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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.产品相关参数化设计技术培训讲义（一） 编著： 上海工工程技术术大学 龚 勉审校： UUGS 洪如瑾瑾 上海市职业业培训指指导中心心2004年年8月产品相关参参数化设设计技术术培训讲讲义（一一）主题：机械械产品/模具设设计师（中中级）机械械产品/模具设设计技术术 单元12本单元培训训目的： 掌握产品相相关参数数化设计计技术，建建立全息息的产品品模板。注: UGG/WAAVE培训讲讲义: 讲义量WAVVE基础相关部部件建模模:49页 / 自顶顶向下产产品建模模:
2、42页/ 系系统工程程设计方方法:34页 总计 1225页。一、 UG/WAAVE基础知知识1. WAVE概概述1.1 什么是WAAVE?WAVE(Whaat-iif AAlteernaativve VValuue EEngiineeerinng)是是美国UGS公司在在其核心心产品Uniigraaphiics (简称UG)上进行行的一项项软件开开发，是是一种实实现产品品装配的的各组件件间关联联建模的的技术。于1997年在UG/V13.0正式推出，到V14进入实用阶段。目前，UG在2003年推出NX2版本，WAVE技术已发展到更为成熟和实用阶段。1.2 技术背景回顾CADD技术的的发展历历史，如
3、如果说上上一次CCAD业业界重大大变革是是八十年年代的参参数化建建模，那那么WAAVE就就是当前前CAD技术最最新的、最最具戏剧剧性的重重大突破破。WAVVE通过一一种革命命性的新新方法来来优化产产品设计计并可定定义、控控制和评评估产品品模板。参参数化建建模技术术是针对对零件一一级的，而而UG/WAVVE是针针对装配配级的一一种技术术，是参参数化建建模技术术与系统统工程的的有机结结合，提提供了实实际工程程产品设设计中所所需要的的自顶向向下的设设计环境境。目前，在欧欧美和日日本等先先进国家家已经广广泛采用用CADD/CAAM一体化化设计，并并将传统统车身设设计的周周期从过过去的58年整整整缩短一
4、一半，取取得了极极大的经经济和社社会效益益。然而而，随着着汽车工工业的快快速发展展和人们们生活水水平的极极大提高高，用户户对汽车车的要求求也越来来越高，从从追求性性能优越越、耐久久可靠到到乘坐舒舒适和驾驾驶安全全，目前前已发展展到追求求个性化化的车身身外形，这这无疑是是对汽车车大批量量生产方方式的挑挑战，同同时也对对汽车车车身设计计的技术术和方法法提出了了更高的的要求。美美国通用用汽车公公司在五五年前就就对产品品开发提提出了新新的目标标将原来来开发一一个车型型所需的的42个月缩缩减到18个月，目目标是缩缩到12个月，每每年推出出多种变变型车型型；显然然，利用用目前的的零部件件级CAAD技术术方
5、法是是无法做做到。为了提高企企业的产产品更新新开发能能力，缩缩短产品品的开发发周期，UGS适时地推出了带有革命性地全新的产品参数化设计技术WAVE，它是真正的自顶向下的全相关的产品级设计系统，是参数化造型设计与系统工程的有机结合。1.3 技术原理WAVE技技术起源源于车身身设计，采采用关联联性复制制几何体体方法来来控制总总体装配配结构(在不同同的组件件之间关关联性复复制几何何体)，从而而保证整整个装配配和零部部件的参参数关联联性，最最适合于于复杂产产品的几几何界面面相关性性、产品品系列化化和变型型产品的的快速设设计。WAVE是是在概念念设计和和最终产产品或模模具之间间建立一一种相关关联的设设计
