基于Pro/E的渦輪分子泵渦輪葉片的程序設(shè)計
在Pro/E 環(huán)境中針對渦輪分子泵的渦輪葉片(動片和靜片)編寫了專用的3D 模型設(shè)計程序,使渦輪分子泵繁瑣的葉片建模變得快速、簡潔而準(zhǔn)確。通過引用該程序,在規(guī)劃好渦輪葉片參數(shù)的情況下,在數(shù)十秒時間內(nèi)即可創(chuàng)建出一片渦輪葉片的3D 模型,大大縮短了產(chǎn)品的3D 建模周期,降低了設(shè)計成本,尤其是在產(chǎn)品設(shè)計初期需對葉片參數(shù)反復(fù)修改和調(diào)整進(jìn)而優(yōu)化產(chǎn)品性能的情況下,更能顯示出該程序的優(yōu)越之處。
目前國內(nèi)外主流渦輪分子泵的渦輪葉片從制造獲得角度上劃分有兩種:扭制葉片和銑制葉片,而銑制類渦輪動片分為組合式和整體式。渦輪分子泵葉片種類及級數(shù)較多,約23 級~35級,在設(shè)計初期,設(shè)計師需花大量的時間來進(jìn)行產(chǎn)品葉片的3D 建模,而這些葉片總體上都屬于類葉片,即本質(zhì)都是渦輪葉片,只是不同種類葉片的厚度、葉齒傾角、葉齒齒數(shù)、葉齒厚度等參數(shù)各異而已,設(shè)計師們雖可按部就班的修改各參數(shù)進(jìn)而“復(fù)制”而得各類葉片,但重復(fù)的修改過程較為繁瑣,時間成本高,工作效率低,且冗余的“復(fù)制”工作容易導(dǎo)致思維混亂而出錯。
為了讓3D 建模工作變得簡潔,為了讓設(shè)計師們用更多的時間和精力花在產(chǎn)品的性能優(yōu)化及參數(shù)設(shè)計工作上,在Pro/E 環(huán)境下,筆者針對分子泵中組合式銑制類渦輪葉片編寫了專用的3D 建模程序,通過引用該程序,使原本繁瑣的3D 建模工作變得快速、簡潔而準(zhǔn)確,大大縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期,節(jié)約了產(chǎn)品的研發(fā)成本。尤其是在產(chǎn)品設(shè)計初期,為了優(yōu)化產(chǎn)品性能,需對葉片參數(shù)的設(shè)計反復(fù)修改同時要求3D 結(jié)構(gòu)實時相應(yīng)變更進(jìn)而便于結(jié)構(gòu)、性能分析時,該專用程序呈現(xiàn)出了巨大的優(yōu)點。
Pro/E程序設(shè)計簡介
在Pro/E 中,“程序”是零部件設(shè)計的一個重要工具,它可以看成是一個記錄文件,記錄著模型產(chǎn)生的軌跡及充要條件,包括所有特征的建立過程、參數(shù)、尺寸及參數(shù)關(guān)系控制等模型信息,用戶可以通過編輯“程序”來方便控制零部件的設(shè)計;通過“程序”可以控制零件環(huán)境中特征的出現(xiàn)與否、尺寸的大小和部件環(huán)境中零件的出現(xiàn)與否、零件的個數(shù)等;完成零部件“程序”設(shè)計后,當(dāng)讀取零部件時,根據(jù)其各種變化情況,可以通過簡單明了的對話框問答方式獲得滿足需求的各種3D 模型,而且可以利用“程序”將零件模型轉(zhuǎn)變成零件族的實例,進(jìn)而方便建立零件族表(如公司標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、類零件等),以供設(shè)計師們方便快捷引用,使產(chǎn)品的設(shè)計更具彈性,從而更容易建立產(chǎn)品零件庫,縮短設(shè)計周期,降低設(shè)計成本,實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計快速響應(yīng)的要求。
Pro/E 的“程序”有嚴(yán)格、統(tǒng)一、規(guī)范的結(jié)構(gòu),由五個部分順序構(gòu)成,它們分別是“程序標(biāo)題”、“輸入提示信息”、“輸入關(guān)系式”、“添加特征或零件”和“質(zhì)量屬性”,用戶不得隨意混亂這五個部分的位置,編輯程序時也必須嚴(yán)格按照這五個部分順序編寫。
新葉片的3D 模型創(chuàng)建算例
程序設(shè)計完畢后,通過上述操作或者點擊工具欄“再生模型”按鈕進(jìn)入新葉片設(shè)計過程,至此,在計算機性能保證的情況下,可以方便快捷的在10 s~20 s 短短時間內(nèi)利用對話框問答的方式快速設(shè)計出符合要求的任意參數(shù)的渦輪葉片(動片、靜片均可)。如我們設(shè)計一片“葉齒傾角40°、葉齒厚度2.5 mm、葉片厚度8 mm、葉齒根徑110 mm、葉齒頂徑170 mm、葉片孔徑85 mm、葉齒齒數(shù)25 齒、無凸緣、無連接孔”的靜片,對話框問答如圖3 所示。所建立的3D 模型如圖4 所示。
又如我們設(shè)計一片“葉齒傾角35°、葉齒厚度2.5 mm、葉片厚度12 mm、葉齒根徑134 mm、葉齒頂徑257 mm、葉片孔徑74 mm、葉齒齒數(shù)30齒、凸緣厚度15 mm、凸緣外徑109 mm、連接孔孔徑8.5 mm、連接孔數(shù)目6 個均布、連接孔分布圓直徑91.5”的動片,對話框問答如圖5 所示。所建立的3D 模型如圖6 所示。
在Pro/E 環(huán)境下針對渦輪分子泵的銑制類葉片編寫了專用的3D 建模設(shè)計程序,通過引用該程序,大大提高了葉片的3D 建模效率,讓繁瑣的3D 模型設(shè)計工作變得快速而準(zhǔn)確,在縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期、降低了產(chǎn)品研發(fā)成本的同時,也大大提高了產(chǎn)品設(shè)計的可靠性。本程序在多種分子泵產(chǎn)品的設(shè)計中得到了很好的應(yīng)用,效果甚佳,尤其是在眾多新產(chǎn)品的研發(fā)過程中發(fā)揮了顯著的作用。
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