基于CREO的斗式提升机三维参数化建模

随着计算机辅助设计技术日益成熟，用参数驱动图形——参数化建模应用越来越广泛。通过设置相关产品零件的若干参数，使得零件能够按照预先编程的关系实现自动变化，对于同类产品的不同型号可以实现一键生成。目前参数化建模逐渐被工程人员采用来提高设计效率，如通过UG对机夹车刀装配体进行参数化建模，提升装配设计效率，实现了机夹车刀零部件之间的协同联动[1]；基于CREO对斜齿轮进行参数化驱动建模[2]；利用Solidworks平台对膨胀节进行参数化驱动建模，可有效地降低设计错误率、提升工作效率[3]。目前对于斗式提升机的参数化建模研究较少，本文主要依托CREO软件，对斗式提升机机头壳体进行参数化驱动建模，实现了设计模式的转变，极大地提高了工作效率。

1、参数化建模软件简介CREO软件是美国PTC公司开发的一款集二维设计、三维设计、有限元分析于一体的软件，是实行数字化设计的造型软件，在工业制造领域得到了广泛的应用。其中参数化建模技术是CREO重点强调的设计方法。

2、机头参数化设计斗式提升机是用于垂直提升粉状物料、小颗粒及小块状物料的高效率连续输送设备，目前广泛应用于水泥、煤炭、钢铁和有色金属等各个工业现场。由于各工业现场规模和生产能力均不一样，致使斗式提升机种类繁多，设计修改麻烦，产品开发周期较长，效率较低。现通过CREO软件设置参数驱动尺寸变化，只需确定关键参数尺寸，其他尺寸一键生成，大大减少了设计开发时间，同时也降低了错误率。在进行参数化设置之前，需要分析装配体中的每个零件的尺寸特征和零件与零件之间的装配关系，将需要改变的数据设置成参数。在机头设计中，关键参数是机头的型号、总长、总宽、总高和板厚，将其设置如图1。图1参数界面在CREO建模过程中，每一个特征尺寸都有唯一的尺寸代号与之对应，参数通过控制尺寸代号来控制特征尺寸，零件的尺寸代号如图2所示。图2零件尺寸代号2.1基本模型的参数化用CREO软件在书写关系时，可以对不同参数下的零件尺寸简单直接赋值，也可以通过与其他零件尺寸的关系赋值，同时也可以用许多不同的基本数学函数，例如向上取整、向下取整、取绝对值、正弦和余弦等。此外，在关系中还可以使用比较运算符、条件语句等高级语句。通过以上不同数学函数和运算符号的相互循环嵌套，就可以实现控制零件截面尺寸和特征尺寸的目的。这样控制变化的模型都处于一个大的前提，即模型特征形状不发生变化，具体运算关系如图3所示。图3中①为基本的条件语句，作为特征尺寸变化的筛选条件；②为根据条件直接对特征尺寸赋值；③为根据条件通过关系运算进行赋值（关系中可以加入内置函数）。图3关系运算2.2复杂模型的参数化当零件模型的特征形状改变，例如某些孔特征数量发生变化或者某些零件在特定情况下消失和显示等，此时可以采用两种方法：第一种是采用族表的方法，第二种是编辑设计程序来改变模型特征。在斗式提升机机头的参数化建模中，主要采用第二种方法，如机头头部大槽钢变化如图4所示。图4头部大槽钢中的特征变化从图4可以看出头部大槽钢发生了较大的变化，例如由槽钢变成了等厚折弯件，并且少了一条短边；一字孔的排数由一列变成两列；圆孔消失；增加了倒圆角。一字孔和倒圆角这类特征的激活与抑制通过修改设计程序即可实现，如图5所示。修改设计程序需要依次点击模型意图、程序、编辑程序，在编辑程序中用if函数判断该特征或者零件在满足条件下才予以显示。在关系中可运用的各种函数语句在编辑程序中依然适用。图5修改设计程序参数化建模完成后，在需要更改型号和机头大小时，只需要打开参数列表，更改对应参数即可立即生成对应的三维模型，如图6所示。图6参数变化实例

3、结束语本文利用了CREO三维建模软件，详细介绍了编辑关系和设计程序来进行斗式提升机机头参数化的关键技术。通过参数化设计，可以将行业的标准规范应用到设计当中，有利于实现产品的标准化、模块化设计。当机头参数化完成后，一个设计人员