6、方法法，能对对复杂产产品(如汽车车车身)的总装装配设计计、相关关零部件件和模具具设计进进行有效效的控制制。总体体设计可可以严格格控制分分总成和和零部件件的关键键尺寸与与形状，而而无需考考虑细节节设计；而分总总成和零零部件的的细节设设计对总总体设计计没有影影响，并并无权改改变总体体设计的的关键尺尺寸。因因此，当当总体设设计的关关键尺寸寸修改后后，分总总成和零零部件的的设计自自动更新新，从而而避免了了零部件件的重复复设计的的浪费，使使得后续续零部件件的细节节设计得得到到有有效的管管理和再再利用，大大大缩短短了产品品的开发发周期，提提高了企企业的市市场竞争争能力。1.4 技术方法首先根据产产品的总总
7、布置要要求和造造型定义义该产品品的总体体参数（又又称全局局参数）；其次定定义产品品各大总总成和零零部件间间的控制制结构关关系(类似于于装配结结构关系系)，这种种控制结结构关系系使得产产品设计计的规则则和标准准具体化化；第三三步再建建立产品品零部件件(子系统统、子体体)间的相相关性。从从而，我我们就可可以通过过少数的的总体或或全局参参数来定定义、控控制和更更改产品品设计，以以适应快快速的市市场变化化要求。例如，对轿轿车来说说，车门门数、轴轴距、车车身长是是全局参参数，如如果这些些总体参参数的其其中一个个发生了了改变，无无疑都要要引起该该产品的的从上向向下的整整个变动动。这种种更改和和对新方方案的
8、评评估，在在采用传传统的设设计方案案时，需需要消耗耗大量的的人力、物物力和时时间。采采用UG/WAVVE技术，当当某个总总体参数数改变后后，产品品会按照照原来设设定的控控制结构构、几何何关联性性和设计计准则，自自动地更更新产品品系统中中每一个个需要改改变的零零部件，并并确保产产品的设设计意图图和整体体性。WAVVE技术是是把概念念设计与与详细设设计的变变化自始始自终地地贯穿到到整个产产品的设设计过程程中。实实际上WAVVE的技术术原理同同样也适适用于工工程分析析、模具具设计和和制造中中。可以以说，WAVVE是对CAD领域的的一场全全新的革革命。1.5 UG WAAVE的优点点1. 产品设计更更
9、加方便便快捷；2. 数据的关联联性使装装配位置置和精度度得到严严格的技技术保证证(甚至可可以不建建立配对对约束)；3. 易于实现模模型总体体装配的的快速自自动更新新，当产产品控制制几何体体（装配配级）修修改后，相相关组件件的细节节设计自自动更新新，并为为缩短设设计周期期创造了了条件。4. 是概念设计计与结构构设计的的桥梁，概概念设计计初步完完成，细细节设计计便可同同时展开开，使并并行工程程优势得得以最大大程度的的发挥。5. 易于实现产产品的系系列化和和变型产产品的快快速设计计；6. 极大地减少少了设计计人员重重复设计计的浪费费,大大提提高了了了企业的的市场竞竞争能力力；7. 产品设计管管理极为
10、为方便高高效；1.6 WAVEE的主要要功能1. 相关的部件件间建模模（Innterr-parrt MModeelinng）：是WAAVE的的最基本本用法；2. 自顶向下设设计(Topp-Doown Dessignn)： 用总体体概念设设计控制制细节的的结构设设计；3. 系统工程（System Engineering）：采用控制结构方法实现系统建模；1.7 应用范围WAVE方方法可以以应用于于以下几几个方面面：1 定义装配结结构和零零部件细细节设计计；2 制造计划；3 对概念设计计进行评评估；1.7.1. 定义装配结结构和零零部件细细节设计计 定义装配结结构：在在装配导导航器中中，使用用MB3
