参数化工艺范文

参数化工艺范文（精选12篇）

参数化工艺 第1篇

现代加工行业,已经产生了不同于传统的加工行业的转变,而应用新的技术、新的理念是顺应现代化加工模式的必然趋势。在应用新技术、推行新理念这一点上,我在模具车间做了相关的积极的探索,而且实践证明效果是很好的。我在模具加工和人员刀具组织管理工作期间,一开始并不顺利———作为模具设计师主要的工作无法分出去,不但要进行模具设计,还要编制加工程序,同时还要不断地铸造工厂沟通,工作顾此失彼手忙脚乱。这种情况持续了一段时间之后,我开始应用在模具制造中的另一项技术改造———参数化加工。

1 参数化加工

那么什么是参数化加工呢?通俗点说就是“傻瓜式编程”,举个例子来描述一下编程工人是怎样应用参数化进行加工的:当一个模具的模型设计出来之后,加工人员要把这个模具在机床上加工成为成品,他所要做的工作是,只需要把数字模型放到数字机床上(实际在机床上怎么放零件,在数字机床上就怎么放);然后在数字刀具库中(我根据车间应用到的刀具把化们全部建立刀具数据库,车间有的刀具一般在数字刀库里都能找到)找一把相对应的刀;然后告诉电脑,我要用这把刀加工哪个部位,是粗加工,还是精加工,之后在他需要加工的部位,画一个圈儿;最后,参数化就自动把程序编完,放到机床里,对好刀按启动加工就可以了,通俗点说就是,我想用哪种刀加工哪个部位,好了,告诉电脑这些就可以了,剩下的工作都是由电脑来完成。

随着参数化不断地应用,我试想一下能不能把思路换一换,用现代加工的理念来实现缩短开发产品的周期,提高工艺设计的效率呢,于是,在2013年到2014年,针对开发过程的特点,我着手重新编制工艺相关的参数化的部分工作———让传统的模式注入新的活力,尝试参数化工艺。

2013年以德国FLOWSERVER公司一种新产品的开发的过程做为实验的对象,用不同于以往的方式进行开发过程的推进。我针对这种情况,和FLOWSERVER公司这种产品的特点(孔比较多车间手工编程时间会很长,加工工装尺寸比较多,加工难度比较大,一不留神会造成工装制做的不好用等问题)我下发图纸之前,在设计之初在计算机里模拟加工过程,按图纸理论尺寸数据编制加工程序,同时实现出图出程序的同时自动生成加工程序刀具清单表格,做到把加工程序(经过模拟加工通过),加工程序单和图纸、工艺一同下发,车间员工按程序单安装刀具,找正加工零点,直接运行程序,(根据加工情况适当改动加工程序)完成样品加工,由于弱化了人为出错的机率,把不确定的因素进行控制。加工结果还是比较满意的,技术人员的精力完全关注于工艺和合理性,不必困扰于程序是否正确,工装能不能用等辅助问题上,结果是比较明显的,第一序实现了用三个毛坯完成三个成品,做到了样品加工成品率100%,结果另人欣喜,几十个孔的加工出错的机率很大,用这种方式,基本上实现了单件生产的成品率。

在2014年针对汽车德国大众公司,系列产品件,其显著特点是:加工工装比较复杂,用四轴和五轴加工的方式来完成产品,加工尺寸空间测量难度在加工过程是完全不可控,空间尺寸要一次做准确。同样在这种产品的开发过程中,再次尝试应用新的参数设计,成倍的提高了加工效率,结果比较理想。这种新的方式,我认为其关键的原则是设计为主,弱化人为操作,尽可能让系统去完成更多的工作,把繁杂的工作量减化再减化,缩短试验周期,提高样品制成品率。

2 结语

在实际参数化应用的过程中还有很多方面需要不断探索,在提高效率方面,不断地改进完善设计过程,力争实现无图纸加工模式,让设计开发和加工生产的过程变得轻松迅速。

摘要：根据模具行业的特点,结合笔者多年的工作经验提出模具制作中的参数化加工和参数化工艺的概念。

焦化厂化产车间的工艺流程与参数 第2篇

焦化厂化产车间的工艺流程与参数

1.冷鼓工段

从荒煤气管上分离出的焦油、氨水与焦油渣在机械化氨水澄清槽（V81502A.B），澄清后分离成三层，上层为氨水，中层为焦油，下层为焦油渣。分离的氨水满流至循环氨水槽（V81503A.B），然后用循环氨水泵（P81501A.B）送至炼焦炉冷却荒煤气，当初冷器、电捕器和终冷器需要清扫时，从循环氨水泵后抽出一部分定期清扫，多余的氨水经循环氨水泵（P81501A.B），抽送至剩余氨水槽（V81504），在剩余氨水槽分离出焦油后，氨水进入气浮除油机，在此浮选出焦油，然后进入氨水中间槽，再用剩余氨水泵（P81502A.B）送至脱硫及硫回收工段进行蒸氨，分离出的焦油进入废水槽，由废水泵抽送到机械化澄清槽；机械化氨水澄清槽分离的焦油至焦油分离器（V81505）进行焦油的进一步脱水、脱渣，分离的氨水进入废液收集槽（V81511），由液下泵抽送到机械化氨水澄清槽，分离的焦油定期用焦油泵（P81503A.B）送到酸、碱、油品库区的焦油槽进行贮存，分离的焦油渣定期送往煤场掺混炼焦。定期用焦油泵将循环氨水槽底部聚集的焦油抽送至机械化氨水澄清槽。

各设备的蒸汽冷凝液及脱硫工段来的蒸汽冷凝液均接入凝结水槽（V81510）定期用凝结水泵（P81506A.B）送往循环水系统或送入脱硫事故槽。经电捕焦油器捕集下来的焦油排入电捕水封槽（V81509），由电捕水封槽液下泵送至机械化氨水澄清槽（V81502A.B），当沉淀管需用循环氨水冲洗时，停高压电冲洗半小时，然后间隔30分钟再送高压电。冲洗液亦进入电捕水封槽中，离心鼓风机（C81501A.B）及其煤气管道的冷凝液均流入鼓风机水封槽（V81508A.B），然后与电捕水封槽（V81509）中的电捕液分别加压后一并送机械化氨水澄清槽（V81502A.B）。为防止各贮槽含氨尾气逸散，来自循环氨水槽及剩余氨水槽顶部的放散气集中后通过自控调节装置返回荒煤气系统。

2.蒸氨工段

由冷鼓来的剩余氨水进入原料氨水过滤器（V82510A.B）进行过滤，除去剩余氨水中的焦油等杂质，然后进入氨水换热器（E82503）与从蒸氨塔（T82504）塔底来的蒸氨废水换热，剩余氨水由75℃左右加热至98℃，进入蒸氨塔，在蒸氨塔中采用0.5Mpa蒸汽直接汽提，塔内操作压力不超过0.035MPa，蒸出的氨汽进入氨分缩器（E82502），用31℃循环水冷却，冷凝下来的液体直接返回蒸氨塔顶作回流，未冷凝的含NH3约10%的氨汽送入硫铵工段饱和器，塔底排出的蒸氨废水在氨水换热器（E82503）中与剩余氨水换热后，蒸氨废水由105℃降到95℃，进入废水槽（V82511），然后由蒸氨废水泵（P82505A.B）送入废水冷却器（E82504）被31℃的循环水冷却至40℃后至生化处理装置。

蒸氨塔（T82504）塔底排出焦油渣进入焦油桶（X82502），人工清理外运。从酸碱库区来的NaOH（32%）溶液送入碱液贮槽（V82512），然后由碱液输送泵（P82506A.B），加压后送入剩余氨水蒸氨管线，加入的碱量根据检测的PH值调节。2.1原料氨水经加热后的温度：85℃—98℃；

2.2蒸氨塔顶部温度：101℃—103℃；

2.3蒸氨塔底部温度：101℃—105℃； 2.4氨分缩器后的温度：95℃—98℃；根据蒸氨效果及硫铵母液消耗情况适时调节，但不能高于98℃；

2.5废水冷却后温度：40℃；冬季适时提高温度，保证生化水温

2.6蒸氨塔底的表压：0.03—0.04Mpa；

2.7蒸氨塔顶部压力：0.03—0.05Mpa；

2.8蒸氨废水含氨：≤0.15g/L；

2.9分缩器后成品氨浓度：≥10%；

2.10各电机轴承温度≤61℃，温升≤41℃

3.硫胺工段

硫铵饱和器岗位的工艺流程：

来自冷鼓工段的粗煤气，经煤气预热器，加热至60—70℃与蒸氨来的95—97℃浓氨气合并进入硫铵饱和器上段的喷淋室。在此煤气分成两股沿饱和器内壁与内除酸器外壁的环行空间流动，并与喷洒的循环母液逆向接触，煤气与母液充分接触，使其中的氨被母液中的硫酸所吸收，生成硫酸铵，然后煤气合并成一股，沿原切线方向进入饱和器内的除酸器，分离煤气中夹带的酸雾后被送往洗脱苯工段。在饱和器下部取结晶室上部的母液，用母液循环泵连续抽至上段喷淋室。饱和器母液中不断有硫铵晶核生成，且沿饱和器内的中心管道进入下段的结晶室，在此，大循环量母液的搅动，晶核逐渐长大成大颗粒结晶沉积在结晶室底部。用结晶泵将其连同一部分母液送至结晶槽，在此分离的硫铵结晶及少量母液排放到离心机内进行离心分离，滤除母液，并用热水洗涤结晶，离心分离出的母液与结晶槽溢流出来的母液一同自流回硫铵饱和器。从饱和器满流口引出的母液，经加酸后，由水封槽溢流至满流槽。满流槽内母液通过小母液泵，抽送至饱和器喷淋室，经喷嘴喷洒吸收煤气中的氨，母液落至喷淋室下部的母液中，经满流口循环使用，母液贮槽的母液通过小母液泵补入饱和器。

从离心机分离出来的硫铵结晶，由螺旋输送机送至沸腾干燥器，经热空气干燥后，进入硫铵贮斗，然后称量包装进入成品库。

沸腾干燥器用的热空气是由送风机从室外吸入，空气经热风器，用低压蒸汽加热后送入，沸腾干燥器排出的热空气经旋风除尘器捕集夹带的细粒硫铵结晶后，由排风机抽送至湿式除尘器，进行再除尘，最后排入大气。从罐区来的硫酸进入硫酸高位槽，经控制机构自流入饱和器的满流管，调节饱和器内溶液的酸度。硫酸高位槽溢流出的硫酸，进入硫酸贮槽，当硫酸贮槽内的硫酸到一定量时，用硫酸泵送回硫酸高位槽作补充。

硫铵饱和器是周期性的连续操作设备。应定期加酸补水，当用水冲洗饱和器时，所形成的大量母液从饱和器满流口溢出，通过插入液封内的满流管流入满流槽，再经满流槽满流至母液贮槽，暂时贮存。满流槽和母液槽液面上的酸焦油可用人工捞出。而在每次大加酸后的正常生产过程中，又将所贮存的母液用母液泵送回饱和器作补充。此外，母液贮槽还可供饱和器检修、停工时，贮存饱和器内的母液用。2.7 工艺指标：

2.7.1离心机润滑油液面不低于视镜2/3。2.7.2离心机推料次数在40次/分。2.7.3硫铵游离酸量不大于≤0.03%。

2.7.4离心机油箱油温不大于35℃，每月分析一次油质。2.7.5离心机油压系统工作油压不大于2Mpa。

2.7.6离心机开车晶比控制在30%，离心机停车晶比10%。2.7.7离心机最大处理能力：3－5T/h

转速：700-900r/min 2.7.8离心机加料均匀，操作时连续水洗，未开油泵不能启动，未停车不得停油泵。2.7.9干燥器入口风温：120--140℃。2.7.10干燥后硫铵含水<0.2%。

2.7.11进料前,后室温度不低于：80℃。2.7.12生产过程中,后室温不低于50℃。

2.7.13沸腾干燥器前室压力为3.2—4.2kpa，沸腾干燥器后室压力为2.5—3.5kpa。2.7.14风机轴承温度不大于60℃。2.7.15各种电机温升不大于45℃。2.7.16旋风除尘器阻力：≤1500pa。2.7.17硫铵的质量标准：

优等品：白色结晶；无可见机械杂质；氮含量＞21%（干基）；水份＜0.2%；

游离酸含量≤0.03%；金属含量Fe≤0.007%；As≤0.00005%； 重金属＜0.005%；

一等品：无可见机械杂质；氮含量＞21%；水份＜0.3%；H2SO4≤0.05%； 湿式除尘器阻力＜2000pa（全压）

4.洗脱苯工段

3.1 洗苯工艺流程：

来自硫铵工段的粗煤气，经终冷塔（T42201）上段的循环水和下段的制冷水冷却后，将煤气由45-55℃降到25-27℃，后由洗苯塔（T42202）底入塔。自下而上与塔顶喷淋的循环洗油逆流接触，煤气中的苯族烃被循环洗油吸收，经过塔的捕雾段除去雾滴后，离开洗苯塔，送到脱硫工段。

