面向装配的零件模型命名方法研究

徐放，滕燕，李小宁

(南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094)

面向装配的零件模型命名方法研究

徐放，滕燕，李小宁

(南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京 210094)

机械产品是由数量众多的零、部件装配而成的，在建模过程中为每一个零、部件起一个具有实际意义的名称是没有必要和不可能的。如果随意命名，不但不利于模型文件的管理，还有可能经常出现重名的现象。分析了机械产品的装配设计过程，给出了一种面向装配的模型命名规则，有效的解决了这一问题，并提出以此命名规则为常用的专用件和标准件建立数据库，以提高设计效率。

装配；零件模型；文件管理；命名方法

0 综述

通常情况下，机械产品是由具有层次关系的零、部件组成的系统，表现在装配次序上就是先由零件组装成装配体(部件)，再参与总装。因此在产品后期设计修改中，应面向基于装配设计，修改装配体，所有与之关联的零件体均进行相应的修改，并自动装配形成新的装配体[1]。具体来讲，一个庞大而复杂的机械产品，按照它的装配关系可以分解成若干个结构较为简单的部件，这些部件之间是相对独立的，紧靠一些紧固件或结构简单的运动副相互连接。而每个这样的部件又可以进一步再次分解成结构更为简单的部件，直到最后得到一个个单个的零件为止。一个复杂机械产品的设计及其装配，正是上述分解的逆过程。而在设计的最初阶段，产品的整体结构还不存在，多数部件还没有雏形，不可能进行实际的分解。设计的具体对象是单个的零件及其相互的装配关系，一台机器又包含数量众多的零件，而每个零件在设计时都要有一个唯一的文件名，这些文件名在最后的整体装配图中最好又要有一定的结构和层次，以便日后的查找和修改。为此，建立一个统一的模型文件命名的标准，来规范模型命名的规则，使模型命名有章可循，对模型管理起到宏观的引领作用。在一定范围内使用这同一规则，按照统一的方法来对文件命名，这对模型的建立、传递、归档、应用都会产生巨大的正面影响[2]。本文给出的一种三级数命名法能够较好地达到此目的。

三级数命名法就是在初始设计阶段给出一个为零件模型命名的规则的方法和框架，在以后设计的每个阶段为新建的零件按照这个方法和框架命名。由于这个方法和框架是在概念设计阶段，按照分解装配图的方法建立起来的，所以在整体结构上就会和机器的各部件之间及部件内部各零件之间的关系符合得很好，从而使各零件的文件名存在着一种类似装配的关系，文件名规范化、层次化、标准化，为文件的管理和修改提供了方便，节约了建模过程中不必要的时间浪费，提高了工作效率，缩短了设计周期。

1 三级数

分类的细化必然带来结构级别的增多，级数越多，检索和浏览的效率就会越低，建议整个结构最好控制在二、三级。另外，文件夹里的文件数目不应当过多，一个文件夹里面有50个以内的文件数是比较容易浏览和检索的，如果超过100个文件，浏览和打开的速度就会变慢且不方便查看了[3]。

因此，三级数命名法是用三级数字命名一个文件或文件夹，每级数字为两位，每级数字之间用下划线隔开，从右到左分别为第一级、第二级和第三级，如图1所示。第一级为文件级，在建模的过程中可以按数值递增的方法为每个模型命名。第二级为文件夹级即初级文件夹级，此文件夹内的文件在装配关系上关系密切、可以装配成一个或几个独立的部件。第三级也为文件夹级即高级文件夹级。每一个模型的文件名都包含了它所在的文件夹名的部分信息，为日后该模型文件的检索提供了方便。

图1 三级数

1.1 第三级数

按照分解机构装配图的顺序，首先确定文件夹名的最高级即第三级，其第二级和第一级名规定为00，如文件夹名11_00_00，第一、二级为“00”表明这是一个高级文件夹。此文件夹下仅放置初级文件夹，且每个初级文件夹名的第三级应与此文件夹名的第三级相同，以表明属于此文件夹。对于机构简单、包含零件较少、设计过程中不必作太多修改的产品，此文件夹可以作为根目录使用；对于机构复杂 、包含零件多、设计过程中有多次修改的产品，还需要建立多个同级别的文件夹，分别放置同一设备的不同设计方案，或同一方案各设计阶段的不同修改结果。这些文件夹在各种功能上(如装配关系、机构分析、力学分析等)应保持相互独立，其目的是让每个文件夹都是一个完整的整体，可以单独进行各种功能的分析，方便各种不同设计方案优劣的比较，或同一方法各阶段修改结果合理与否的判断。对于同一产品的不同设计方案或同一设计方案修改的前后结果，会有许多相同或相似的地方，如部分部件或零件是相似的，这样可以直接对已有的部分进行复制，而不会增加工作量。