11、弹出菜菜单中的的Creeatee Neew LLeveel（图1-1）可以以建立装装配结构构，该方方法与自自顶向下下（Topp Doown）装配配方法相相似，两两者都可可以在执执行一个个命令中中完成建建立组件件和相关复制几几何体到到新组件件，在建建立空组组件时（不不复制几几何体）两两者相同同。区别别在于自自顶向下下（Topp Doown）装配配时复制制的几何何体没有有关联性性，而且且只能对对Sollid Boddy、Sheeet Boddy整体复复制，不不能复制制实体、片片体上的的面、边边等。而而WAVVE方法采采用关联联性复制制几何体体的方法法，复制制几何体体的类型型更多，可可以包括括点（线
12、线或边的的控制点点），线线（实体体或片体体的边），面面，体，基基准等，在在组件中中的几何何体没有有参数，不不能编辑辑。图1-1 建立新新组件命命令 细节设计：在一个个装配结结构中，使使用WAVVE几何连连接器或或Coppy GGeommetrry tto CCompponeent（图1-2）可以以实现组组件之间间几何体体（点，线线，面，体体，边界界，基准准等）的的关联性性复制，一一般来讲讲，关联联性复制制几何体体可以在在任意两两个组件件之间进进行，可可以是同同级组件件，也可可以在上上下组件件之间。图1-2 在组件件之间关关联性复复制几何何体命令令图1-3是是采用WAVVE方法建建立化油油器垫片
13、片的例子子。图1-3 建立立化油器器垫片在上面的例例子中，建建立化油油器垫片片的方法法是：首首先将化化油器壳壳体上表表面关联联性复制制到垫片片组件，再再拉伸即即可生成成垫片零零件。因因此，使使用WAVVE方法使使得建模模更加方方便快捷捷，另外外，当化化油器壳壳体的尺尺寸、相相应表面面孔的大大小位置置改变时时，垫片片会自动动更新，从从而保证证了两个个零件参参数的全全相关。1.7.22 制造造计划WAVE可可以通过过关联性性连接方方法应用用于制造造加工过过程，模模拟一系系列“在加工工过程中中”不同工工序的零零件模型型。如图1-44所示为为一个零零件的两两个加工工工序，首首先将毛毛坯通过过WAVVE
14、连接生生成第一一个工序序，该工工序有两两个加工工步骤，一一是加工工底平面面，二是是加工四四个孔；然后再再通过WAVVE连接方方法生成成第二个个工序，将将工序1模型连连接到工工序2，该工工序也包包括两个个加工步步骤，一一是车外外圆，二二是加工工一个通通孔。图1-4 制造计计划由于零件的的相关性性，当毛毛坯编辑辑修改后后，相应应工序1、2的模型型会自动动更新。1.7.33对概念念设计进进行评估估利用WAVVE的系统统工程方方法，通通过建立立产品控控制结构构，实现现复杂产产品的概概念设计计评估，可可以有效效地简化化设计和和缩短产产品整体体设计的的时间，是WAVE技术的另一重要应用。以轿车设计计为例，
15、在在概念设设计阶段段，首先先确定轿轿车的各各种基本本性能和和要求，再再由美工工人员绘绘制车身身造型效效果图，经经过评估估，确定定造型方方案。然然后，制制作油泥泥模型，不不断地修修改调整整外形曲曲面。由由于油泥泥模型制制作和曲曲面光顺顺调整需需要相当当长时间间，此时时结构设设计无法法进行，只只能等待待，使得得车身设设计的周周期难以以缩短。采用WAVVE方法，在在车身造造型基本本定型，没没有大变变动条件件下，结结构设计计可以与与油泥模模型制作作同步进进行，在在车身曲曲面需要要进行局局部调整整时，所所有细节节设计可可以实现现相关自自动更新新，大大大缩短了了结构设设计的等等待设计计，避免免了重复复设计的的浪费。2. WAVE的的基本使使用2.1 设置环境变变量使用WAVVE模块首首先需修修改两个个文件uug_eengllishh.deff 和ug_mettricc.def，这两两个文件件位于UG安装目目录UGIII子目录录下，该该文件可可以用记记事本（Notepad）打开。需要将缺省的变量如下：如图1-5所示。Assemmbliies_AlllowIInte