3.2 脱苯工艺流程

洗苯塔底富油由贫富油泵加压后送至轻苯冷凝冷却器（E42201）与脱苯塔（T42203）顶出来的轻苯蒸汽换热，将富油加热到60℃左右，然后至油油换热器（E42203A－D），与脱苯塔(T42203)底出来的热贫油换热，由60℃升到110℃,最后进入管式炉（F42201）被加热至180℃左右，进入脱苯塔（T42203），从脱苯塔塔（T42203）顶蒸出的轻苯、水蒸汽混合物进入轻苯冷凝器冷却器，先与冷富油换热后，被16℃制冷水冷却至30℃左右，然后进入轻苯油水分离器，进行轻苯与水的分离。轻苯入回流槽，部分轻苯经轻苯回流泵（P42203A.B）送至脱苯塔（T42203）塔顶作回流，其余部分流入轻苯贮槽（V42202A、B），轻苯由轻苯输送泵(P42202A.B.C)送往罐区；分离出的油水混合物入控制分离器，在此分离出的洗油至地下放空槽，并由地下放空槽液下泵送入贫油槽，分离出的水去冷凝液贮槽。

脱苯后的热贫油从脱苯塔(T42203)底流出，自流入油油换热器(E42203A-D)与富油换热，使温度降至120℃左右,入贫油槽并由贫富油泵加(P42201)压送至一段贫油冷却器(T42202A、B)，和二段贫油冷却器(E42205A.B)，分别被30℃循环水和16℃制冷水冷却至约27℃，送洗苯塔喷淋洗涤煤气。

来自油品库区的新洗油进入贫油槽(V42201)，作为循环洗油的补充。约0.5MPa（表）蒸汽被管式加热炉(F42201)加热至400℃左右，部分作为洗油再生器(E42202)的热源，另一部分直接进脱苯塔(T42203)底作为其热源，管式加热炉(F42201)所需燃料由洗苯后的煤气经煤气过滤（X42201）过滤后供给。在洗苯、脱苯的操作过程中，循环洗油的质量逐渐恶化，为保证洗油质量，由洗油再生器(E42202)将部分贫油再生，用过热蒸汽加热，蒸出的油气进入脱苯塔(T42203)，残渣排入残油池定期送往煤场。由终冷塔（T42201）冷凝所得的冷凝液由冷凝液输送泵（P42204A.B）送至冷鼓工段机械化澄清槽。

3.3主要工艺技术指标

3.3.1 洗苯岗位工艺指标： 3.3.1.1新洗油质量特性指标：

指标名称

指标

密度ρ（kg/cm3）

1.04—1.07g/ml

230℃前馏出量（容积%）

≤3

300℃前馏出量（容积%）

≥90

含酚（%）

≤0.5

含萘（%）

≤13

含水（容积%）

≤1.0

粘度E50

≤1.5

15℃结晶物

无 3.3.1.2循环洗油质量特性指标：

指标名称

指标

密度ρ

≤1.07g/m3 粘度E50

≤1.5оE 230℃前馏出量

≤10 270℃前馏出量

≥60% 300℃前馏出量

≥85 水份%

≧0.5 含萘%

≧1 含酚%

≧0.5 3.3.1.3终冷塔出口煤气温度保持在25—27℃ 3.3.1.4终冷塔阻力：≤1kpa 3.3.1.5洗苯塔阻力：＜1.0kpa 3.3.1.6进终冷塔上段的循环水温度：32℃

3.3.1.7进终冷塔下段的制冷水的温度：16℃

出口：23℃ 3.3.1.8洗苯塔后煤气含苯≤3－5g/m3 3.3.1.9入洗苯塔贫油温度：（冬季）比煤气温度稍高4－7℃（夏季）比煤气温度稍高2—4℃ 3.3.1.10贫油含苯量：≤0.3% 3.3.1.11洗苯塔底富油含苯：1.3—2.5% 3.3.1.12各泵轴承温度：≤65℃ 3.3.1.13各电机温升不超过45℃

3.3.2 脱苯工艺指标：

3.3.2.1出轻苯冷却器富油温度：50—60℃ 3.3.2.2出油油换热器的富油温度：～110℃ 3.3.2.3管式炉的富油温度：180℃—190℃

3.3.2.4贫富油一段换热器后富油温度：110℃左右 3.3.2.5贫富油二段换热器后富油温度：90℃ 3.3.2.6脱苯塔顶部温度：79—80℃ 3.3.2.7富油含水：＜1% 3.3.2.8脱苯塔底部油温度：≥175℃ 3.3.2.9再生器顶部温度：≥180℃

3.3.2.10一段油油冷却器后贫油温度：120℃—130℃

二段油油冷却器后贫油温度：100℃－110℃ 3.3.2.11一段贫油冷却器后贫油温度：40—50℃

二段贫油冷却器后贫油温度：27—31℃ 3.3.2.12再生器底部温度：≦180℃

3.3.2.13入再生器过热蒸汽温度：～400℃ 3.3.2.14管式炉对流段温度：450℃ 3.3.2.15轻苯冷凝冷却后富油温：60℃ 3.3.2.16富油泵出口压力：＜0.8MPa 3.3.2.17贫油泵出口压力：＜0.6MPa-0.7MPa 3.3.2.18回流泵出口压力：＜0.5MPa 3.3.2.19脱苯塔底部压力：＜20-35kpa 3.3.2.20脱苯塔顶部压力：＜4kpa 3.3.2.21再生器底顶压力：＜30kpa 3.3.2.22低压蒸汽压力：0.5MPa 3.3.2.23入管式炉煤气压力：≥2kpa 3.3.2.24烟囱废气温度：＜300℃ 3.2.2.25烟囱吸力：-30～-60pa 3.3.2.26脱苯塔回流比：4—5 3.3.2.27再生洗油量：1—2% 3.3.2.28洗油消耗量＜60kg/Ton轻苯

3.3.2.29管式炉煤气消耗量：≤450—550m3/Ton苯 3.3.2.30脱苯塔直接汽消耗量：1－2.0Ton/Ton苯 3.3.2.31再生残渣300前馏出量：≧30% 3.3.2.32各泵轴承温升≧45℃

3.3.2.33各泵电机轴承温升不超过45℃，包括室温在内不超过75℃。3.3.2.34重、轻苯质量标准 名称 外 观 密度（20℃）馏

程 水分 轻苯 黄色透明液体 0.870～0.880 馏出（容积）96％ 150℃前 见不溶解的水 重苯

初馏点≥150℃ 200℃前馏出量≥35％ ≤0.5％

室温下目测无可5.脱硫工段

来自洗脱苯工段的煤气，先进入湍球脱硫塔（T82501）下部与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触，洗涤塔内聚丙烯小球不断湍动从而增大接触面积，提高脱硫效率，而后依次串联进入填料脱硫塔（T82502A.B）下部，与塔顶喷淋下来的脱硫液逆流接触洗涤后，使煤气中硫含量降至0.02g/Nm3，煤气经捕雾段除去雾滴后送到气柜。从湍球塔中吸收了H2S和HCN的脱硫液经湍球塔液封槽（V82501）至溶液循环槽（V82507），同时加入Na2CO3溶液和催化剂PDS-600,用溶液循环泵（P82501A.B）抽送至再生塔（T82503A），经溶液与空压站送来的压缩空气并流，再生后从再生塔上部返回湍球塔（T82501）顶部喷洒脱硫,如此循环使用.来自再生塔（T82503B）脱硫溶液分别进入脱硫塔（T82502AB）吸收了H2S和HCN的脱硫液经脱硫塔A、B液封槽（V82502A、B）流至半贫液槽（V82505）和富液槽（V82506），补充Na2CO3溶液催化剂溶液后，经半贫液泵（P82502.C）和富液泵（P82502A）加压后入再生塔（T82503B）与空压站送来的压缩空气并流入塔，再生后的富液从塔上部返回脱硫塔（T82502A、B）顶部喷洒，如此循环使用。半贫液泵（P82502.B）为备用泵。若溶液温度低时，去再生的溶液中的部分溶液可进溶液加热器（E82501A.B.C）进行加热，混合后，进再生塔，溶液加热器（P82501B）为两个再生系统共同备用。在夏季溶液加热器（E82501A.B.C）改为制冷水冷却溶液。

再生塔内产生的硫泡沫，则由再生塔顶部扩大部分自流入硫泡沫槽（V82508），为防止硫泡沫沉淀，槽内搅拌机要连续运转，再由硫泡沫泵（P82503A.B）加压后送入板框压滤机（X82501A.B）。由板框压滤机压滤成硫滤饼，板框压滤机排出的清液进入溶液缓冲槽（V82509），经缓冲槽液下泵（P82504）加压送回溶液循环槽（V82507）或半贫液槽（V82505）。催化剂的配置：在生产过程中需要及时补充催化剂，催化剂每班配制一次，配料容器为催化剂贮槽（V82503）。先加入软水再加入复合催化剂搅拌使其溶解。均匀加入半贫液槽（V82505）和溶液循环槽中。

碳酸钠溶液的配置：每班接班后加碱工将溶液循环槽或半贫液槽内的脱硫液，放至加碱槽，将液位控制在70％左右，开启搅拌机，然后开启提升机，最后根据碳酸钠浓度确定加碱数量。

脱硫岗位技术指标：

4.1入脱硫塔煤气温度：30—35℃； 4.2入脱硫塔脱硫液温度：35—40℃； 4.3脱硫塔阻力＜1000Pa；

4.4焦炉煤气入口温度低于溶液温度3—10℃； 4.5溶液循环槽温度：35—40℃；

4.6所有泵、电机、轴承温度≤65℃，温升≧45℃； 4.7进再生塔空气压力：≥0.5Mpa； 4.8溶液循环泵出口压力：≥0.7Mpa 4.9出工段H2S含量：≤20mg/NM3； 4.10溶液中的PH值：8.4—9.0；

4.11溶液循环槽、半贫液槽及富液槽液位保持在1/2以上；硫泡沫槽液位在满流管以下。4.12地下加碱槽液位不超过3/4；

参数化工艺 第3篇

关键词：词典参数理论，术语词典参数

中图分类号：H083；N04 文献标识码：A 文章编号：1673-8578（2015）04-0005-06

一 词典编纂参数化理论产生的基础

词典类型问题一直是词典学理论的核心。词典学中一切理论问题的研究均难回避这一核心问题。真正意义上的词典编纂实践也应首先从确定词典类型开始。值得注意的是，学者谢尔巴（几B.IIIepбa）院士在其词典学理论奠基之作中同时对术语词典编纂提出了自己的看法。他写道：“最后需要强调的是，技术词典理论的状况丝毫也不比其他词典理论强，甚至是要差，因为多数人都认为，这里不需要任何理论，只要是一个工程人员就能弄清其中的问题。”他在《词典学一般理论初探》一文中，将词典类型划分出6个对立面：（1）学院型词典和查考型词典；（2）百科词典和普通词典；（3）大全型词典和一般词典（详解词典或翻译词典）；（4）一般词典（详解词典或翻译词典）和概念词典；（5）详解词典和翻译词典；（6）非历史型词典和历史型词典。

谢尔巴提出的6个对立面词典分类理论在很长一段时期有着广泛的支持者。然而，在他的分类体系中，却找不到术语词典或专业词汇词典。或许谢尔巴院士当时误把术语词典与百科词典混为一谈，似乎也不是没有可能，尽管该学者对技术词典编纂一直比较重视。

继谢尔巴之后，比较有影响的是蔡文（A.M.ВНН）的词典分类模式。它是由8个按不同区分特征确定的二分法的分类表组成，如表1所示。具有涵盖面更广的区别功能。对词典的类型列举也是比较全面的。但这种二分法局限性同样是比较明显的。比如，仅仅指出了词典类型，却没有指出每一类型词典具体的区分特征。

俄罗斯的另一位语言学家格罗杰茨基（B.10.енкп й）将词典的分类特征做了新的归纳，从整体上提m词典编纂的20项内容，几乎都以问题的形式很醒目地罗列出来，具体有：

1.词典只反映描写单位的形式信息还是也反映其语义信息；2.词典反映语言哪一层面的信息总汇：3.词典是规范性的还是描写性的：4.词典包括怎样的时限：5.词典反映的是言语的总貌还是某一社会地域的亚语言；6.语言（亚语言）词汇的收入幅度；7.对描写的语言单位提供哪些语法信息；8.采用哪些修辞标注；9.词典使用哪种类型的释义方法；10.是否收入百科信息：11.是否解释描写单位的理据性；12.在多大程度上考虑语义关系；13.是否在语境中展现描写单位；14.是否指出描写单位的产生历史；15.是否标明描写单位及其意义的数量特征；16.描写单位的排列次序是怎样的，是按形式原则（如按字母表顺序）还是按语义原则；17.词典是否有索引；18.是否提供所谓元语言学信息；19.是否将描写单位及其意义与亲属语言做对比；20.是否将非亲属语言材料作类型学的比较。

按照上面20个方面考量任何一部词典，可以比较清晰地判定词典侧重描写语言单位的倾向，确定词典的性质和类型。尤为重要的是，格氏提m的词典编纂的20个方面，能够帮助词典编者在开始词典编纂工作之前对词典的编纂进行设计，对所要描写的语言单位从哪些方面进行处理做出周密的安排。上述分类的不足之处是可操作性不强。

