标准件库在产品设计中的应用

4．4．3　标准件库在产品设计中的应用

机械产品中，有大约30%～70%的零件是标准件或非标常用件，相同类型的标准件，规格也有很多，并成系列，如果针对如此庞杂的系列零件一一造型的话，其工作量将是非常繁重的。由于这些零件往往结构相似仅尺寸不同，目前，已经有许多企业和科研机构，借助于CAD技术建立了标准件库，设计人员只需根据标准件的类型及规格参数直接从标准件库中选取，然后将其装配在相应位置即可，避免了重复工作，节省了设计时间。

1）国内外的标准件库的开发现状

国产CAD软件金银花MDA2000V2集成的标准件库主要分为标准件、非标准件、通用件、自定义件四大类，其中标准件又分为国家标准件和国家军用标准件。在国家标准件库中收录了大量的标准件，分为螺栓、螺钉、螺母垫片、铆钉、轴承等几类。

CSPLIB机械CAD标准件库是一个运行于AutoCAD之上的机械标准件库，是一套全新的CAD产品目录零件管理信息系统，其数据描述符合GB 10091－事物特性表和GB／T 15049．1－CAD标准件图形文件编制总则。CAD标准件图形文件编制总则规定以ASCII形式作为描述零件特性的文件格式。CSPLIB完全遵循上述标准而设计，可显示标准件几何视图变形，进行快速检索，并将图形插入到CAD系统。

Autodesk公司的MDT带有总共120万个各种标准工具库，是世界上目前为止最全的机械工具标准集。因为有的用户已经长期使用UG、CATIA等高端软件，除了自行二次开发适合的机械工具库外，也可以通过STEP技术作为接口，将MDT 6．0的工具集从它的环境中生成＊．STP格式文件，从而被UG、CATIA等软件接受，生成完整的线框模型，因而可以作为投影视图的几何图形而被使用。

美国UGS公司委托盐城工学院工程中心进行标准件库的开发，包括中国、美国、德国、日本、意大利、俄罗斯等国常用机械标准，建立了近1 000个标准2 000种常用标准件，其附着在UG NX 5．0软件中进入市场。

2）基于参数化模型基础上的三维零件库

（1）创建三维零件库的基本原理

根据相似性原理对需要建库的零件进行分类，确定其能够完整表示零件族或零件系列所有零件特征的虚拟的复合零件。复合零件是在UG NX环境下用交互方式创建的三维零件模型，我们称其为三维零件模板。零件模板综合了该零件族所有零件个体的形状和结构特征，即基于零件模板可以派生该零件族的任何一个零件，零件可以继承零件模板的全部特征或部分特征。之后，在三维零件模板的基础上确定一组设计参数来控制模型的形状和拓扑关系，并建立零件族设计参数的系列尺寸。最后，通过选择不同尺寸来自动生成零件的三维模型，从而实现零件的快速调用。

（2）建立三维零件模板

建立利用UG NX的Part Families工具可以方便的定义零件主要参数生成系列化零件数据库。以图4－112六角螺母为例，说明建立零件模板的方法。首先建立虚拟的复合零件模型，再进入Tools→Part Families命令，选取表达式中的D、M、S作为控制参数，设置好保存目录，选择Create命令进入Excel工作表。在Excel里面，根据标准零件系列尺寸或标准件的规格尺寸录入零件控制参数的值。如图4－137所示。保存零件族并退出Part Fami－lies，生成带Excel参数表的三维零件模板。

图4－137　控制参数表

（3）零件模板的调用

零件模板作为装配件引入主模型，在匹配成员列表里选择需要的规格，生成相应规格的零件。如图4－138所示。

图4－138　根据模板生成的螺母系列零件

利用UG NX软件提供的相关参数化建模功能，能够方便编辑修改，加速设计进程。在相关参数化模型基础上，借助零件族的Excel工作表，可以快速准确地创建标准件、通用零件及产品系列化设计的三维模型库，提高设计质量和效率。