1.2 第二级数

在高级文件夹内放置着初级文件夹，初级文件夹由第二级二位数的数值命名，规定其第一级为“00”，第三级和上一级文件夹即它的高级文件夹名的第三级相同。此文件夹内放置一个部件的装配图及组成此装配图的所有零件图，或由数个小部件的装配图组成的一个大部件的装配图及其所有零件图。此文件夹中必须包含一个部件的装配图，此装配图应是完整的，它由此文件夹内的所有零件组装而成。此文件夹名的第二级是一个二位数，其数值可以递增，以建立多个同级别的文件夹。为了使同一级别的文件夹也能够有层次性，对第二级的命名规则作如下规定：

1) 装配关系密切的部件，其文件夹名在数值上尽量接近；

2) 如果几个部件要组合起来装配成一个更为复杂的部件或系统，这几个部件所在文件夹的文件夹名的第二级数10位数字应尽可能相同，当部件数大于9时可相差1；

3) 不是组成同一复杂部件的小部件所在文件夹的文件夹名，其10位数字不同；

4) 文件夹名的第二级数值为10的倍数的文件夹名留作备用，放置与其10位数相同的部件共同装配成的复杂部件的装配图；

5) 文件夹名的第二级10位数为0的文件夹留作备用，放置更为复杂的系统装配图或整机装配图。

这样，每个文件夹内都有一个完整的装配图，及组成此装配图的所有零件图，文件夹名第二级数值为10的倍数的文件夹内的复杂部件的装配图是由与其10位数相同的文件夹内的简单装配图装配而成，而由这些复杂的装配图组成的系统或整机装配图则放置在文件夹名第二级10位数为0的文件夹内，使同一级别的文件夹有了层次性。这种层次是面向装配的，符合装配的设计过程。

1.3 第一级数

第二级和第三级数都是为文件夹命名的，第一级数是直接为文件命名，即为新建的零件或部件装配图的模型命名。文件名的第二级、第三级数与该文件所在文件夹的第二级、第三级数相同，以表明其是该文件夹下的文件。为了使位于同一文件夹下的这些文件也能有一定的层次性，其命名规则与上一层文件夹名第二级的命名规则类似：文件名的第一级数值为10的倍数的文件为装配图，组成此装配图的零件模型的文件名的第一级的10位数与此装配图文件名的10位数相同，当组成此装配图的零件数大于9时，10位数值可相差1，文件名的第一级10位数为0的文件名留作备用。

1.4 图例

如图2所示，高级文件夹11_00_00是整机装配图、各部件装配图和所有零件图的所在位置，初级文件夹11_11_00是某个部件的装配图及其零件图所在位置，其中，11_11_10是装配图，其余为组成此装配图的零件图。初级文件夹11_10_00是一个复杂部件的装配图(文件名11_10_10)及其零、部件图所在位置，它由11_11_00和11_12_00两个文件夹内的简单部件的装配图组装而成，复制了这两个文件夹内的所有文件，而新增加的连接件命名为11_10_11。整机的装配图文件名为11_01_10，在文件夹11_01_00内，所有相关的零、部件均在此文件夹内。