正是在对词典类型问题的探讨过程中，一些著名的语言学家都曾寄希望于编纂一部大全型（ thesaurus）词典（Д. B.谢尔巴）或“完备型词典”（J.卡萨雷斯）。这种词典的特点是“某种语言从开始诞生起在成长和发展过程中不断形成的一切语言现象的综合。实际上，早在20世纪40年代，谢尔巴院士在其发表的《论语言现象的三个层面及语言学研究实验》一文中就已经明确提m，复杂的语言现象包括3个层面：言语活动、语言系统和语料。正是在这篇文章中，他首次表述了语言学描写一体化的想法。他写道：“一部编得好的词典和语法书应该穷尽某种语言的全部知识。我们当然离这个理想境界还相去甚远，但是，我认为，词典和语法书的优点如何，应该用借助它们能否在现实生活中的任何场合构造出各种正确的语句以及能否完全理解用该语言所说的话语来衡量。然而，这一高屋建瓴的见解并没有以术语的形式得到体现，也没有一体化描写的实例作为支撑。由于上述两个原因，该提法既没有对语言学思想，也没有对语言学描写实践产生较大影响。稍晚时候，莫斯科语义学派基于这一想法提出了语言描写一体化理论。在词典学领域，这一理论体现在编纂多功能词典的理论和实践上。20世纪80年代初，俄罗斯语言学家卡拉乌洛夫（юн.карлчлов）还提出了一个“词典编纂参数化”（лекснкографнческая параметриэация）问题。与谢尔巴的6个对立面及其他学者的分类相比，这些分类标准更加深入、细致，可谓面面俱到。

二 词典编纂参数化理论的主要内容

什么是词典编纂参教化？卡拉乌洛夫解释说：“通常的理解是：把现代语言科学研究的各种成果（最好是所有的成果），用词典形式体现出来，即语言学描写词典化。词典编纂参数化理论可以用来编纂多功能词典。尽管很多学者都承认，编纂这样一部“再现整个标准语全貌的包罗万象的词典”只是一种理想。因为在收词上无一遗漏，在内容上无所不包，在实践上和理论上都有矛盾，这种矛盾中就包含了与词典体系和词典编纂系列化的矛盾。但是，编写一部广大读者普遍需要的多功能的（卡拉乌洛夫称之为“各种参数优化结合的”）综合型词典却是可能的，而且是现代词典学的一种发展趋势。单一参数词典（如某一种单科性语文词典）由于功能只局限于某一方面，并不代表现代词典学发展的大方向，尽管它们是不可缺少的。词典编纂参数化思想是编纂多功能词典的一个理论基础。功能多元化的词典，实质上是义用兼顾的积极型词典，要尽量提供有针对性的，实用的语文信息，包括词汇——语义信息、词的变体信息、相关词语信息、语法信息、语用信息、文化背景信息等等。当然，由于词典规模与对象不同，可分为基本信息和补充信息（或“必选参数”和“任选参数”）两种。endprint

卡拉乌洛夫把词典的参数看作是语言结构的某种信息量子。如果有需要，用户可能对某个量子有特殊的兴趣，一个量子通常与其他量子组合使用，在词典中以独特的方式表现出来，换句话说，这是词典呈现语言结构特征的特殊方式。词典编纂的参数大体上可以看作是在词典编纂中对某一个结构要素或语言的功能现象以及语言外相关信息进行诠释的一种方法。一部理想的词典应该是某些量子的最优化组合。

卡拉乌洛夫在《论当代词典编纂中的一个趋势》一文中，首次较全面地列举出词典的编纂参数，达67个之多，其中包括语言参数、词目参数、年代参数、数量参数、拼写法参数、词长参数、重音参数、性参数、数参数、动词的体参数、及物性参数、变位参数、时间参数、词的形态切分参数、构词参数、地域参数、组合参数、配例参数、修辞（语体）参数、借词参数、同义词参数、联想参数、文献参数等。

在此之后，词典编纂参数的提法和理念在语言学界，尤其是词典研究领域被广泛使用，并对其做出各种归纳，对该理论的认识也在不断加深。斯科.利娅列夫斯卡娅（г.н.скляревская）试图对把词典编纂的各个参数进行归类，力图使该理论的表述更加紧凑。她认为，把词典的诸参数分成理论参数（指导思想参数）和经验参数（实用参数）在理论上是说得通的，在方法上也是有据可循的。她把词典的分类特征及其在词典体系中的地位归为理论参数。理论参数反映词典的指导思想，即词典的精髓；经验参数包括词典针对的对象，文本的年代界限、收词的依据、体例的规定、材料来源、词典结构、语义信息量、功能和修辞评价、配例的原则等，是理论参数的体现，受理论参数制约，形成词典的文本，是词典的血肉。

三 词典编纂参数化理论与术语词典的参数问题

术语编纂学是词典学的一个分支学科，它同术语学有着千丝万缕的联系。术语词典学中的诸多问题，如同义、同音、多义术语的界定、术语意义的厘定、对应外来词语的选取等一系列问题通常都是在术语学框架内解决的。正因为如此，大多术语学家把术语学看作是术语编纂学的理论基础，也有人把它看作是术语学的一个分支学科。然而，近些年来，术语编纂学本身的问题范围已经确定，因此，很多情况下甚至可以把它看成一个独立的学科领域，是词典学和术语学的一个交叉学科，有人把术语编纂学的这种身份形象地比作“一仆侍二主”，这似乎也不无道理。

近些年来，词典编纂参数理论被越来越广泛地运用于术语词典编纂理论研究与实践活动当中。这个理论在俄罗斯似乎更有“市场”。术语学家格里尼奥夫（с.в.гринёв-гринёвйч）在他撰写的专著及教材的多处地方提及词典编纂参数及参数化。他认为：“对词典编纂参数最为一般的理解是，它是词典编纂对语言的某一结构成分或功能现象及其语言外相关因素的阐释方法。”

词典参数在词典学理论研究中得到不断的细化。依托词典编纂参数化理论，格里尼奥夫对前人词典的分类进行了高度概括。他认为：多数词典编纂参数传统上是从一般词典编纂中脱颖而出的。如谢尔巴划分出规范性、语言词汇描写的穷尽性、词的排序（按字母或类义）、词典的用途（详解或是翻译）、时间定位（历史词典与非历史词典）。兹古斯塔又补充了如下参数：对词汇层和词源的定位、选取所描写的单位和描写的层次以及词典的篇幅。稍后在此基础上又添加了一些参数，如主题定位（多学科、单一学科及狭窄专业学科）、用户群定位、选取所描写单位的原则等。

事实上，只有充分考虑到决定词典结构的所有元素，才能对一部词典的结构做出准确的评价。格里尼奥夫把术语词典编纂的所有参数归为三个大类：编写意图参数、宏观结构参数和微观结构参数。每一组参数包括一系列元素构成的集合。这些集合中，首先要考虑的就是词典的编写意图参数集合。图1列出术语词典编写意图元素集合。术语词典编写意图参数是术语词典编纂的外部参数，同时也是术语词典分类的基础。词典的类型首先通过上面指出的这套参数进行描写。外部参数的描写顺序体现着各个参数之间的制约的倾向性，实现各个参数的相互牵制性，因此，也体现着在编写词典时选取各个参数的最有效的顺序。比如，用途的选择决定着词典的读者范围以及词典的题材取向，而选择词典的功能取决于学科取向、词典的用途及描写的层面，选择词典的篇幅取决于学科和读者取向及词典的用途和功能，而上述各项因素决定着词典词表如何筛选词汇单位。因此在编写和评价术语词典时遵循这个顺序是比较合理的。

术语词典的宏观结构参数包括：词典中词目的排列原则、词典主体部分的组成、术语词组和多义术语的处理方法等。

术语词典的微观结构参数有：词条内部词典编纂信息单位的选择、编排和体例。这些参数可以分为以下9组：

（1）录人参数：录入信息，某一具体词汇单位信息录入的条件，包括录入号码、录入日期、词目信息的来源、录入者信息等。这组信息中，多数并非直接体现在词典中，而是存在于卡片上，主要是供在必要的情况下核对一些信息的真伪。

（2）形式参数：条目词（所描写的术语）的形式特征信息，包括条目词的写法、发音、重音、音节划分、移行规则、各类语法信息（形态信息和句构信息等）。

（3）词源参数：条目词出现的时间、源出语、中介语及构造方法和模式等，是对术语形成和发展阶段的说明。

（4）限定参数：术语单位属于某一词层、语体、题材、地域及使用场合等信息。这类信息往往通过一系列标注手段来实现。

（5）诠释参数：词典中对术语意义进行诠释、解释的各种方法，包括科学定义、词语释义、参见定义、图解、上下文定义、百科定义等。

（6）联想参数：某一术语与其他术语在形式和语义上引发联想的联系参数，包括词目语义环境信息、词目的对应词、有联想关系的术语、意义相关的术语以及同音异义术语等.

（7）语用参数：术语使用特征信息，指出术语的年代、使用的地域、规范程度及在言语中的语用特征（术语的普及程度、新旧程度等）。endprint

（8）配例参数：对术语使用特征加以说明的语词或图表手段，这组参数与诠释参数联系极为密切，是对诠释参数的补充，也是术语释义过程的延伸。

（9）微词条参数：对术语词条信息的安排及包装，通常使用一系列词典编纂符号、字体、字号等。

研究各个参数之间的关系告诉我们，其中的一些参数可能影响另一些参数特征的体现。因此，可以选择这样一个参数的先后顺序，以便选取前一个参数可以为比较有效地解决后面的参数设下伏笔。此外，可以厘定一些决定词典类型特征的参数。

四 词典参数化理论对中国术语词典编纂的启示

词典参数化理论是词典类型学研究的延伸。词典类型的研究有助于国家有关部门制定m版规划，填补某些空白，避免因选题重复、内容雷同而浪费人力、财力。毋庸讳言，目前中国的词典出版事业基本上仍处于受市场经济支配的无序状态。市场上术语词典的种类可谓五花八门。这些术语词典是科学技术发展不同时期的产物，为读者阅读科技文献、生成科技语篇、提供科技信息服务等多方面发挥了应有的作用。然而，在阅读和使用各类术语词典的时候，我们也会发现很多问题，如各类科技词典的学科定位并不十分明确，综合类术语词典居多；对词典中编纂参数的处理存在很多不尽合理之处：对词目释义不规范、不准确，一些双语或多语术语词典提供的译语对应词错误较多；很多术语词典编写体例不统一等。

设计和编纂任何一部词典，也包括术语词典，都应该有切实可行的词典编纂理论和原则作为指导。从传统词典编纂的角度上看，词典编纂的实践通常先于词典编纂理论研究。词典学理论发展的相对滞后导致了在相当长的一段时期内词典的编纂缺乏相应的理论依据作为指导，从而形成了无需具备任何专业知识，只需要“剪刀加浆糊”，就可以编纂词典的不正常局面，也使得词典编者落下了“辞书匠”的鄙称。很显然，剪刀加浆糊的“编纂T艺”造成了大量低质量词典产品的出现：部分同类词典内容大同小异，一部词典中存在的问题同样被带入另一部词典，词典编纂技术含量不高、创新之处不多，也造成一些人对词典编纂乃至词典学存在某些误解。实际上，词典编纂是需要有指导性的理论依据、有针对性的设计原则，并经过词典编者的辛勤劳动才能完成的。在术语词典编纂中，目前，研编词典，尤其是创建术语数据库和术语网络平台已经是大势所趋，因其技术含量较高、有新意、面向更广泛用户，得到学者们和使用者广泛支持。词典编纂呼唤创新，理论研究更期待有新的突破。

全国科学技术名词审定委员会（以下简称“全国科技名词委”）十分注重科技名词工作形式与方式上的开拓与创新，在加强术语数据库和网络建设，完善数据库和网站功能方面做出了很大努力并取得成效。2002年初建成术语数据库，提高了审定工作的效率。2003年，全国科技名词委网站正式开始运行，2014年新版网站上线。网站提供已公布科技名词的免费查询，是全国科技名词委在因特网上的宣传和服务的平台之一。该数据库可看作是双语数据库，主要包括汉、英两种语言。

从查询结果页面上看，该数据库大体包括如下参数：录人参数、外语对应词参数、所选题材（学科及子学科参数）等。白2014年新版网站上线以来，该数据库又增加了一个重要的参数，即术语的定义参数，因为在很多术语词典及术语数据库中，为术语所称名的概念提供定义是必选参数。除了以上这些参数以外，该数据库还可以适当收入一些供选择参数，如词源参数、术语的时间和空间参数，即某一个术语是何时出现，在哪些国家和地区使用较广等信息。

五、结语

基于特征的零件工艺参数化变型设计 第4篇

工艺设计作为连接产品设计与制造的桥梁,由于其自身的复杂性和不确定性,一直是CAPP (Computer Aided Process Planning)难以解决的问题。开发一套具有较强使用性的CAPP系统,不仅要考虑企业的产品特点、生产技术水平、加工设备和条件等,而且还应该对已有工艺经验和数据进行充分利用,摆脱工艺设计对工艺人员经验的依赖[1]。所以,实现计算机根据产品信息自动生成合理的加工工艺有一定的困难。

