归纳了国内对标准件零件库方面的研究工作，指出机床夹具标准件的建模是其中的薄弱环节。从三维建模的角度，将常用机床夹具标准件分成五大类，介绍了各类标准件的特点。在此基础上，充分运用关系、受限制值、参数程序等Pro/E工具，分别以菱形螺母、双头螺柱、光面压块、移动压板和固定定位销等典型标准件为例，介绍了各类标准件在Pr/E环境下的建模及形成系列化的方法，说明了特定规格标准件生成的步骤。

　　引言

　　随着Pro/E、UG、Solidworks、CAD等CAD软件的不断普及，各种三维标准件库的建立便成为越来越重要的基础工作。以Pro/E环境为例，一些教材书籍的附属光盘中均带有编著者开发的国家标准件库或150标准件库，读者将光盘中的标准件库复制到电脑中，并对Pro/E进行配置后，就能在设计时反复调用库中的零件，使设计的效率大大提高。

　　国内对机床夹具标准件库的研究大致可分为两种，一种侧重于对标准件库构建方法的研究;另一种侧重于对标准件实体建模方法的研究。利用CAD软件的二次开发工具VC++编程及Access数据库，构建包括菜单!用户交互界面在内的标准件库系统，是一种比较成熟的标准件库构建方法。

　　相比之下，对机床夹具标准件实体建模方法的研究显得比较薄弱，常用以下两种方法进行三维标准件库的建模。

　　1、利用二次开发工具，通过编程来实现三维标准件的建模;由于同一标准件号的机床夹具标准件往往结构类型多样!参数多变，采用该方法建模，并不能取得很好的使用效果。

　　2、采用参数化方法建立三维标准件模型，再利用CAD软件自带工具进行系列化。作为最基本的方法。

　　结语

　　每套机床夹具受零件形状!尺寸!工序要求!生产条件以及生产节拍等因素影响，无论在设计!制造及使用过程中都有其自身的独特性。机床夹具标准件为适应各种情况下的使用要求，势必在结构类型!尺寸规格方面是多样的，区别于普通的国家标准件。因此，必须针对各个夹具标准件的具体特点，选用合适的建模方法。

　　本文在对一百多种常用机床夹具标准件按特点进行分类的基础上，介绍各类标准件的建模方法，以达到真正实用的目的。

　　以带式输送机断带抓捕器参数化设计为目的，针对断带抓捕器的具体特点，介绍了利用Pro/E 自带的二次开发工具Pro/Toolkit，结合Access 数据库技术和Visual Studio2008，开发参数化设计系统，通过驱动零部件的特征参数发生变化，生成不同型号的断带抓捕器，实现产品的快速设计。

　　目前煤矿常用主输送机输送带宽度有800 mm、1 000 mm、1 200 mm 和1 400 mm，对应的断带抓捕器的结构相同或相似，只是尺寸大小不同，如果采用传统的非参数建模方法，零件模型采用固定尺寸得到，一旦尺寸参数发生变化时，须重新建模，耗费大量人力物力。所以本文采用Pro/E 软件自带的二次开发工具Pro/Toolkit，利用动态链接库的方式，通过编写C++程序访问Pro/E 底层资源， 开发带式输送机断带抓捕器参数化设计系统，可以实现不同型号断带抓捕器的快速设计。

1、参数化设计系统整体方案设计

　　利用Pro/E 软件建立各种零件(如托辊、楔块、机架、齿条、齿轮和横梁等)的三维模型，建立特征尺寸参数和零件三维模型的实时相关性，运行设计系统后，输入相应设计参数后，程序自动调入零件三维模型，并按所输入参数修改三维模型。

　　根据断带抓捕器结构特点和Pro/E 参数化建模功能， 本文综合使用Pro/Toolkit、Visual Studio 2008和Microsoft Access 数据库开发带式输送机断带抓捕器参数化设计系统， 该系统主要由Visual Studio程序、参数文件、断带抓捕器设计库、Pro/E 参数化设计库和交互界面组成，结构形式如图1。

图1 参数化设计系统组成图

　　该断带抓捕器参数化设计系统主要包含断带抓捕器零件的设计和断带抓捕器整机装配的设计。①断带抓捕器零件设计的功能：从零件库中调用和设计新的零件，根据设计需要补充零件库;②断带抓捕器整机装配设计的功能： 调用整机装配模板，通过零件互换完成整机装配，调用零件库中的零件完成整机装配。

2、开发参数化设计系统需解决的关键技术

　　(1)Pro/E 与Visual Studio2008 接口技术

　　使用Visual Studio2008 的MFC 功能可以实现界面的可视化设计， 但是Pro/Toolkit 不能直接调MFC 对话框，本文利用动态链接库方式加载MFC 对话框，为使程序成功编译，需要对Visual Studio 2008 进行一些配置。