图2 三级数命名框架

2 标准件

标准件的使用不仅可以大大降低零件的设计周期和加工成本，而且提高了机械零件的互换性，为机器的设计、装配和维修带来了便利，因而得到广泛应用[4]。标准件具有相似程度高的特点，如果逐一设计，重复性劳动繁琐，工作量大，查找也费时费力。因此，利用相关软件(如Pro/E软件自带的族表、关系等工具)开发符合设计人员需要、易于查找、方便工厂中各流通环节辨识的零件库是十分必要的[5]。这个标准件数据库主要是为装配图服务的，为了与装配图的命名规则保持一致，数据库内标准件采用二级数字命名，每级数字为两位，其命名规则与三级数相同，仅缺少一个第三级(高级文件夹级)，如11_11是位于文件夹11_00下的一个标准件(如圆柱头内六角螺钉)。Pro/E软件自带的族表是一个利用表格来驱动模型的工具，将通用零件的模型中可供驱动的尺寸参数、特征、模型参数等放入表格中，通过在表格中输入新的参数值就可以创建一个新的零件[6]。所以，标准件11_11并不是某个具体的零件，而是具有某些相同特征的零件族(如所有规格的圆柱头内六角螺钉的组合)，在调用时要对其参数进行具体设置，并重新命名，所设置的特征参数可以作为零件名的后缀。重命名时在第二级数前加第三级数，第三级数数值为调用此标准件的装配图名的第三级数，并在百位加数字0，以表明这是一个标准件。如标准件021_11_11_M5_20，是由文件夹21_00_00内的某个装配图调用的M5×20的圆柱头内六角螺钉，它是由标准件库模型11_11进行特征参数具体设置得到的。这种命名方法的好处是，它保留了原标准件库的模型名，增加了模型的特征参数，在结构上又与命名法保持一致。

3 扩展

3.1 文件名扩展

三级数命名法中不涉及汉字和英文字符，对不支持中文名的软件非常适应，如果软件不支持纯数字命名，可以在第三级数前加英文字符。命名法中只涉及数字，文件名不包含零件的形状、功能、材质等信息，为了弥补这一不足之处，有两种方法：1) 在文件夹名或文件名后加后缀；2) 制作专门的文件，统一整理文件夹和文件的补充信息。结构简单、包含零部件较少的产品可以采用1) 种方法，结构复杂、包含零部件较多的产品建议使用2) 种方法。

3.2 数量扩展

三级数命名法在理论上可以为近万个零、部件命名，考虑到为了使文件名具有与装配关系相类似的结构，会有部分文件夹名和文件名空余不用或留作备用。即使如此，对包含近千个不同零件的机械产品的各零、部件命名已经绰绰有余。如果产品过于复杂，三级数提供的命名空间不够用，可以考虑将第一级或第二级数由两位数改为三位数，或再加一层文件夹级，即由三级命名法升级为四级命名法。这样，可以命名的文件和文件夹数在数量级上就会增加，满足了众多零部件命名数量上的需要，而命名规则没有大的改变。

4 结语

提出的三级数命名法，基于机械产品的装配过程，结合了电子文件的管理方法，使得文件名在最后的整体装配图中具有一定的结构性和层次性，并提出以此命名规则为常用的标准件建立数据库，有利于技术人员检索、调用以及工厂的过程管理，是一种行之有效的命名方法。

[1] 唐良红，孙立镌，王树胜. 基于特征的参数化设计和实体模型编辑的研究[J]. 工程图学学报，1999，20(2):71-77.

[2] 韩艳玲. 对电子文件命名的几点思考[J]. 办公自动化，2006，84(6):14-15.

[3] 鲍爱香. 电脑文件管理小技巧[J]. 大众文艺(科学教育研究)，2008，1(4):69-70.

[4] 马开岭. 工程机械零件命名方法初探[J]. 机械工业标准化与质量，1997 (3):30-31.

[5] 余立华，李道杰. 基于Pro/E族表的同步带轮零件库的研究[J]. 机械传动，2012，36(2):81-83.

[6] 张丽华.基于Pro/E的滚动轴承参数化设计[J]. 机械制造与自动化，20l0，39 (4) :81-84.

Research on Naming Rule for Part Model Based on Assembly

XU Fang, TENG Yan, LI Xiao-ning

(School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)

Mechanical products consist of a large number of parts and components. It is not necessary and possible to meaningfully name each part in the modeling process. It is not conducive to the management of the model file and the same names of ten appear if the parts are named randomly. This paper analyzes the mechanical assembly process and gives the naming rule of the model for assembly, which can effectively solve this problem. And it proposes that this naming rule is used to the establish the database for the dedicated parts and standard parts in order to improve design efficiency.

assembly; part model; document management; naming rule

徐放(1985-)，男，江苏徐州人，硕士研究生，主要从事工业自动化方面的研究。

TH13

B

1671-5276(2014)02-0046-03

2013-12-28