调查研究显示,很多企业的系列化产品的相似度比较高,总的来说,在机械产品的实际设计中,将近70%~80%的产品是重复利用过去的零件设计或对已有零件进行变型设计,只有约20%的零件是完全新设计出来的[2]。零件的结构或特征具有相似性,则意味着零件的加工工艺也具有相似性[3],基于这种特点,在零件的特征发生变化的情况下,将参数化技术运用到工艺变型的设计过程中,很多问题就会得到解决。

1 参数化变型设计

参数化变型设计是利用参数化技术,对模板的参数进行调整,以设计要求的主参数为自变量,非关键参数为函数值的一种驱动机制。不仅包括通过对主特征驱动尺寸的修改实现三维模型的变型设计,还包括工程图的自动调整,以及零件的工艺规程规划的参数化变型设计[4]。

1.1 基于特征的零件参数化变型设计

在机械设计制造中,特征驱动是指零件几何形状结构特征或者非几何特征参数变化引起零件的结构、功能及其制造工艺的变化。通常情况下,零件是由一些特征通过某些关系组合的,把对零件的最终结构和功能起决定性的特征规定为主特征,通过修改主特征的参数来实现零件的变型设计,零件上其他的特征的改变都是通过主特征或者约束关系确定的[5]。

1.2 基于特征的工艺参数化变型设计

基于特征的零件工艺参数化变型设计是将已经完成的工艺设计由变量表示,其中,主特征为主参数,生成参数化工艺设计模板,并将其记录在工艺模板数据库中;在设计新零件的工艺时,按照用户的具体需要,通过修改相应的变量来实现工艺的变型设计。

工艺变型的实质是在三维CAD软件和加工特征工艺模板库的协助下一系列参数化的集合。为了实现零件工艺的变型,必须对加工工艺路线和工序卡片进行变型,工艺路线的变型是对零件加工过程的工序进行增加、修改或删除,而工序卡片的变型是对零件尺寸的改变、文字和数字信息的变化,以及加工所需要的刀具和装备的重新选择。

如图1所示,零件的变型是工艺变型的基础,零件工艺变型设计是通过零件参数的变化来驱动工艺参数的。所以,分别建立零件参数表和工艺参数表,工艺参数表中的参数是从加工工艺路线和工序卡片中提取出来的,能够完整的表达零件加工的全部特性,并且与零件的三维模型保持相关联。如此,当零件的三维模型发生变型时,零件参数表会驱动工艺参数表发生变化,而工艺参数表可以驱动工艺变型实现快速工艺变型设计。

2 工艺变型设计流程

基于特征的零件工艺参数化变型设计包括整体设计和详细设计两个阶段,如图2所示。在整体设计阶段,系统根据设计需求与数据库中的工艺模板进行比较,判断是否存在与该零件工艺相似的工艺,如果有就借用,否则,需要对零件进行重新设计。

如果借用典型工艺模板,则进行详细设计:系统根据交互界面输入的信息,完成零件三维模型变型,并自动提取零件参数,完成工艺模型的驱动,并提取每道工艺路线中包含的尺寸信息和特征信息,最后在自动生成工序简图以及工艺卡片,如果符合要求,则输出工艺文件,并把零件模型及工艺参数加入实例库,作为新的实例。如果不符合要求,对工艺进行重新设计。

2.1 制定工艺参数化模板

工艺的最后形式是以工艺卡片表现的,新零件的工艺生成是在可编辑的已有工艺模板上完成的,支持变型的工艺参数化模板如图3所示,工艺模板的参数化依靠数据库中的数据参数传递。当零件的信息发生变化时,引起工艺数据库变化,数据库中单元索引表的字段与工艺模板中单元格的参数内容相关联,数据库会把该信息准确无误的传递给工艺模板,从而实现工艺变型。

2.2 三维模型的变型设计

零件三维模型的变型是工艺变型的基础,实现零件的变型同时也生成新零件的工程图,再对工程图进行修改,就可以实现工序简图的自动生成。

2.3 工艺路线的变型设计

工艺路线指利用所有的加工资源设计出从毛坯到零件的详细加工过程,当对零件进行变型设计时,其工艺路线也会随之改变。加工工艺路线的变型设计主要包括两类:1)当零件模型尺寸变型时,工艺路线或工序中工步数值型参数的变化;2)当零件模型结构变型时,工艺路线中工序的内容需要修改、增加、删除。

2.4 工序简图的变型设计

工艺变型设计过程中最重要同时也是最繁琐的就是工序简图的变型,基于特征的工艺变型省去了重新画工序简图的步骤,而是利用工程图生成工序简图[6]。工程图会根据零件的变型驱动发生相应的变化,可能会出现视图比例不合适、粗糙度信息的混乱等,需要对工程图进行调整,最后,对工程图进行属性修改或添加,就可以生成工序简图。

2.5 工艺卡片的变型设计

工艺卡片的变型过程如图4所示,模型的变化会引起工艺路线以及工序简图的变化,最终引起每一道工序和工艺模型的变型,工艺数据库会把改变的内容保存下来,替换原来的旧数据。工艺卡片的变型实质就是操作数据库、传递参数的过程,将工艺卡片的数据结构提前在数据库中设置好,这些结构中的内容会随着参数的驱动显示不同内容,就会呈现不同的工艺卡片,从而实现了工艺卡片的变型。

3 应用实例

以某企业的板类零件为研究对象,零件的三维模型如图5所示。可以看出,零件的主要加工特征是孔和平面,加工该零件主要是在铣床上进行,孔的常用加工方法有钻、扩、铰、镗、磨,根据企业的要求选择不同的加工方式,可以加工出不同精度的孔。

1)零件信息输入。当对零件进行工艺设计时,系统会根据用户提交的数据判断零件的类型(平板件、长体件、方体件)。 当确定零件以后,需要对零件的加工单元进行参数设置,如图6所示,然后在实例库中检索是否存在此类型零件。

2)零件几何参数化。用户将零件的设计参数输入界面后,系统会根据输入的参数自动输出相应的零件模型,如果生成的零件不符合实际要求,需要对生成的零件进行修改才能完成零件模型的建立。零件模型完成以后,会将零件的主要参数保存在数据库中。

3)零件工艺路线参数化。当零件的尺寸或结构参数化驱动完成后,自动提取模型的各个参数,并根据工艺要求的精度等级和表面粗糙度等信息确定孔和平面的工艺路线,把工艺信息写入到数据库中,并更新对应的工艺卡片,实现零件模型、数据库和工艺卡片的统一性与同步更新,弹出工艺设计界面如图7所示,用户还可根据需要添加,修改或删除工序。

4)自动生成工艺卡片。工艺卡片中工序简图的自动生成和更新是通过对工程图进行属性修改或添加,替换工艺卡片中旧的工序简图实现的。最后,通过数据库参数对工艺卡片的其他信息进行更新。

所有的工序设计实现以后,系统会调用Excel接口程序,将工艺内容放到工艺卡片对应的位置生成文件存储到数据库中方便查看和下载。生成的新的工艺模型及信息会存储到相应位置作为新的模板扩充实例库,供下次检索时使用。

4 结束语

晴天地表太阳辐射的参数化 第5篇

晴天地表太阳辐射的参数化

讨论了晴天地表太阳总辐射和地表太阳净辐射瞬时值的参数化方法.首先利用辐射传输模式和中纬度夏季标准大气廓线,分谱带计算晴天各种大气条件下地表反射率取定值时的地表太阳总辐射,并把所得的结果作为标准资料,提出参数化方案.然后将地表反射率的影响作为误差项进行订正,从而得到各种地表反射率条件下的晴天地表太阳净辐射的计算方法.该方法的拟合精度较高,拟合值与辐射模式标准值的平均相对误差在0.3 %以下.该参数化公式可以用于大尺度数值模式中地表辐射平衡的`计算,以期达到地表辐射平衡计算与模式积分同步进行的目的.

作 者：李云艳 孙治安 曾宪宁 罗哲贤 LI Yun-yan SUN Zhi-an ZENG Xian-ning LUO Zhe-xian  作者单位：李云艳,曾宪宁,罗哲贤,LI Yun-yan,ZENG Xian-ning,LUO Zhe-xian(南京信息工程大学,大气科学学院,江苏,南京,210044)

孙治安,SUN Zhi-an(国家气象局研究所,澳大利亚,墨尔本,3001)

刊 名：南京气象学院学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF NANJING INSTITUTE OF METEOROLOGY 年，卷(期)： 30(4) 分类号：P422.1 关键词：晴天太阳总辐射   反射率   参数化  

参数化工艺 第6篇

关键词：Inventor；参数化设计；数据库；自动建模

1 概述

随着市场竞争的加剧，产品投放市场的速度要求也越来越高，从产品设计、虚拟仿真装配到最终工程图和BOM表，这一过程往往占据了整个产品设计生产周期的很大比例。而如今同一行业的产品设计，往往是在某一相似结构的产品上进行设计修改，修改其中几个关键的尺寸参数，就可以产生新零件的设计。

本文对Inventor零件参数化设计方法进行了深入研究，通过将设计参数存放于Excel文件中，利用Excel强大的数学计算能力并配以VBA编程，然后将Excel文件内嵌到Inventor中实现数据关联，最终实现利用Inventor强大的三维功能进行快速建模，以达到提高零件和产品设计效率之目的。

2 Inventor软件fx参数功能表

fx参数功能表是Inventor软件参数化设计的核心部分，它相当于Inventor数据存储和交互的一个容器，显示并定义模型的参数，从而达到对模型形态及运动状态的全参数控制。当修改任何一个参数功能表中的数值时，都可以改变三维模型的表现。

所以通常情况下可以选取零件的关键参数，并且在参数表中设置它们为用户参数，这样每当需要生成新的零件时，我们只需修改这些关键参数，Inventor就会自动计算数值和生成新的模型。但是在具体的应用过程中，还存在很多尚待解决的问题，例如：

①哪些参数不能随便修改；

②能修改参数的取值范围为多少；

③遇到用户参数比较多的零件，使用者是否知道从哪个参数入手进行修改等等。而这些问题用Inventor的fx参数功能表的现有功能是难以解决的。

我们利用Excel强大的数字处理能力并结合VBA编程，把Excel文件内嵌到fx参数功能表中从而有效解决这些问题。

3 内嵌Excel参数化设计实现流程

内嵌Excel参数化设计的过程如下。

3.1 建立通用的Excel电子表格。创建参数表格时，针对零件的几个需要修改的关键尺寸，要分别进行自定义命名，以便后期容易区分，这也是建立模型的依据，如图1所示。

3.2 创建基础零件模型。利用Inventor的3D模型功能（如拉伸，旋转等）等基本命令生成三维实体。在具体建模过程中，应确定合理的建模顺序和尽量考虑到与Excel数据链接的方便性和可行性。比如，如果零件有倒角特征，应采用拉伸-切除功能来实现，而不是直接使用Inventor自带的倒角命令。

3.3 对刚刚建立的Excel表格进行VBA编程，使之具有我们希望的数字处理功能，比如自动计算、锁定数值、非法输入警告等。

3.4 将调试好的Excel表格嵌入到Inventor fx参数功能表当中，并且确保零件模型的关键尺寸命名与Excel中的同一尺寸名称相同。

3.5 这样就可以允许用户在内嵌的Excel中输入设计数据和修改参数，而此参数又与Inventor相关联，从而快速准确的得到用户所需的新三维零件模型。

具体流程如图2所示。

4 开发实例

通过一个普通的导向零件，对如何运用内嵌Excel到Inventor中实现快速的零件参数化设计过程进行详细介绍。

4.1 零件实体建模

如圖3所示的导向块，中间导槽的宽度、深度和多个孔的大小都会根据实际通过产品的不同而进行改变。所以这里需要根据实际零件的外形特征，决定合理的建模顺序，使用正确的Inventor高效功能来创建特征对象。值得注意的是，后期与Excel数据表有联动关系的特征（如此处的导槽），应使此类特征的尺寸数量和完成的步骤尽可能少，特征结构尽可能简单，这样在将来的尺寸驱动时效率会更高，出现错误的几率也会降低。

4.2 建立Excel参数表

在Inventor中嵌入Excel表格实际上相当于一个小型的数据库被依附在零件文件中，所以在建立Excel参数表时，要做到关键参数明晰，需要修改的设计尺寸要尽可能排列在一起，这样可以为以后的编程带来方便。但值得注意的是，填写在Excel中的数据项可以按行或按列进行输入，不过还是必须按照正确的顺序，否则嵌入到Inventor fx参数表中后，软件会读取失败。所以，在这里还是建议从Excel的A1单元格开始输入数据，且自左向右按照如下顺序：参数名称、值或表达式、度量单位、备注等，如图4所示。

4.3 编写程序代码

现以图4为例，对创建好的Excel数据表格进行VBA编程，并且希望完成后的表格有如下功能：①灰色高亮显示可供修改的数据，其余数据全部锁定，不允许设计使用者进行数据输入；②填入新的参数后，在Excel中可以自动生成零件描述；③Excel中的零件描述可以自动更新到Inventor中。

要把内嵌Excel表格中的数据自动更新到Inventor中，这里需要用到Inventor自带的iLogic模块。iLogic是自Inventor2011被正式列为Inventor功能序列的，它实际上类似于一个简化功能版的Inventor API，可以用它进行简单的二次开发。关于iLogic的功能与使用在这里就不再叙述。

在iLogic编辑框中，输入如图5所示的代码，就会自动把如，零件描述、设计者姓名、设计时间等自动更新到Inventor中，在设计者生成二维图纸时这些信息都会被自动读取，设计者无须手动填入。

[图5 iLogic程序]

5 结束语

本文以Autodesk Inventor 2014为基础平台，通过将Excel内嵌到Inventor三维零件文件中，并基于VBA编程实现Inventor零件参数化设计，以一个简单导向零件为例介绍了零件参数设计实现流程，包括建立标准实体，创建和内嵌Excel数据库文件，以及利用Excel-VBA和Inventor自带的iLogic模块对数据库进行开发，经过调试和运行，达到了预期的目的和效果，使得内嵌数据库的Inventor在参数化、标准化、简单化方面都有了很大的提高。同时也给设计人员带来了极大的便利，大大提升了设计效率。

参考文献：

[1]李爱平，胡永亮，刘雪梅.基于Inventor的三维参数化部件库系统的开发方法[J].计算机工程与应用，2007，43（3）：84-86.