　　①在“项目和解决方案”中选择“VC++目录”，在“显示以下内容的目录”中选择“包含文件”，加入头文件protoolkit\includes、protoolkit\protk_appls\includes、prodevelop\includes 的路径;

　　②在“显示以下内容的目录”中选择“库文件”，加入库文件protoolkit\i486_nt\obj、prodevelop\i486_nt\obj的路径;

　　③在“附加依赖项”里加入wsock32.lib、mpr.lib、psapi.lib、protk_dllmd.lib、netapi32.lib 等文件。

　　(2)零件模型数据库技术

　　参数化设计系统采用Microsoft Access 建立零件模型数据库，主要是将断带抓捕器各零部件按照不用类型存储，每种零件建立一个原始模型，同时将这类零件的尺寸参数值保存在数据库中，设计人员可以查询、增加、删除和修改各类零件，方便进行系列产品设计等。

4、结语

　　针对结构比较复杂的带式输送机断带抓捕器，为达到快速设计的要求，根据断带抓捕器的结构特点， 采用Pro/E 自带的二次开发工具Pro/Toolkit 开发了断带抓捕器参数化设计系统。该参数化设计系统包含断带抓捕器零件库和整机装配模型库，通过友好的交互界面， 设计人员可以快速进行产品设计，实现零部件和整机装配设计的自动化，提高产品开发效率，降低设计人员的工作量。

　　根据计算机辅助工艺设计的需求，以Pro/E自带的Pro/Toolkit开发包为平台，结合Visual Studio 2005编程软件，对Pro/E进行二次开发，完成了直齿圆柱齿轮的自动建模程序.该程序通过人机交互界面，即可快速实现直齿圆柱齿轮的建模。

　　由于齿轮传动具有传动平稳，传动比精确，工作可靠，使用的功率、速度和尺寸范围大等优点，因此齿轮类零件被广泛应用于各行各业.但是齿轮的三维建模过程却比较复杂，而且由于不同齿轮的齿数、模数、宽度等参数不同，需要对不同的齿轮分别建模，因而需要进行大量重复性劳动，造成人力、物力的浪费.为了减少设计人员的工作量、缩短产品的开发周期、提高齿轮的三维建模效率，开发齿轮的自动建模程序就有一定的使用价值.Pro/E作为最常用的三维建模软件，提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。本文使用Visual　Studio2005对Pro/E 4.0进行二次开发，实现直齿圆柱齿轮的自动建模。

1、直齿圆柱齿轮自动建模的流程

　　进行Pro/E二次开发一般分为以下几步：确定项目运行模式、设计菜单并编写信息文件、设计开发环境及编写源文件、编写注册文件、生成可执行文件并注册运行.图1所示为直齿圆柱齿轮自动建模流程.首先建立Visual Studio 2005动态连接库dll文件，将该文件通过Protk.dat文件注册到Pro/E.注册成功后，新建一个Pro/E文件，选择菜单栏里的“特征”菜单，在其下拉菜单里选择“直齿圆柱齿轮”，然后在弹出的MFC对话框里输入直齿圆柱齿轮的相关参数，就可以自动创建直齿圆柱齿轮.如果直齿圆柱齿轮还需要打孔和拉键槽，可以按照下面的流程继续操作。

图1　直齿圆柱齿轮自动建模流程

5、结语

　　本文提出了一种基于Pro/E二次开发的直齿圆柱齿轮自动建模程序的设计方案，介绍了实现Visual Studio 2005与Pro/E 4.0的连接方法，实现了直齿圆柱齿轮的快速自动建模.自动建模能够提高齿轮的设计效率，进而减小了产品的开发周期.

　　为满足砂场河卵石直接破碎粒度小于0.005 m 且每小时产量为140 t/h 的要求，在对辊磨机结构原理的分析基础上，确定了高压辊磨机组件设计所需的运动参数，并以Pro/E 软件为建模仿真工具，针对高压辊磨机主要组件机架及磨辊进行建模和有限元分析，对满足要求的分析结果进行运动学仿真。

　　高压辊磨机是新一代水泥工业专用粉末设备，与传统的粉磨机相比具有能耗低、高产量等特点。砂场使用的主轴冲击式破碎机对进料为0.03 m 左右、抗压强度为250 MPa 的河卵石进行修整加工，产量为250 t/h。由于其粒度不能达到市场急需的小于0.005 m 的要求，现需设计一种能将粒度为0.03 m 的河卵石直接破碎为粒度小于0.005 m 的高压辊磨机，且每小时产量为140 t/h 的辊压机。

　　Pro/E 是一款兼具三维建模、有限元分析及运动仿真的三维设计软件，综合考虑各种三维设计软件的设计效率及结果精确度，本文采用Pro/E 作为本文设计分析软件，通过Pro/E将高压辊磨机的三维模型绘制出来，再通过有限元分析模块对高压辊磨机的重要组件如机架、辊系实施仿真优化设计。通过对试机数据的收集分析并将此数据与理论数据对比分析，最终确认高压辊磨机的设计方案的合理性。

