封件、潤滑件和軸承等一些標準件。UG雖然提供了許多二次開發工具(如UG/Open GRIP、UG/Open API、UG/Open)，但利用二次開發工具需要設計人員技術比較高,一般設計人員很難完成[1]，利用UG提供的表驅動技術同樣可以創建標準零件、通用零件以及產品系列化設計的三維模型庫。

　　建立三維參數化模型以后,通過設置設計變量和將設計變量分配給模型,然后創建一個含有這些變量的外部電子表，將電子表鏈接到當前模型中，因為電子表中的變量被當前圖形文件的零件尺寸所引用，這個表就可以用來改變當前圖形文件中的零件的尺寸，所以用戶可通過控制外部電子表對零件進行修改，因此可避免由于設計變化而不得不修改大量模型參數所帶來的損失，并且用一個模型就可表達多個同類結構的零件。

　　2、 建立基于表驅動的零件三維參數化模型

　　2.1　分析零件特征

　　為了高效地創建表驅動零件,在設計前必須對該零件進行仔細的分析,首先要從整體上形成關于這個零件建模的大概思路,明確設計零件需要創建哪些特征以及創建這些特征的次序;同時還需要注意所要創建的各種特征的內在聯系及其各自的特點，最后明確該零件需要幾個參數進行驅動。

　　為了實現三維模型的參數化設計,首先要對零件進行尺寸約束和幾何約束,從而確定唯一的零件形狀。如圖1所示,零件需要8個尺寸約束和一些幾何約束。尺寸約束見圖1。其中幾何約束有：俯視圖中四條直線與分別與相鄰的圓弧相切;直徑25mm、40mm和半徑28mm的三個圓或圓弧同圓心;半徑15mm的圓弧和直徑16mm的圓同圓心;兩個直徑為16mm的圓的圓心連線處于水平。通過以上尺寸約束和幾何約束的建立，保證了零件的唯一性。

　　2.2　建立零件模型

　　在分析零件的基礎上，根據零件的各自特點，創建三維參數化模型所需的各種特征，包括幾何特征和輔助特征，并且用上述分析的所有約束完全約束零件的三維模型。

　　2.3　創建并分配設計變量

　　UG通過表達式提供了驅動尺寸與零件的模型之間建立關聯關系的功能[2]。在建立表驅動之前,要把已經確定的設計變量通過重命名表達式分配給對應的尺寸,如圖2、圖3所示。在UG中對約束尺寸重新進行編輯，這樣就完成了設計變量的分配[3]。

圖1 零件的尺寸約束 圖2 分配設計變量

　　2.4　建立表驅動

　　在UG中可以把某一零件的系列尺寸完整的建立在電子表格中，形成一個零件數據庫。對于此數據庫的管理、編輯、擴展都很方便。具體地說，可以任意修改表格中的某一或某些數據、增加一組新的零件數據、增加設計變量等等，最終產生用同一實體模型的系列零件三維模型。

　　UG中的電子表格的創建步驟如下:

　　(1)單擊菜單Tools->Expression，對參數表達式進行Rename和Edit，如圖2所示;

　　(2)單擊菜單Tools->Part Families，系統將彈出如圖所示的Part Families對話框，在圖3所示的待提取參數框中雙擊各個表達式，這時這些表達式將出現在“提取后的參數”列表中，將Family Save Dictionary設置為“E:falan”，然后點擊Create進人Spreadsheet(電子表格)進行零件庫的創建;

圖3 重命名表達式 圖4 Part Families 對話框

　　(3)這時系統彈出如圖所示的Excel工作表，在該表中系統產生了8個數據列，分別對應于剛剛提取的8個參數。在表中輸人零件號(PartName)以及系列零件的相關參數值。用電子表格(Excel)建立如下數據(見圖4)。這一數據形式可以直接和UG鏈接,從而實現了零件的三維參數化模型。表中第一行為各個設計變量,即數據庫中的字段名,以下每行為一個記錄,表示確定某一尺寸零件的一組參數。輸入完畢后，可選PartFamily的verify Part來生成某零件，以明確參數選定是否正確。待上述工作明確無誤后，可選PartFamily的Save Family來存儲該電子格式;

圖5 Excel 工作表

　　(4)在圖5所示的工作表中選擇3-8列，然后在Excel程序中單擊PartFamily菜單下的Create parts，便可在指定的工作目錄下生成系列零件族。

圖6 創建系列零件

　　3、 結論

　　利用表驅動技術來創建系列零件的三維模型庫是完全可行的,而且熟悉UG的技術人員很快就可以掌握此項技術。因此利用UG的實體造型功能建立三維零件樣板和通過設置合理的設計參數利用表驅動技術來建立零件的三維參數化模型，方法簡單，便于操作，是一種非常實用的三維參數化設計方法。