[2]叶晓乐，王毅刚.基于InventorAPI的家具三维造型设计[J].计算机工程与设计，2008，29（2）：496-499.

[3]Autodesk，Inc.AutodeskInventor2011进阶培训教程[M].北京：电子工业出版社，2011.

[4]杜峰坡，穆希辉.基于Inventor的三维实体造型设计[J].湖北汽车工业学院学报，2003，17（4）：8-10.

作者简介：

朱献悦（1984-），男，江苏苏州人，工程硕士，研究方向为虚拟装配，CAD/CAM技术。

SQL参数化查询详解 第7篇

关键词：SQL,参数化查询,参数,参数绑定,ADO,ADO.NET,ODBC

1 概述

大多数程序都会或多或少地使用SQL语句和数据库打交道。在程序代码中, SQL语句以字符串的形式存在, 如“SE-LECT column1, column2, …FROM table1 WHERE param_column1=value1 AND param_column2=‘value2’”。这个例子以数据列param_column1、param_column2的值分别为value1、value2作为过滤条件, 从数据表table1中查询column1、column2等数据列。其中param_column1为整数类型, param_column2为字符串类型。

很多时候, value1与value2的值在程序运行时才能确定, 这意味着SQL语句只能在程序运行中动态生成。不少开发人员喜欢采用字符串拼凑的方式生成SQL语句, 形如“SELECT column1, column2, …FROM table1 WHERE param_column1=”+int_to_str (int_value) +“AND param_column2=‘”+str_value+“’”。C程序员可能更倾向于选择格式化字符串的方式, 其中格式类似于“SELECT column1, column2, …FROM table1 WHERE param_column1=%d AND param_column2=‘%s’”, 在实际的值代替%后, SQL语句发送给数据库引擎。

从SQL执行的角度看, 字符串格式化与字符串拼凑并没有太大的差别。每次查询条件稍有变化, 都会向数据库提交不同的SQL语句。这些SQL语句之间虽然差别可能很小, 但查询引擎每次都得重新解析, 造成执行效率的降低。另外, 如果上面的例子中, 如果param_column1或param_column2是二进制类型的数据, 则要生成SQL语句, 显然很麻烦。更为重要的是, 这种生成SQL语句的方式存在安全隐患, 很容易导致SQL注入式攻击。又以上面的SQL语句为例, 如果攻击者为param_column2指定的值为“’OR‘’=‘” (不包含双引号) , 则得到的SQL语句为“SELECT column1, column2, …FROM table1 WHERE param_column1=value1 AND param_column2=‘’OR‘’=‘’”, 使WHERE子句形同虚设, table1中所有的记录都会查询出来。如果攻击者更缺德一点, 为param_column2指定的值为“’;DELETE FROM table1WHERE‘’=‘” (不包含双引号) , 则得到的SQL语句为“SELECT column1, column2, …FROM table1 WHERE param_column1=0 AND param_column2=‘’;DELETE FROM table1WHERE‘’=‘’”, 执行之后, 数据表table1就被清空了。

以上的问题都可以通过参数化查询解决。上面的SQL语句如果采用参数化查询的方式, 则表示为“SELECT column1, column2, …FROM table1 WHERE param_column1=?AND param_column2=?”。其中两个问号 (?) 是待定的数据列的值。在有些开发平台, 问号的地方可能用有指定标记的命名参数代替, 如“SELECT column1, column2, …FROM table1 WHERE param_column1=@param1 AND param_column2=@param2”。不管是问号还是命名参数, 咋一看都似乎与字符串格式化差不多。不过, 在参数化查询中, 程序直接把这个包含待定值的SQL语句提交给数据库, 由数据库引擎为之生成查询计划。之后, 程序以参数的方式提供这些值。数据库引擎把参数中的值应用到查询计划中, 然后执行查询结果。如果改变参数的值后再执行, 则得到不同的查询结果, 但SQL语句不需要重新提交, 查询计划也不需要重新生成, 参数的修改对查询计划没有影响。哪怕参数中包含精心设计的特殊字符, 也不会形成SQL注入式攻击。参数改变的次数越多, 则查询计划的重用性越高。

与程序设计语言中的函数或过程类似, SQL语句的参数也可以分为输入参数、输出参数及输入输出参数。其中输入参数最为常见。上面的查询例子中的两个参数都是输入参数。参数的类型可以是整数、浮点数、字符串乃至二进制数据。采用参数化查询, 可以很方便地导入二进制数据。

参数化查询得到各种主流编程语言和开发工具的广泛支持。下面分别介绍ADO、ADO.NET、ODBC这3种数据访问模型中的参数化查询方式。

2 ADO中的参数化查询

在ADO中, 查询的一般过程是创建Connection对象连接数据库, 再创建Command对象执行SQL语句或存储过程。如果SQL语句有返回数据, 则用Recordset对象接收, 然后以游标方式遍历Recordset中的每一行, 读取查询结果 (也可把整个Recordset保存到文件或数据流中) 。在一般场合, Command对象可以省略, 其职能由Connection对象和Recordset对象代替。不过如果采用参数化查询, 则少不了Command对象。该对象创建后, 先指定SQL语句 (或存储过程) , 然后创建SQL语句中待定的各个参数, 给参数赋值后再执行Command对象。

待定的参数用Parameter对象代表。在Parameter对象中, Name属性可设置或返回参数名称, Value属性可设置或返回参数值, Direction属性指示是输入参数、输出参数还是输入输出参数, Type属性定义参数的数据类型, 其他几个属性可设置或返回参数特性。

Command对象有一个Parameters属性, 它是Parameters集合类型, 其中包含SQL语句 (或存储过程) 的所有参数。在Parameters集合中, 可以通过名称或序号访问各个参数。通常用Command对象的CreateParameter方法创建每个Parameter对象, 再用Parameters集合的Append方法添加进来。Command对象还有一个布尔类型的Prepared属性, 该属性如果为True, 则表示该指令在第一次执行之前必须保存查询语句。

为了使大家对ADO中的参数化查询有更清晰的认识, 这里举一个例子。在这个例子中, 应用程序访问Access数据库。数据库路径为d:db.mdb, 里面的数据表table1包含两个数据列, 其中column1为数字类型, column2为文本类型。下面的代码向数据表依次插入“西施”、“昭君”、“貂蝉”3位古代美女, 然后查询插入的第二条记录, 如果执行成功, 会弹出对话框显示插入到表中的数据“昭君”。

上面的代码是用VB编写的。稍作修改, 就可以移植到ASP脚本中。这里也给出在VC中的等效代码:

如果程序中使用数据库存储过程, 则更应该使用参数化查询。很多数据库在使用存储过程时, 其OLEDB驱动程序能自动解析所需的参数, 根本不需要明确调用CreateParameter方法, 直接给对应的参数赋值即可执行。下面的例子中, 程序访问到本机MS SQL Server服务器的pubs数据库, 执行数据库中的ByRoyalty存储过程。该存储过程返回给定忠诚度的顾客信息, 忠诚度为该存储过程唯一的输入参数 (这个例子来自MSDN并适当修改) 。

以上介绍的是原生的ADO参数化查询方式。Visual Basic、Delphi等可视化的快速开发环境在封装ADO的同时, 也保留甚至改进了参数化查询。SQL语句和参数既可以在可视化界面设定, 也可在运行中动态赋值。

ADO中的Command对象在VCL中对应TADOCommand控件, 其SQL语句中的问号被以冒号开头的命名参数代替。如SQL语句“SELECT column1, column2, …FROM table1 WHERE param_column1=?AND param_column2=?”在VCL中表示为“SELECT column1, column2, …FROM table1 WHERE param_column1=:Param_column1 AND param_column2=Param_column2”。由此, VCL可从中解析出参数名称。VCL也试图从SQL语句中自动解析出参数的数据类型及其他属性 (解析时需要连接数据库) , 但不一定总是正确的。这时可以手工修正。顺便说一句, 除了ADO控件外, VCL中其他数据访问模型通常也支持参数化查询。

Visual Basic的数据环境设计器对参数化查询提供了强大的支持。读者如果不熟悉数据环境设计器, 可参考Visual Basic的联机手册。在数据环境设计器中, 命令对象被映射为数据环境设计器实例的子过程, 命令的参数被映射为子过程的参数, 命令的返回结果集被映射为数据环境设计器实例的属性。以本节开头的例子, 假定在数据环境设计器中创建了cmd1和cmd2两个命令, 其SQL语句分别为"INSERT INTO table1VALUES (?, ?) "和"SELECT column2 FROM table1 WHERE column1=?"。创建命令并设置好参数后, 按F2进入对象浏览器中, 则可看到在本工程创建的数据环境设计器对象实例下面, 有cmd1和cmd2两个子过程, cmd1有两个参数, cmd2有一个参数, 这与SQL语句刚好对应。另外, 数据环境设计器实例还有一个Recordset类型的rsCmd2属性, 每次运行cmd2子过程后, 查询结果将保存到rsCmd2中。

3 ADO.NET中参数化查询

在ADO.NET中, 查询的一般过程是创建实现IDbConnection接口的连接对象, 登录到相应数据库, 再创建实现IDbCommand接口的命令对象执行SQL命令或存储过程。如果SQL语句有返回结果, 则可以整表的方式接收数据或以逐行推进的方式遍历各条记录。在参数化查询中, 创建命令对象后, 为其指定SQL语句 (或存储过程) , 然后创建SQL语句包含的各个参数, 给参数赋值后再执行命令对象。

与命令对象关联的参数对象实现IDbDataParameter接口。在参数对象中, ParameterName属性可设置或返回参数名称, Value属性可设置或返回参数值, Direction属性指示是输入参数、输出参数还是输入输出参数, DbType属性定义参数的数据类型, 其他几个属性可设置或返回参数特性。

命令对象有一个Parameters属性, 它是实现IDataParameterCollection接口的集合类型, 其中包含SQL语句 (或存储过程) 的所有参数。在集合中, 可以通过名称或序号访问各个参数。通常用命令对象的CreateParameter方法创建每个参数, 再用IDataParameterCollection集合的Add方法添加进来。命令对象还有一个Prepare方法, 用于生成并保存查询计划。

为了使大家对ADO.NET中的参数化查询有更清晰的认识, 这里举一个特地简化的例子。在这个例子中, 应用程序以信任连接的方式访问本地SQL Server服务器的School数据库 (如果对信任连接不了解, 可参考SQL Server联机手册) 。数据库里面有一个数据表名为Students, 包含3个数据列, 其中Id列为数字类型, Name列为文本类型, Photo列为任意长的二进制数据 (SQL Server 2005及以上版本支持任意长的二进制数据, 在代码中, 用-1表示长度不受限制) 。示例代码向数据表插入2条记录, 然后再查询其中一条记录。为了便于阅读, 省略了处理异常的代码。

在.NET中访问SQL Server数据库有两种方式, 一种是使用专为.NET开发的驱动程序, 另一种是用SQL Server的OLEDB驱动程序 (在.NET中也可以用ODBC驱动程序, 不过微软不推荐) 。下面分别演示。先是专为.NET开发的驱动程序。

再来看OLEDB驱动程序的方式:

两段代码在结构上基本相同, 毕竟用到的各个类都实现相同的接口。除了数据库连接方式不同外, 两部分代码在表示SQL语句中的参数时也有所不同。SQL Server专为.NET设计的驱动程序要求使用@开头的命名参数, 就像Transact-SQL中的变量那样。而SQL Server的OLEDB驱动程序则偏爱使用问号。对于其他数据库, 对参数的表示方式可能又是另外的方式。例如Access的OLEDB驱动程序可同时支持前面的两种方式。

