基于Pro/ENGINEER的化工機器零件造型設計摘要:針對化工機器零件的特征和設計中存在的問題,應用基于特征的參數化造型軟件Pro/ ENGINEER對零件進行參數化造型,對造型設計技術要點進行了探討,通過葉輪特征建模實例,實現了基于Pro/ENGI-NEER的參數化特征設計,提高了設計效率。關鍵詞:Pro/ENGINEER;三維實體模型;化工機器1　Pro/ENGINEER功能簡介Pro/ENGINEER系統是美國參數技術公司(Parametric Technology Corporation,簡稱PTC)的產品,現已發展成為3D CAD/CAM/CAE系統的標準軟件,廣泛應用于機械設計和工業設計領域的設計、分析和加工。特別是在復雜零件的實體造型設計上, Pro/ ENGINEER更是顯出其優越性,它提供了拉伸、旋轉、掃描、混成、掃描混成、變截面掃描、螺旋掃描、三維掃描、倒角等生成特征的方法,再配合復制、陣列、鏡像、重定義等編輯功能以及多種復雜曲面的造型方法,使得復雜零件的實體造型成為可能。Pro/ ENGINEER融入了單一數據庫、參數化、基于特征、全相關的設計概念,可以將設計至生產全過程集成到一起,讓所有的用戶能夠同時進行同一產品的設計制造工作,即實現所謂的并行工程。2　Pro/ENGINEER在化工機器零件設計中的應用化工機器是在化工、石油及冶金生產中對加工的介質進行機械作用的機械,如壓縮機、離心機、泵等。雖然化工機器的種類甚多,但都屬于運動的機械,具有運動件,而且處理的介質大多是流體,因此,整臺機器效率高低的決定性因素之一是運動件的形狀特征,運動件的常見形狀是復雜的曲線、曲面。在傳統設計中,設計者首先把零件以平面圖的形式表達出來,然后對其進行校核、修改,最后再根據平面圖將實物生產出來。整個過程使設計者要將很大的精力用于將三維構想轉化到二維工程圖上,產品的設計周期長、成本高,而且許多問題只有在產品生成后才能發現。用Pro/ENGINEER三維實體設計,其全參數化的特點,使零件模型的修改和重新生成變得簡單,把設計者的精力從重復的手工修改中解放出來,而且這種修改在任何步驟都可進行; Pro/EN-GINEER采用單一數據庫,因此在零件設計、模具設計和加工制造的每個環節對數據的修改都會自動反映到相關的各個環節,這種全相關性,可以保證設計和加工等各環節數據的一致性; Pro/ENGI-NEER采用基于特征的實體建模技術,即使用用戶熟悉的特征作為零件幾何模型的構造要素,如:切削、園角、拔模等,設計者依據加工過程,逐個產生特征,特征是設計的基本單元,而產生特征的順序則根據設計者的設計意圖而決定。構成機器基本單元的零件必須通過裝配才能成為機器, Pro/ENGINEER的裝配管理提供了“嚙合”、“插入”、“對齊”等裝配功能,很容易把零件裝配起來,同時保持設計意圖。而且高級裝配功能支持大型復雜裝配體的構造和管理,這在我們設計大型復雜化工機器上尤為重要。3　機器零件造型設計舉例離心式壓縮機是透平式壓縮機的一種,葉輪是離心式壓縮機中唯一對氣體作功的元件,且是高速回轉件,所以對葉輪的設計、材料和制造要求都很高,它是關系到整臺機器的安全問題、效率高低和性能好壞的重要元件,葉輪設計的首要任務是結構形狀設計。3. 1　葉輪零件設計圖1為葉輪的外形圖,它的三維模型(見圖2)可分為輪轂和葉片兩部分,而在創建時又將葉片分為包覆曲面(Shroud surface)、壓力曲面(Pressure surface)和吸力曲面(Suction surface)三部分。3. 1. 1　模型創建的思路首先建立葉片的包覆曲線和輪轂曲線,使之繞轉軸旋轉,定義出輪轂面和包覆曲面;其次建立用來定義葉輪三維葉片幾何形狀的彎形曲面,沿彎形曲面的法線方向做雙向的不等偏移(Offset)形成壓力曲面和吸力曲面;所有葉片幾何形狀都相同,用復制的方法創建其他葉片,并將葉片曲面和輪轂曲面合并;此時的模型僅是面,還應在內部填入材料,形成葉輪實體模型;最后創建葉輪的底部和頂部的其他特征。3. 1. 2　模型創建步驟模型創建的步驟是:(1)創建新的零件文件,在系統默認的基準平面和坐標系下,單擊工具欄中加入基準點的圖標,選擇偏距坐標系(OffsetCsys)創建包覆曲線通過的點數據(PNT1

標簽：化工關于論文