李強++王智勇++曲豐

摘 要：利用C#實現(xiàn)對Pro/E系統(tǒng)往復壓縮機參數(shù)化標準模型庫的二次開發(fā)，通過對往復壓縮機的設計發(fā)展，建立適應本國企業(yè)設計規(guī)范的高效率和個性化的標準模型庫，用C#設計軟件進行模型選型，做到模型所有組件具有獨立參數(shù)化和變形化，從而使得模型庫的應用更加廣泛。該系統(tǒng)使用方便，不僅為用戶直觀的了解往復壓縮機的功能結(jié)構(gòu)，而且大大簡化了設計過程，節(jié)約了大量設計時間。

關(guān)鍵詞：往復壓縮機；ro/Engineer；參數(shù)化；模型庫

中圖分類號：TH452 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0070-02

1 前言

為適應市場的需要，目前遠大往復壓縮機對產(chǎn)品的設計具有一定的程序化、參數(shù)化，從產(chǎn)品設計參數(shù)的建立，到二維CAD圖紙的完成，重復性工作比較多，浪費了很多時間，為此利用Pro/E建立一套專門的往復壓縮機模型設計系統(tǒng)，使設計更加簡單、方便，使用C#建立數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)模型的參數(shù)化和人機交互，使設計人員更加簡單、靈活操作軟件。

Pro/Engineer三維實體建模設計軟件是由美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC公司）的產(chǎn)品，它在三維實體模型、完全關(guān)聯(lián)性、數(shù)據(jù)管理、尺寸參數(shù)化具有別的軟件所不具有的優(yōu)勢，在國內(nèi)的汽車、機電、模具等多個行業(yè)得到廣泛應用。研究以pro/E為平臺，圍繞三維往復壓縮機參數(shù)化標準模型庫的構(gòu)建及功能的實現(xiàn)展開。

2 往復壓縮機的組成及設定

根據(jù)API618標準《石油、化學和氣體工業(yè)設施用往復往復壓縮機》的設計要求，往復壓縮機主要結(jié)構(gòu)形式分為以下部分：基礎部件（包含機身、曲軸、連桿、十字頭、中體、軸頭泵等）、活塞部件、接筒部件、填料部件、氣缸部件等。其中基礎件按氣體活塞力劃分包含035～80共10個系列，活塞部件按氣體活塞力劃分包含035～80共10個系列，接筒部件按連接配合基礎部件和氣缸部件的形式包含035～80共10個系列94種，填料部件按氣體活塞力及設計壓力劃分包含035～80共10個系列60種，氣缸部件按氣體活塞力、氣缸直徑、閥口中心距等包含130～1230共40個系列1574種。每個部件按工作介質(zhì)及產(chǎn)品本身的要求還要增加或替換不同的功能孔及元件。在建立往復壓縮機模型時，建立的模型必須擁有所有往復壓縮機所具有的零件，然后通過程序控制零件的特征及尺寸，這樣才能完成所有零件的變形。

3 模型庫的建立

三維往復壓縮機參數(shù)化標準模型庫是通過在Pro/E中建立一個零件完備的往復壓縮機模型，利用程序獲取各個組件的尺寸和組合件ID，調(diào)用C#選型軟件控制往復壓縮機的特征和再生尺寸來實現(xiàn)的。

模型庫的建立采用以下幾個步驟：

（1）往復壓縮機參數(shù)模型的建立及參數(shù)關(guān)系的設定；Parameter參數(shù)和Relation關(guān)系模塊對有規(guī)則變化的模型能帶來設計上很大的便利，在組件設計中，利用參數(shù)化設計可以更好的控制組件中各元件的相關(guān)聯(lián)度。將往復壓縮機每個零件分別建模，然后按產(chǎn)品的實際要求在Relation模塊中設置特定的尺寸關(guān)系，并將其中需要的變量在Parameter模塊中設為需要的參數(shù)，以方便后面利用C#選型調(diào)用，只要輸入零件產(chǎn)品的參數(shù)，就可以生成任意的零件。如圖1，圖2。

（2）組建標準件數(shù)據(jù)庫；利用Pro/E有自帶的Family table模塊來建立族表，對結(jié)構(gòu)相似，尺寸不同的零件模型按照種類名稱分層放置。Family table可以產(chǎn)生和儲存大量簡單而細致的對象，把零件的生成標準化，即省時又省力，從零件文件中生成各種零件，而無需重新構(gòu)造，可以對零件產(chǎn)生尺寸結(jié)構(gòu)的變化而無需用Relation關(guān)系模塊，而且使得來自同一族的實例之間可以自動互換，無需重定義裝配約束。

（3）Program程序設計，實現(xiàn)往復壓縮機模型中各個分組件裝配對接；Pro/E中自帶的Parameters、Relation、Program是方便用戶建立常用模型的模塊，它們之間相互關(guān)聯(lián)，控制著整個往復壓縮機所能夠完成的變形變量，即在Program中設定參數(shù)和關(guān)系，Parameters、Relation中可以直接體現(xiàn)。Program程序設計與其他計算機語言程序設計不同，其大部分代碼由Pro/E系統(tǒng)產(chǎn)生，設計人員只需要根據(jù)具體的要求對其中部分進行修改和添加程序。如圖3。

（4）設計對話框，根據(jù)往復壓縮機模型庫本身具有的特點，為了便于模型的選取，用C#來設定選擇選型范圍，來建立各參數(shù)之間的顯示關(guān)系，實現(xiàn)壓縮機模型自動裝配。如圖4。

4 三維往復壓縮機參數(shù)化標準模型庫的特點

（1）能夠直觀的展現(xiàn)往復壓縮機復雜的零件圖形結(jié)構(gòu)，并能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行運動仿真模擬，使人們對產(chǎn)品的工作狀態(tài)，功能結(jié)構(gòu)一目了然。而且能對產(chǎn)品及其各個分零部件進行重量、體積、轉(zhuǎn)動慣量等參數(shù)快速分析，這是二維CAD軟件功能所沒有的。

（2）對往復壓縮機標準化進行優(yōu)化設計，最大限度地避免了往復壓縮機設計的重復工作，提高往復壓縮機設計效率，利用往復壓縮機模型來直接出CAD二維圖紙，簡化了直接使用二維設計軟件的設計過程，同時也減輕了校對人員的壓力，減少了產(chǎn)品設計周期，節(jié)約了大量設計時間。

（3）減少人為出錯的概率，目前主流的工程圖紙都是使用CAD二維圖紙，但是要求制圖者對機械制圖的原理有比較深的理解，此外對大型的復雜的裝配圖比較難以表達，圖紙修改也相對比較麻煩，復雜機械設計中容易出錯，這會直接導致工作流程中產(chǎn)品零件生產(chǎn)加工的錯誤。往復壓縮機模型導出的工程圖是以實際的零件尺寸而投影出來的圖形，大大減少了因人為失誤而產(chǎn)生不必要的浪費，節(jié)約成本。

參考文獻：

[1]《活塞式壓縮機設計》編寫組.活塞式壓縮機設計[M].北京：機械加工出版社，1973.

[2]韓玉龍，Pro/Engineer Wildfire4.0零件設計高級教程[M].北京科海電子出版社，2009.

[3]《石油、化學和氣體工業(yè)設施用往復壓縮機API618標準》[M].美國石油學會，2007.