另外一个不同之处是, 前一段代码把变量声明为具体类的实例, 而后一段代码则声明变量为接口类型。这只是编程风格问题, 与驱动程序无关。事实上, 前一段代码也可用接口, 后一段代码也可声明为具体的类, 甚至可以一段代码中具体类与接口混用, 不过最好保持风格的一致性。采用接口使代码更容易移植到其他数据库, 不过也可能限制发挥特定数据库驱动程序的专长。

4 ODBC中参数化查询

使用ODBC访问数据库的基本步骤, 是依次创建环境句柄 (SQLHENV) 、连接句柄 (SQL_HANDLE_DBC) 、语句句柄 (SQLHSTMT) , 用这3种句柄分别调用SQLSetEnvAttr函数设置驱动环境, SQLConnect函数连接ODBC数据源, SQLExecDirect函数执行SQL语句, 然后以游标方式读取查询结果, 如果有数据返回的话。如果采用参数化查询, 则通过SQLPrepare函数提交SQL语句进行预处理, 然后多次调用SQLBindParameter函数绑定各个参数, 而执行时用SQLExecute函数代替

SQLExecDirect。

SQLBindParameter函数较为复杂, 下面是该函数原型:

各个参数说明如下:

StatementHandle [in] 由SQLAllocHandle函数创建的语句句柄。

ParameterNumber [in] 参数在SQL语句中的位置, 起始为1。

InputOutputType [in] 参数输入输出类型, ODBC中有定义。

ValueType [in] 参数在C语言中的类型, ODBC中有定义。

ParameterType [in] 参数在SQL中的类型, ODBC中有定义。

ColumnSize [in] 数据列长度, 如果为变长数据的话。

DecimalDigits [in] 小数位数, 仅在浮点数时需要设置。

ParameterValuePtr [deferred in] 指向输入或输出参数缓冲区地址。

BufferLength [in] 参数缓冲区长度, 可选。仅在接收输出参数时需要设置。

StrLen_or_IndPtr [deferred in, out] 指向参数数据长度。

这里解释一下[deferred in]是什么意思。大家通常都知道[in]和[out]分别表示输入和输出参数。[deferred in]表示当前只传入输入参数的地址, 后面再把实际数据填充到缓冲区上面。而[deferred out]是指不能在函数返回的时候就得到输出参数的值。比如这里的ParameterValuePtr, 应用程序只要在调用SQLExecute函数前向该参数指向的缓冲区填充好数据就可以了, 同时应用程序必须保证缓冲区在调用SQLExecute函数时都还有效。同样, StrLen_or_IndPtr指向的数据是在执行SQLExecute函数时使用或更新的。

调用SQLBindParameter函数需同时指定参数在C语言中的类型。由于要支持绑定整数、浮点数、字符串、二进制数据等, SQLBindParameter函数的接口变得非常晦涩。实际上该函数无非是指示各个参数的数据类型及数据在内存中的位置。如果我们理解各种数据类型的变量在内存中是如何保存的, 则可举一反三、触类旁通。

可以利用C++的过载 (Overload) 及默认参数特性, 使该函数的接口变得友好得多, 易于使用又不容易出错。示例如下:

现在举例说明。数据库中有一个名为Users数据表存储用户信息, 包含账号 (Account) 、密码 (Pwd) 、年龄 (Age) 3个数据列, 数据类型分别为字符串、二进制数据、整数。现在向该数据表增加2条记录, 然后再根据账号和密码查询其中的记录。下面的示例代码假定语句句柄 (SQLHSTMT) 已经事先创建, 并且使用上面过载 (Overload) 版本的SQLBindParameter。

以上介绍的是原生的ODBC参数化查询方式。在MFC中, ODBC API用CDatabase、CRecordset等封装后, 用起来更为方便。不过MFC ODBC对参数化查询的支持比较有限, 当然可以直接操纵对象中的ODBC句柄以获得完全的自由。这里介绍一下如何使用MFC ODBC中的CRecordset类进行参数化查询。

在MFC ODBC中, CRecordset类表示从数据源选定的一组记录。其中的m_nParams成员变量表示SQL语句的参数数量, 而m_strFilter成员变量则对应SQL的WHERE子句。使用MFC ODBC的应用程序中通常定义CRecordset类的派生类表示某种类型的记录, 实现所谓对象关系映射。在派生类中, 用成员变量分别表示参数和查询结果中的各个数据列。假如有一个包含学生信息的数据表, 里面有学生的编号、姓名、年级等数据列, 如果要查询“哪些学生是高年级的?”, 则生成的派生类大致如下, 其中最后一个成员变量为查询参数。

通常在派生类的构造函数中指定参数数量, 而在GetDefaultSQL成员函数中修改m_strFilter成员变量, 并在DoFieldExchange成员函数中将查询参数与对应的成员变量绑定。

5 注意事项

初学者使用参数化查询易犯的错误是仍以字符串格式化变量的观点理解查询参数。有的程序员老想把数据列名称也作为可变的参数, 结果要么执行出错, 要么输出数据出乎意料。比如为SQL语句“SELECT column1, ?FROM table1”指定参数“column2”, 查询的结果的第2列并不是数据表table1的column2数据列的数据, 而是在每条记录中都是字符串column2本身。

要知道, 数据表、数据列的名称在SQL语句中视为元数据, 而数据列中的值才是某种类型的数据, 可以作为查询参数。这就跟程序设计语言中函数、类的名称与字符串变量是两码事一样。事实上, 如果数据列、数据表、数据库的名称甚至关键字可以在参数中改变, 则查询计划没法预先生成, 并且参数化查询的安全性也不再存在。

不少数据库中可使用TOP或LIMIT关键字限制查询结果输出的行数。如果应用程序可动态指定输出行数的多少, 有时确实很方便。不过, 由于行数并不是数据列的值, 绝大多数数据库都还不支持TOP?或LIMIT?形式的参数化查询。实际上如果数据库引擎稍作改进, 是完全可以支持这种查询方式的。在目前, 只能用字符串拼凑的方法设置输出的行数。

另外这里也客观地指出, 应用程序中调试参数化查询比调试不含参数的SQL查询要困难一些。使用者最好充分使用A-DO、ADO.NET、ODBC及开发工具中的诊断功能, 以尽快发现和定位故障。

6 补充说明

SQL中一个常见的特殊值就是NULL, 它既不是0, 也不等同于空字符串。初学数据库编程时千万别把它与VB中的Nothing、C#中Null和VC中的NULL混为一谈, 更不能用字符串“NULL”作为参数来代替。在VB中, 如果参数为NULL, 把关键字Null赋值给参数即可, 在.NET中则专门用DBNull类表示。对于VC程序员, 如果用ADO访问数据库, 则参数视为VARIANT类型, 该类型在成员vt为VT_NULL时表示SQL中的NULL值。若使用ODBC接口, 当参数为NULL的情况下, 应在调用SQLBindParameter函数时, 让最后一个参数指向含值SQL_NULL_DATA的地址。

如前所述, 参数可以是输入参数, 也可以是输出参数或输入输出参数。所有例子中的参数都是输入参数, 毕竟输入参数要常见得多。使用输出参数与使用输入参数不同的地方, 是在执行SQL语句前不必赋值, 而在执行后读取参数的值。

前面已经举例说明如何使用二进制数据类型的参数, 不过当数据非常长时, 例子中的方式并不适用。好在ADO、ADO NET和ODBC中都专门提供了大数据字段的输入方式, 有需要的读者可查阅相应的文档。注意不是所有的驱动程序都支持大数据的高效输入。

比输入大数据字段更常见的是大批量的数据输入。如果需要输入很多行的数据, 参数化方式尽管节省了编译SQL语句的时间, 但还是要逐行地执行。ADO、ADO.NET和ODBC同样也都提供了一种或多种批量输入的解决方案, 这比逐行添加要高效得多。不过如果数据量非常大的话, 最高效的方式应该是使用数据库开发商提供的专用接口。

参考文献

[1]Visual Basic 6.0联机手册Microsoft.

[2]Visual Studio.Net 2005联机手册中关于数据访问技术的章节 (http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/wzabh8c4 (v=VS.80) .aspx) Microsoft.

[3]Visual C++.Net 2005联机手册中关于数据访问技术的章节 (http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/7wtdsdkh (v=VS.80) .aspx) Microsoft.

[4]Visual C++.Net 2005联机手册中关于编译器对COM技术支持的章节 (http://msdn.microsoft.com/en-us/library/h31ekh7e (v=VS.80) .aspx) Microsoft.

[5]Windows Platform SDK中关于ADO和ODBC的章节 (http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa968814 (v=VS.85) .as-px) Microsoft.

高层建筑参数化设计 第8篇

自1977年西萨·佩里的第一座高层—纽约现代艺术馆大厦落成至今,西萨·佩里已经在世界各地设计和建造了超过40栋地标性的超高层建筑,其中包括吉隆坡双塔(Petrona Towers)和香港国际金融中心大厦(HKIFC)等(图1)。根据建筑评论家约瑟夫·格罗凡尼尼(Joseph Giovannini)的统计,“西萨·佩里每年设计建成的高层建筑规模相当于1.5栋纽约帝国大厦”。

作为现代派的建筑大师,西萨·佩里设计的高层建筑似乎和参数化设计并没有直接的联系,但是当我们把他的作品进行归纳和分类,可以发现其形体的几何构成具有强烈的规律性。同时,这种规律性伴随着建筑工程技术的进步发生着阶段性的变化。从这点我们可以发现他的设计方法和参数化设计提倡的以强调发掘和利用逻辑规律为主导的设计方法—基于规则的设计手法(Rule-based Design)不谋而合。以下是此次研究的成果。

西萨·佩里设计的高层建筑种类繁多,造型千变万化,但是我们可以用四种基本几何构成方式把它们进行分类:分支形(如吉隆坡双塔)、角部退台形(如香港国际金融中心)、多折面形(如费城的西拉大厦)和结构外墙形(包括竖向结构和菱形外墙结构)。如果按建构方法进行分类,我们甚至可以用两种简单的法则来定义它们:空间截面法则和空间点法则。空间截面法则是通过寻找平面截面的空间位置,并采用放样和布尔交集运算来生成建筑实体(图2)。绝大部分西萨·佩里的作品都能使用这种法则来进行设计,但是近年来我们也看到他对空间点法则的偏爱。空间点法则是通过寻找定义建筑边界的空间点的几何定位规律,并通过组合面的方法来生成建筑实体。西拉大厦(Cira Tower)就是一个典型的例子。邻近的角点之间都有明确的几何关系,比如角点15是在角点5和角点1连线的1/6位置上,角点67是在角点6和角点7连线的2/3位置上,如此类推,通过定义这些角点与其相邻两个角点的距离比例,这样我们便可以从中找到西拉大厦的几何构成规律(图3)。

由于西萨·佩里的高层建筑作品带有明晰的几何构成规律,我们可以通过数字化的手段(使用电脑编程用数字来定义形体特征)来演绎他的设计精髓。再者,我们可以结合形变规则(包括比例缩放、平移和扭转等)来生成千变万化的设计方案(图4)。图5和图6分别是通过使用空间截面法则和空间点法则,并结合形变规则生成的案例,它们既继承了原始设计的特点,又具有形变规则赋予的新几何形体特征。从这里我们看到了对高层建筑形体进行参数化形变控制的一种可行方法。

高层建筑参数化形变

通过参数化对西萨·佩里的作品进行研究具有一定的局限性。虽然通过参数运算所生成的高层带有典型的西萨·佩里风格,但这是因为我们所归纳总结,并诠译成数字结构的逻辑规律都是源自于西萨·佩里的设计方案。然而这项研究却从侧面让我们确信:高层建筑的形体构成是可以通过简单的归纳法则进行分类,并通过布尔交集或者组合面的方法来构建。如果我们引入形变规则,那么所能得到的创新设计将是无穷无尽的。基于这层思考,笔者在“高层参数化形变系统”开发项目中提取了参数化的西萨·佩里研究成果的精髓,并把它发展成为一套具有普遍实践意义的参数化高层形体构成系统。以下是对这项研究成果的简短介绍。

高层建筑参数化形变系统不以个体建筑项目为研究对象,而是致力于研究几何类型学,归纳出适用于高层建筑设计的几何形体。同时,它把这些可能的形体组合方式进行配对并罗列出来(图7)。最后也是最关键的一步,即我们发展了一套能够解读这些几何形体及其配对组合的数字化运算系统。这套系统的核心内容是对这些形体的拉伸、比例缩放、平移、扭转和布尔交集运算等形变方式的控制(图8),甚至可以把多个不同的形体组合搭配在一起形成群组。

利用参数化技术,我们可以生成由这些特定组合或组合群组构成的变参数设计多选方案(图9)。在这个项目中,我们归纳并总结出了50多种适用于高层设计的原始几何形体、1 400多种形体配对组合形式,以及不计其数的组群。由它们衍生出来的参数化方案将会是无穷无尽的,因而这个系统的应用面也将非常广泛。

应用“高层参数化形变系统”的实践案例

这里让我们以诺曼·福斯特(Norman Foster)、Gensler、SOM以及SHDT的方案为例来共同分享一下这套全新的“高层参数化形变系统”的潜在作用。同时,为了易于理解,笔者将这些方案使用“高层参数化形变系统”自动化模拟生成的操作过程列举如下(图10~图13)。