1、基本原理

　　如图 1 所示，两个压辊由传动轴带动，滑动滚两端轴承座与油缸相连，在压力作用下使轴承座在机座上平行移动，从而实现加工物料作用。与常用的磨机工作原理不同之处在于：进入辊磨机的物料是通过挤压达到理想粒度的，而不是直接由辊子上的柱钉来挤压。这些柱钉安装在相向旋转的辊子上，辊子之间的压力可高达300 MPa(这远远高于进料的强度)。高压辊磨机的通过量取决于辊子将进料拉入压缩区的能力、进料的特性和机器的自身条件。要提高辊面的耐磨程度可在辊面焊接耐磨损的材料或在辊面安装高出辊面数毫米的硬质柱钉。单个物料的破碎是点接触，这样的破碎形式会极大加速辊面的磨损，降低辊面使用寿命，因此高压辊磨机致力于大量物料在压缩区得到高压力的研磨。高压辊磨机连续的高压力研磨不仅作用于进料中大块的物料，还作用于进料当中的小块物料，就连大块物料在高压力作用下挤压生成的小块物料也会被高压辊磨机再次挤压研磨。这使得实际中进料中会有高达70%的粒度大于辊缝间隙的物料能成功研磨。

图1  高压辊磨机基本原理图

6、结论

　　本文针对砂场满足出料粒度为0.005 m，产量为140 t/h 高压辊磨机的主要部件机架和磨辊进行设计及有限元分析，并对此进行了仿真。通过理论分析为实际制造提供参考依据。尽管应用Pro/E 在设计高压辊磨机的过程中取得了一定的效果，但在整个过程中还存在一定的不足，以下是对未来的工作提出的几点建议和展望：

　　(1)进一步利用其它更专业的分析软件对高压辊磨机重要组件进行有限元分析，还可进一步对辊子与轴承的接触受力和磨损分析等，并对比不同软件的分析结果，取最优设计数值。

　　(2)开发一个集三维建模及快速有限元分析于一体的软件，或者是将Pro/E 的优势与Ansys 等专业有限元分析软件的优势集合在一起的仿真系统，以便快速对高压辊磨机仿真分析，以提高设计效率和可靠性。

　　分析了传统手工布线存在的问题，详细分析了应用Pro/CABLING 软件进行三维布线的技术，举例说明了应用Pro/CABLING 软件进行三维布线设计的一般过程。应用该方法克服了传统手工布线的一系列弊端，提高了效率和准确度。

　　随着计算机辅助设计的推广应用，电子产品设计与更新的速度不断加快，对布线设计提出了更高的要求。电子类产品通常由结构件、电气元件和电缆等组成。目前国内对电子产品的布线设计基本以二维设计为主，而且通常在结构设计之后进行，无法实现并行设计。

　　Pro/Cabling 是以三维方式在数字化样机中进行电缆布设的软件模块，使用该软件可以方便导入三维模型和进行电缆的三维布置，并且获得电缆长度信息，指导电缆加工，保证电气设计与结构设计同步进行。

1、传统布线工艺存在的问题

　　目前常用的布线工艺是：结构设计人员根据电气设计人员提供的接线表，在二维图中布置电缆，通过逐段测量估算各条电缆长度，再将电缆信息反馈给电气工程师制作电缆。这种布线工艺[3]存在的问题是：

　　①接线表、布线工艺图由人工编写绘制，效率较低，容易出错;

　　②电缆、线扎的生产一般在结构件、电气元件齐套后进行，生产周期较长;

　　③由于二维布线图仅仅是示意图，并不能够直接用于指导布线，而布线工艺的准确性和合理性主要靠工艺人员来保证，人为因素较大。

2、基于Pro/Cabling 的三维布线设计

　　针对传统布线工艺存在的诸多问题， 使用Pro/Cabling 软件模块，不仅可以创建数字化样机，还可以在样机中进行三维模拟布线，同时得出电缆信息，从而分析布线工艺的可行性，为并行设计提供有力支持，主要功能包括：

　　①获取电缆的长度、电缆规格等信息，为电缆制作提供依据。

　　②对电缆与电缆、电缆与结构件进行电气间隙的测量与检查。

　　③在电缆的某些位置设置最大通过直径，检查电缆的可通过性。

　　④在布线空间紧凑的情况下，验证电缆的可折弯性。

4、结论

　　简要介绍了使用Pro/Cabling 进行三维布线的设计方法。有了数字化样机，开发小组的成员对照数字化样机分析结构和布线的工艺性，可以将问题解决在设计阶段，从根本上改变了传统的接线设计方法和模式，大大缩短了产品开发时间。