基于CATIA V5某新型火箭炮组件库的建立

　　1 前言

　　军事装备的传统制造过程是：先设计文件、图纸，而后制成模线样板、形成标准样件，再成形模具、装配夹具，最后制造出产品。其设计实质是把设计的数据或信息，通过数以万计的标准工艺装备和生产工艺装备以模拟量形式传递到最终产品，如某新型火箭炮制造过程所需各类装配工装达两千多套。因此，大量使用各类标准件和组件，实现快速工装设计，对缩短整个装备的研制周期、提高装备制造质量具有举足轻重的作用。

　　在各种三维CAD/CAM软件日新月异的今天，CATIA V5系统以其支持多平台、可扩展性、具有知识的捕捉和重用等特性，成为制造行业的主流CAD平台，其标准件库的开发和使用已成为数字化产品定义和快速设计的关键，功能已较为完善。其强大的Formula和Design Table等功能以及基于二次开发的工具CAA(Component Application Architecture)，都可以方便建立所需的各神组件库。

　　2 CATIA V5组件库的建库步骤

　　CATIA V5界面友好、功能强大、易于操作，其知识模块(Knowledge ware)中的Formula、Design Table和Catalog功能方便易用，可实现快速建立三维标准组件库，建库思路如下：

　　(1)实体建模，利用CATIA的各功能模块，参数化建立标准件的实体模型，以*.CATPart(零件)文档的形式存储，便于Catalog文档的创建。

　　(2)创建参数变量，利用CATIA的Formula功能，根据模型几何尺寸的需求，设计一定的参数变量个数，给每个参数命名、赋初值并添加各几何尺寸与参数间的关系表达式，从而实现参数化设计，即通过对约束尺寸的参数驱动的方式控制几何模型。

　　(3)设计参数表，使用当前创建的参数变量，创建与模型文件对应的设计表，在其中添加标准件参数化的数据，即同一类型标准件的不同尺寸。表的各列代表模型的某些属性及参数变量，包括文档编号(Part Number)、材料、直径和长度等。

　　(4)创建Catalog文件，新建Catalog文档，引入含有设计表的模型文件，最后加入零件的描述信息，生成Catalog文件。然后利用库浏览器访问新建的Catalog文件，实现标准件的预览和调用。

　　3 组件库的建库方法与技巧

　　模型的参数化驱动成功与否，应注意以下几个方面：

　　3.1 正确建立组件库建库框架

　　以CATIA和Windows XP为操作平台，基于CATIA的三维造型功能及知识模块，进行实体建模，创建参数变量及其之间的关系，根据当前参数创建参数表保存在Excel中，实现参数化驱动，利用CATIA Knowledge Interface等API接口开发调用模块，通过一定的通讯机制访问参数库和图形库，实现组件的实例化、浏览和调用。组件一旦实例化并调用到装配环境以后，便与组件库脱离关系，形成独立的实体，零件的物理文件名存放于“工程目录”，对“工程目录”内的组件进行尺寸编辑，并不会对图形库、参数库产生任何影响，从而保证了组件库的安全重用性。

　　3.2 实体建模中的注意事项

　　创建的组件参数要能够封装下层几何参数信息和上层非几何属性信息。为了实现参数对组件模型的驱动，利用知识模块建立参数与相关零件几何尺寸之间的关联关系。当参数值发生改变时，相关几何尺寸也实时更新，从而引起组件模型的变化。本文以某新型火箭炮电源插口部件为例进行说明，建立草图如下：

　　图1 建立草图

　　(1)建立草图设置约束条件，并使之参数化。建立草图的关键是合理设置约束条件，本例不难看出需要如下约束条件和参数：外圆半径R1，缺口弧半径R2、内圆半径R3。因五个缺口所处的位置角度及其自身的弧度值均属于标准件的常数，故不必加入参数。

　　(2)建立参数，确定函数关系和建立约束。如下图所示，约束的关键是尽量采用独立不相干的坐标系统作为参照系，以免因后期的参数关联冲突，本例的重合约束，弧度约束均以固定不变的坐标H/V轴、坐标原点和辅助线为参照。约束好后，拉出成形。

　　图2 建立参数表
(本文不涉密)
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