上述高层建筑方案极具时代特征,其形体复杂、富于变化且个性突出。其中Gensler设计的上海大厦已于2009年破土动工,我们坚信它的落成将给上海市的城市天际线勾画上浓重的一笔。

通过上述分析,我们发现参数化的高层建筑可以通过简单的形体构成方式来进行构建。“高层参数化形变系统”向我们展示了一套高层形体构建系统,它能够通过自定义的数字化平台自动生成规律性的形体构成,控制高层建筑形体的构建。

高层建筑参数化的细部构建

在参数化的高层设计中,我们除了要处理高度复杂的形体外,还要解决这些复杂多变的形体带来的非标准化部件的构造问题。包括罗曼·福斯特和弗兰克·盖里(Frank Gehry)在内的建筑大师都拥有自己的数字化专业技术团队为每个个案开发定制数字平台,解决实际的构造问题,这是他们的方案能够实现的技术保障。

同时,我们也能在市场上找到一些类似的专业构造和施工辅助软件,如由盖里技术(Digital Technology)开发的“数字方案”(Digital Project)和由Autodesk开发的Revit等等。这些数字平台都可以辅助扩初和施工图设计,它们对前期方案设计的帮助并不明显,这是参数化设计普遍推广仍然比较滞后的一个主要原因。

为了填补参数化设计在设计初始阶段辅助细部构建的空白,笔者开发了一套以元件化建模为基础的变参数外墙自动化三维建模系统—RHIKNOWBOT。该系统可将高层玻璃幕墙的三维建造过程自动化,因而可以用于处理高度复杂的非标准化部件。RHIKNOWBOT提供一种自定义的细部构造方法(图14)和参数化的用户界面(图15),它通过三维模型投影的方式把用户自定义的细部构造在指定的建造面上生成三维实体模型。

在设计初始阶段,这些模型可以被用于方案表现,随着设计进入扩初和施工图阶段,它们可以被用在专业的工程软件中,进行力学、材料或者声学计算。值得一提的是,RHIKNOWBOT同时提供部件的替换功能,用户可以按设计意图对细部构件进行修改或者替换(图16)。

自从2008年底推向市场以来,RHIKNOWBOT已经逐步得到一批前沿建筑师的青睐。图17和图18是两个由RHIKNOWBOT完成并通过三维打印机输出的高层设计方案:鼓形塔和扭转的超高层。结语

随着电脑编程技术在建筑设计界逐步得到推广,参数化高层建筑设计也开始绽放光彩,多个极具时代特色的参数化高层建筑方案相继在世界各地出现,这些方案的成功有赖于数字化技术日新月异的发展,更要归功于建筑师对形体几何构成认知的进步。本文是对参数化高层建筑设计的一次有益探讨,希望它能引起读者对这种新设计方法广泛和深入的讨论以及对参数化技术开发的兴趣。

参考文献

[1]Chen Shouheng,etc.eds.Computational Constructs:Architectural Design,Logic and Theory.Beijing,China:China Architecture&Building Press,2009

[2]Suzuki,Hiroyuki.Barreneche,Paul.Giovannini,Joseph and Cesar Pelli&Associates.Sections Through a Practice:Cesar Pelli&Associates.Hatje Cantz Publishers,Ostfildern,Germany,2003

[3]Chen,Shouheng.Embedding Methods for Massing and Detail Design in Computer Generated Design of Skyscrapers.The MIT Library,Cambridge,MA,USA,2006

滚珠丝杠系列产品参数化设计 第9篇

关键词：滚珠丝杠,Pro/E,参数

滚珠丝杠螺母副在机械传动系统中得到了越来越广泛的应用,种类也越来越多。在对滚珠丝杠副系列产品进行设计过程中,经常会重复用到结构相同或相似而尺寸不同的一些零件,如丝杠、螺母、反向器、滚珠等。如果每个零件都单独设计,将占用设计人员大量的时间和精力,影响新产品的开发周期,进而制约企业的技术进步和持续发展。利用Pro/E软件强大的参数化功能,综合使用Pro/E内嵌的Program编程功能和零件簇表(Family Table)功能[1],可以在不进行二次开发的情况下,建立起滚珠丝杠副的零件库,从而较好地解决系列化零件的快速设计问题。

1 基本思路和步骤

对于滚珠丝杠和螺母两个零件,因为设计尺寸较多且变化较大,所以采用Program编程功能实现快速设计;其他零件(例如滚珠)由于变化较小,可以采用零件簇表(Family Table)功能构件零件库。

应用Program编程功能需要经过以下步骤[2]:

(1)根据零件的特征确定设计所需要改变的参数。

(2)在Pro/E的Program编辑器中设定各参数的名称。

(3)创建主样件,主样件应该具有系列零件的所有特征。

(4)执行模型重新生成指令,输入新的参数值完成设计。

下面以滚珠丝杠为例,阐述设计的过程。

2 滚珠丝杠的参数化设计

根据滚珠丝杠的结构,在设计时变化的主要特征尺寸有左侧安装轴径的直径和长度、右侧安装轴径的直径和长度、丝杠长度、丝杠外径、滚珠中心径、滚珠直径、导程。

2.1 设置滚珠丝杠的设计参数

打开Pro/E Wildfire 2.0,点选“工具”-“程序”-“编辑设计”打开设计过程纪录文件,在INPUT和END INPUT之间加入设计参数:

保存文件退出。按照系统提示选择“是”-“选取全部”,输入参数的初值。DL=20;LL=30;DR=18;DL=40;L=260;D=25;DP=25.5;DA=3.969;PH=6;

2.2 设计滚珠丝杠主样件

绘制丝杠体的步骤如下:点选“插入”-“拉伸”-“放置”,选择绘图平面进入草绘界面。以参考十字线为中心绘制圆,点选“"工具”-“关系”进入关系式编辑对话框,点选圆弧的尺寸,在对话框中出现圆弧直径尺寸代号sd#,(#为数字)可能为sd0,输入sd0=D,如图1(a),“确定”-“完成”,退出草绘界面。输入任意一长度值得到圆柱体。点选“工具”-“关系”进入关系式编辑对话框,点击圆柱体,点选圆柱体长度尺寸在对话框中出现圆弧直径尺寸代号d#,可能为d0,输入d0=L,如图1(b),“确定”-“再生模型”-“当前值”完成第一个特征。

圆柱体绘制完成后绘制螺旋槽,使用“螺旋扫描”命令,以圆柱轴线为螺旋槽回转中心,通过“关系”定义螺旋槽的长度为L,回转中心径为DP,切割圆直径为DA的函数(函数关系式由滚道类型确定),完成丝杠主体的设计。结果如图2(a)所示。

分别以第一个特征圆柱体的上下底面为草图面增加左右安装轴径,以DL、LL、DR、LR为参数,完成后的主样件如图2(b)所示。

2.3 改变参数值设计系列件

通过改变参数可以获得不同直径、导程、安装轴径的滚珠丝杠。点击“工具”-“参数”可以打开参数对话框,直接修改参数即可直接修改模型[3]。改变有关参数为:DL=40、LL40、DR=32、LR=5、L=150、D=40、DP=40.5、DA=4.763、PH=8,点击“再生模型”-“当前值”生成新的滚珠丝杠如图3(a)所示;

如果其它参数不变,令PH=12、DA=7.144则生成的滚珠丝杠如图3(b)所示。通过修改参数值实现对主样件的修改即可得到不同安装轴径、公称直径、导程的滚珠丝杠。

3 滚珠的参数化设计

由于滚珠为简单的回转体,设计参数只有回转体母线半径,并且各型号的滚珠形成系列尺寸,尺寸之间没有函数关系,因此可以采用Pro/E软件提供的零件簇表(Family Table)功能[4]建立滚珠库。

首先绘制回转体,草绘半径为2的半圆,两端点之间用直线段封口,以此直线段为转轴(需要绘制虚线)旋转360°得到球体。点击“工具”-“簇表”-“插入”-“实例行”-“插入”-“列”,选择草绘半径尺寸sd#为列尺寸。反复执行“插入”-“实例行”命令,输入系列尺寸,完成滚珠库的建立(如图4所示)。

使用簇表功能进行滚珠的设计时首先打开主样件,点击“工具”-“簇表”选择需要的一行。点击“打开”系统会自动开启一个新的窗口,在新窗口就是一种新尺寸的滚珠。

4 结语

利用上述方法还可以分别构建螺母、反向器等零件的设计主样件和参数程序,提高了滚珠丝杠副的设计效率,是一种有效的方法。在工程实际中,设计人员可类似于上述方法建立各类零件的主样件库,使用时只需调用主样件修改有关参数,"再生模型"就可以灵活地修改设计。可使用户迅速准确地调用,为机械设计提供了很大的方便,而且应用简单、修改方便、迅速可靠。

参考文献

[1]林清安.Pro/ENGINEER零件设计高级篇(下)[M].北京:北京大学出版社,2000.

[2]黄恺,李雷.直动从动件圆柱凸轮变参CAD[J].机械传动,2006(3):

[3]詹友刚.Pro/ENGINEER英文野火版教程通用模块[M].北京:清华大学出版社,2004.

UG的参数化建模方法 第10篇

关键词：建模,设计,参数化,UG

1 参数化建模概念

参数化建模技术是UG软件的精华, 是CAD技术的发展方向之一。在整个产品开发过程中, Unigraphics提供给设计人员强大的设计功能。但怎样才能使产品之间在设计过程中产生关联, 以实现产品的各零部件间的协同变化、快速修改, 提高产品设计的效率, 减少设计人员的工作量, 这些都可以通过参数设计来实现。

参数是设计过程中的核心。参数化设计也可称为尺寸驱动, 是指参数化模型的所有尺寸, 部分或全部使用相应的表达式或其他方式指定, 而不需要给出指定具体数值的方法。参数化设计是可以修改若干个参数, 由UG NX自动完成表达式中或与之相关联的其他参数的改变, 从而方便的修改了一条曲线、一个轮廓, 甚至生成新的同类型模型。其本质是在保持原有图形的拓扑关系不变的基础上, 通过修改图形的尺寸 (即几何信息) , 而实现产品的系列化设计。

2 参数化建模分类

对产品进行设计建模的基础是对产品的了解程度。只有在了解了产品的结构特性及产品的设计意图为基础上, 才能更好的对产品设计和建模。设计时要根据零件产品的结构特性, 设计出零件各个部分的拓扑关系, 最终把设计者的设计意图通过UG的参数化工具反映到零件产品的设计建模中。设计过程是一项很艰巨的任务, 从提出设计方案到最终完成要经历漫长的积累, 这期间还要不断的修改。因此, 从这个意义上讲, 建模的过程就是不断修改的过程。利用UG进行参数化设计的优势就是能够方便的对产品模型进行修改, 减少设计人员的劳动量, 提高产品设计效率。

2.1 使用表达式进行参数化建模

表达式是UG中进行参数化设计的一个非常重要的手段。表达式的特点是把各参数之间的关系通过指定各参数的函数关系来表达。可以把参数定义为具体数字、三角函数、数学计算公式, 或者把几个参数用数学运算符连接使其产生关联。如想对零件进行修改, 只要改变表达式中一个或几个参数就可以实现。将这种易于修改的特性应用到汽车、航天等领域, 可实现系列化零件设计。

在UG NX表达式操作中, 会弹出“编辑表达式”对话框。在此对话框中, 可以对有特殊意义的表达式重命名, 便于和其他表达式区别, 同时利于查找。对表达式也可以加注解, 用来描述该表达式的含义。例如, 齿轮的分度圆直径可以表达为齿轮齿数的函数。当齿轮的齿数发生变化时, 只需修改齿数参数, 则齿轮的分度圆直径也自动随之改变。

在整个建模过程中, 如有某个表达式引用很频繁, 为了便于记忆与输入, 可给它输入一个简单易记的名称 (如半径可用R表示) 。在设计完成后, 再将其名称改为一个更具易于识别的名称即可。

2.2 利用电子表格进行参数化建模

在表达式操作功能中, UG NX提供了通用的电子表格、“用户入口” (Gateway) 电子表格、编辑表达式的电子表格和建模应用电子表格, 共四种电子表格。每一种电子表格与部件的关系都略有差异, 与其功能都略有不同, 各具特点, 需灵活运用。

电子表格能作为.prt文件保存。在电子表格中可以对表达式进行编辑, 也可以创建函数公式和注解等信息。为了更好的使用这些强大的参数化工具进行建模设计, 在建模之初就应提前理清思路, 以减少反复修改的工作量。

电子表格的创建步骤, 首先是参数化模型的创建, 然后是电子表格的创建。参数化模型创建后, 模型中的尺寸和位置含有若干参数。创建电子表格后, 需把这些参数一一摘出, 输入到电子表格中, 再对参数分别定义, 使参数与模型尺寸和位置分别对应。通过使用电子表格, 使得模型尺寸与表格中的参数建立了联系。此时, 若想对模型结构进行调整, 可以直接通过修改电子表格中的若干参数来轻松实现。此时的参数化模型也可通过改变参数成为多个同结构不同尺寸和位置的新的模型零件。因而可大大减少重新建立模型、修改模型所花费的时间和精力, 提高了工作效率。

