Pro/E的三维往复压缩机参数化模型库的建立

李强++王智勇++曲丰

摘 要：利用C#实现对Pro/E系统往复压缩机参数化标准模型库的二次开发，通过对往复压缩机的设计发展，建立适应本国企业设计规范的高效率和个性化的标准模型库，用C#设计软件进行模型选型，做到模型所有组件具有独立参数化和变形化，从而使得模型库的应用更加广泛。该系统使用方便，不仅为用户直观的了解往复压缩机的功能结构，而且大大简化了设计过程，节约了大量设计时间。

关键词：往复压缩机；ro/Engineer；参数化；模型库

中图分类号：TH452 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0070-02

1 前言

为适应市场的需要，目前远大往复压缩机对产品的设计具有一定的程序化、参数化，从产品设计参数的建立，到二维CAD图纸的完成，重复性工作比较多，浪费了很多时间，为此利用Pro/E建立一套专门的往复压缩机模型设计系统，使设计更加简单、方便，使用C#建立数据传输，实现模型的参数化和人机交互，使设计人员更加简单、灵活操作软件。

Pro/Engineer三维实体建模设计软件是由美国参数技术公司（PTC公司）的产品，它在三维实体模型、完全关联性、数据管理、尺寸参数化具有别的软件所不具有的优势，在国内的汽车、机电、模具等多个行业得到廣泛应用。研究以pro/E为平台，围绕三维往复压缩机参数化标准模型库的构建及功能的实现展开。

2 往复压缩机的组成及设定

根据API618标准《石油、化学和气体工业设施用往复往复压缩机》的设计要求，往复压缩机主要结构形式分为以下部分：基础部件（包含机身、曲轴、连杆、十字头、中体、轴头泵等）、活塞部件、接筒部件、填料部件、气缸部件等。其中基础件按气体活塞力划分包含035～80共10个系列，活塞部件按气体活塞力划分包含035～80共10个系列，接筒部件按连接配合基础部件和气缸部件的形式包含035～80共10个系列94种，填料部件按气体活塞力及设计压力划分包含035～80共10个系列60种，气缸部件按气体活塞力、气缸直径、阀口中心距等包含130～1230共40个系列1574种。每个部件按工作介质及产品本身的要求还要增加或替换不同的功能孔及元件。在建立往复压缩机模型时，建立的模型必须拥有所有往复压缩机所具有的零件，然后通过程序控制零件的特征及尺寸，这样才能完成所有零件的变形。

3 模型库的建立

三维往复压缩机参数化标准模型库是通过在Pro/E中建立一个零件完备的往复压缩机模型，利用程序获取各个组件的尺寸和组合件ID，调用C#选型软件控制往复压缩机的特征和再生尺寸来实现的。

模型库的建立采用以下几个步骤：

（1）往复压缩机参数模型的建立及参数关系的设定；Parameter参数和Relation关系模块对有规则变化的模型能带来设计上很大的便利，在组件设计中，利用参数化设计可以更好的控制组件中各元件的相关联度。将往复压缩机每个零件分别建模，然后按产品的实际要求在Relation模块中设置特定的尺寸关系，并将其中需要的变量在Parameter模块中设为需要的参数，以方便后面利用C#选型调用，只要输入零件产品的参数，就可以生成任意的零件。如图1，图2。

（2）组建标准件数据库；利用Pro/E有自带的Family table模块来建立族表，对结构相似，尺寸不同的零件模型按照种类名称分层放置。Family table可以产生和储存大量简单而细致的对象，把零件的生成标准化，即省时又省力，从零件文件中生成各种零件，而无需重新构造，可以对零件产生尺寸结构的变化而无需用Relation关系模块，而且使得来自同一族的实例之间可以自动互换，无需重定义装配约束。

（3）Program程序设计，实现往复压缩机模型中各个分组件装配对接；Pro/E中自带的Parameters、Relation、Program是方便用户建立常用模型的模块，它们之间相互关联，控制着整个往复压缩机所能够完成的变形变量，即在Program中设定参数和关系，Parameters、Relation中可以直接体现。Program程序设计与其他计算机语言程序设计不同，其大部分代码由Pro/E系统产生，设计人员只需要根据具体的要求对其中部分进行修改和添加程序。如图3。

（4）设计对话框，根据往复压缩机模型库本身具有的特点，为了便于模型的选取，用C#来设定选择选型范围，来建立各参数之间的显示关系，实现压缩机模型自动装配。如图4。

4 三维往复压缩机参数化标准模型库的特点

（1）能够直观的展现往复压缩机复杂的零件图形结构，并能够对产品进行运动仿真模拟，使人们对产品的工作状态，功能结构一目了然。而且能对产品及其各个分零部件进行重量、体积、转动惯量等参数快速分析，这是二维CAD软件功能所没有的。

（2）对往复压缩机标准化进行优化设计，最大限度地避免了往复压缩机设计的重复工作，提高往复压缩机设计效率，利用往复压缩机模型来直接出CAD二维图纸，简化了直接使用二维设计软件的设计过程，同时也减轻了校对人员的压力，减少了产品设计周期，节约了大量设计时间。

（3）减少人为出错的概率，目前主流的工程图纸都是使用CAD二维图纸，但是要求制图者对机械制图的原理有比较深的理解，此外对大型的复杂的装配图比较难以表达，图纸修改也相对比较麻烦，复杂机械设计中容易出错，这会直接导致工作流程中产品零件生产加工的错误。往复压缩机模型导出的工程图是以实际的零件尺寸而投影出来的图形，大大减少了因人为失误而产生不必要的浪费，节约成本。

参考文献：

[1]《活塞式压缩机设计》编写组.活塞式压缩机设计[M].北京：机械加工出版社，1973.

[2]韩玉龙，Pro/Engineer Wildfire4.0零件设计高级教程[M].北京科海电子出版社，2009.

[3]《石油、化学和气体工业设施用往复压缩机API618标准》[M].美国石油学会，2007.