2.3 基于特征进行参数化建模

UG NX的建模包含几何建模和特征建模两种方式。其提供的设计特征多达十数种。特征可拥有如下状态:被抑制 (suppressed) 、过期的 (out-of-date) 、父特征过时 (parent is out of date) 和不激活 (inactive) 。

UG NX的参数化建模的最核心技术就是基于特征的参数化建模。现在的产品模型不仅要包含各要素的尺寸、各结构的位置等信息, 还要有产品的精度、公差、注释等信息。可以说UG NX是第三代CAD技术的典型代表。其与前一代产品比较, 更符合当代技术飞速发展, 零件产品要求更高的趋势。

3 数化建模应用

参数化建模以其自身快速、高效、简单易用的特点得到了广泛的应用, 在汽车、航天、机械零件、模具加工、医疗器械等行业都使用较多。除了上述行业可以应用在单一零件设计以外, 利用参数化设计模型还可以进行零件的系列化产品建模。系列化产品建模其中最重要的工作就是对需要系列化建模的零件产品进行分类, 确定零件样板。此样板要求必须具备此系列零件的所有特征。在确定了零件样板的基础上, 接下来, 需选取一组合适的参数来定义模型。在众多的模型尺寸中究竟选择哪个尺寸做参数是个值得深究的问题。此参数选择不正确, 直接会影响到参数化模型的生成速度和优化程度。在这些前期工作完成的情况下, 设计人员可以对关键参数进行修改, 改变模型的尺寸和不同部件间的位置数值, 以得到系列化零件。

综上所述, UG参数化建模主要是维持模型的拓扑关系基本不变, 通过尺寸驱动模型, 即改变模型的尺寸, 或改变表达式中的参数值来实现模型的重建, 适合结构类似或同系列的产品设计。UG提供的参数化设计技术, 是较为高级的建模手段, 设计人员不需要投入大量精力掌握其建模方法, 易于理解和操作, 也为产品设计的各环节提供必要的信息支持。而且, 利用参数化设计可以极大的提高设计效率, 被越来越广泛的应用。

参考文献

[1]UG NX6.0零件与装配设计[M].清华大学出版社.

[2]关意鹏, 关来德.基于Excel参数表的三维零件库的设计.

室内光环境的参数化设计与研究 第11篇

关键词：室内光环境；参数化设计；辅助性设计

0 前言

在环境的塑造空间处理中，光是不可或缺的重要因素，我们可以将空间视为建筑光环境的载体。在我国绿色照明理念不断推广的今天，实现自然光与人工光照明的结合运用已经成为我国室内光环境设计的重点与难点所在，传统的经验与计算已经不能较好地满足这类设计的需求，为此我们只有应用照明设计软件实现室内光环境的参数化设计，才能够保证自身设计具备着较强的经济生态和美学综合价值，真正为人们营造良好的人居环境。

1 室内光环境概述

1.1 室内光环境的基本要求

对于室内光来说，其本身可以分为自然光源与人工光源两类，其中自然光源主要指的是昼光，而人工光源则主要由白炽灯、荧光灯、高压放电灯所构成，人类对物体大小、色彩、颜色的认知，都受到了很强的室内光环境影响，甚至有调查表明人类的某些生理反应也与室内光环境有关，这就使得我们在进行室内光环境设计时，必须对光源的选择、配光的方式、构成的要素进行重视。在光源的选择中，白炽灯、荧光灯、卤素灯、LED、光纤系统等是最为常见的光源选项设计人员应结合具体室内环境挑选；而在配光的方式中，直接照明、半直接照明、半间接照明、间接照明与扩散照明是较为常见的几种配光方式；而在构成的要素中，砖石、木材、金属等实体介质材料与玻璃、透光性塑料、液体等虚体介质材料较为常见。[1]

1.2 室内光环境照明方式

在室内的光环境设计中，选择不同的室内光环境照明方式，会产生不同的光通量分布，这对于室内的光均匀度、阴影、炫光以及人的主观感受都会造成一定影响。在具体的室内光环境照明中，整体照明、局部照明与混合照明这三种照明方式最为常见，其中整体照明具备着耗电量大、光线充足的特点；而局部照明能够较好地实现引人注目、安静的、较为忧郁的光环境塑造；而混合照明则多用于工作与学习。[2]

1.3 室内环境照明效果

在室内光环境的设计中，通过照明能够实现较好的艺术效果，决定气氛、加强空间感与立体感、形成艺术与装饰照明的效果、获得艺术效果等各方面，是室内光环境设计能够形成的较为典型照明效果。具体来说，在气氛的决定中，粉红、浅紫色等暖色光能够塑造室内温暖舒适的气氛；而在加强空间感与立体感中，光与影的对比能够较好的增强空间立体感；而在形成艺术与装饰照明的效果中，塑造水面反射光、阳光透过树梢洒下光的艺术效果，就能够较好的提高室内空间的艺术性；而在获得艺术效果中，通过天棚照明布置，就很容易创造出较好的艺术效果。[3]

2 DIALux室内光环境参数化设计应用

想要实现室内光环境的参数化设计，我们就必须应用专业的辅助性照明设计软件，DIALux、AGI32、Relux、Ecotect、ligthscape等都是业界应用较为广泛的辅助性照明设计软件，本文主要对DIALux这一辅助性照明设计软件进行详细论述。DIALux这一辅助性照明设计软件是由德国GbmH公司研发的高性能照明计算软件，其能够为灯光设计师与规划师提供了室内外灯光设计的数字化解决方案，这一功能使得其能够较好的应用于室内光环境的参数化设计，其能够通过建立多个空间或场景，通过不同参数的输入实现室内光光环境的参数化设计，并能够快速地进行不同参数的对比，这样设计人员就能够大幅节省自身设计时间，保证自身室内光环境设计具备较强的针对性与实用性。

作为一款强大的辅助性照明设计软件，DIALux这一辅助性照明设计软件在问題的处理上有着较好的灵活性与有效性，这一软件当下能提供全球161个厂商的50多万个产品的LUMsearch在线搜索服务，这就使得我们进行的室内光环境参数化设计能够真正保证设计效果=实际照明效果。[4]

3 DIALux室内光环境参数化设计应用案例

为了能够更好地对应用DIALux辅助性照明设计软件进行的室内光环境参数化设计进行论述，这里笔者以北京奥运地下车库采光设计为例，对这一软件实现的室内光环境参数化设计进行详细论述。

3.1 工程概述

本工程是位于奥体公园某区域中的地下车库照明设计，该车库高度为5m，土层厚度为2.25m～3m。

3.2 设计流程

结合该工程的情况，我们首先就能够发现这一工程采用传统方式无法实现自然光的引入，这就大大影响了该工程的光环境改善，而为了尽可能解决这一问题，设计人员在这一设计中应用了导光管，导光管的使用使得光传播的距离拉大，而光的扩散面积也得到了相应增大。由于该工程本身的特殊性，设计人员还需要保证导光管与建筑景观的融合，最后设计人员选择了大型导光管系统与人工照明相协调的照明设计，这一设计在尽可能提高地下车库光环境的前提下，实现了电资源消耗的降低。[5]

为了能够较好地完成这一设计构想，设计人员需要应用DIALux辅助性照明设计软件，通过对地下车库光环境的参数化设计，找出最佳的照明控制部分设计策略。在初步的光环境参数化设计中，设计人员首先确定了按照室外自然光的照度进行四种控制方式划分的设计理念，这一设计理念需要借助光电控制器才能够实现。在后续运用DIALux辅助性照明设计软件进行的计算分析中，设计人员最终得出了自然光与人工光结合的最优方式，这一结合能够根据室外照度进行人工照明的开启与关闭，这就在节约电能消耗的同时，最大程度上实现了该车库的自然光的采光系统设计，这种借助导光管机制实现的自然光引入，对于我国室内光环境参数化设计有着较为不俗的借鉴意义。此外，由于该设计实现了电能资源消耗的降低，其本身对我国资源节约型、环境友好型社会的创建同样意义非凡。

4 结语

在我国经验与社会快速发展的今天，我国民众对室内环境的要求也在不断提升，而为了较好地满足我国民众的要求，我们就必须做好室内光环境的设计工作。本文就室内光环境的参数化设计进行了研究，并对应用DIALux辅助性照明设计软件实现的室内光环境参数化设计实例进行了详细论述，结合这一论述内容，我们能够了解到室内光环境参数化设计所具备的优越性，希望这一论述能够为我国室内光环境设计的发展带来一定帮助。

参考文献：

[1]王雅.基于室内自然光环境分析的广州地区中小学教室设计[D].华南理工大学，2014.

[2]俞雪璠.广州地区不同外遮阳形式的教室室内光环境研究[D].华南理工大学，2013.

[3]孙文响.基于用户行为的光环境智能控制系统研究[D].浙江大学，2016.

[4]路博.室内光环境辅助性设计应用与研究[D].太原理工大学，2015.

参数化工艺 第12篇

关键词：参数化,直齿圆柱齿轮,参数修改

0 引言

直齿圆柱齿轮在各种机械设备中都发挥着极其重要的作用, 其中很大一部分直齿圆柱齿轮都具有极其相似的结构和形状。在设计新产品时, 需要对零件的尺寸进行不断的修改, 使零件的形状、尺寸达到协调与最优化。因此, 提高齿轮的设计效率就成了亟待解决的问题[1]。参数化设计方法的关键是建立参数化模型, 再从模型的特征中抽象出特征参数, 根据模型特征建立参数间关联与约束, 并确定某些特征参数为设计变量, 进而建立由设计变量驱动的零件。参数化设计适用于形状大致相似的一系列零部件, 只需修改相关参数, 便可生成新的零部件, 从而大大提高模型的生成和修改速度。

1 设置特征参数

本文建立的直齿圆柱齿轮模型的特征参数有:齿轮模数m, 设定初始值为2mm;齿轮压力角ANGLE, 根据国家标准, 设定值为20°;齿宽B, 设定初始值为10mm;齿数z, 设定初始值为25。在齿轮上添加圆孔、键槽等结构时所用到的特征参数有K1, K2, S, W。在Pro/E中设置完成后的参数表如图1所示。

2 设置关系

建立特征参数与设计变量之间的约束关系, 用图2所示工具中的关系来约束。

3 参数建模

先建立齿根圆、基圆、分度圆、齿顶圆, 并用渐开线方程式在笛卡尔坐标系下驱动曲线命令建立渐开线, 方程为[2]:

将4条圆曲线和渐开线分别与相应参数建立关系, 再生后的结果如图3所示。

然后通过渐开线建立曲面, 并设置曲面高度为齿厚, 再建立基准轴、基准点、基准平面, 最后通过镜像曲面、合并曲线、创建拉伸曲面、复制并旋转合并曲面、阵列曲面、合并曲面并与相应参数建立关系等操作, 得到合并曲面如图4所示。

通过创建拉伸曲线、合并曲面、实化体曲面、创建孔和键槽特征, 并与相应参数建立关系, 得到的齿轮模型如图5所示。

4 基于Pro/E二次开发的参数修改

利用Pro/Program对Pro/E 5.0软件进行二次开发, 只需加入几个相关语法指令就可以让整个零件多样化。二次开发的主要思路是利用Pro/Program的模块功能来接收、换算和传递用户输入的有关参数, 通过改变特征的尺寸及特征之间的关系来达到参数化设计的目的。选取菜单命令:“[工具]/[程序]”, 选择[编辑设计][3]。由于模型建立有内孔、键槽、4个圆孔, 并在两端切除了具有一定深度的圆柱, 在修改时需要做详细的数值关系计算, 计算时可以采用相关的公式计算, 也可采用有限元优化计算。最后在程序编辑器的INPUT和END INPUT语句之间输入以下内容:

M NUMBER

"请输入直齿圆柱齿轮模数:"

Z NUMBER

"请输入直齿圆柱齿轮齿数:"

B NUMBER

"请输入直齿圆柱齿轮齿宽:

确认修改并保存、退出, 关闭文字编辑器, 在随后打开的消息输入窗口中单击“是”按钮, 然后依次选取[输入]、[选择全部]、[完成选取]等选项, 选择所有参数, 依次在信息栏中输入新的数值, m=3, z=30, B=15, 完成更新后的零件如图6所示。如果需要修改其他参数, 如键槽、小圆孔等, 可以做类似的二次开发。

5 结论

Pro/E 5.0软件是一个功能强大的三维建模及参数化设计工具, 通过建立参数特征模型、设置关系等一系的操作, 可以精确地生成参数控制的直齿圆柱齿轮零件及零件库。通过使用Pro/E 5.0关系以及Program二次开发工具, 可以方便地实现齿轮的参数化设计和自动特征建模, 既提高了设计效率和质量, 也为进行运动仿真、数控加工等其他功能模块开发奠定了基础。

参考文献

[1]严明霞.基于Pro/E的直齿圆柱齿轮参数化三维建模[J].煤矿机械, 2011, 32 (2) :222-223.

[2]韩雄伟.基于Pro/E直齿圆柱齿轮的参数化设计及模型库的建立[J].四川工程职业技术学院学报, 2009, 23 (4) :50-52.