基于UG的化工設備設計

化工設備主要包括塔器、換熱器、反應器與儲槽等。化工設備零部件種類和規格較多。但總體上可分為兩類，一類是通用零部件.如螺栓、螺釘等;另一類是多種典型化工設備常用零部件，如筒體、接管、封頭、支座、法蘭、人手孔等，由于化工設備自身的功能要求和結構特點，這些通用零部件都已標準化、系列化，并在各種化工設備上通用。根據化工設備常用零部件已被標準化的特點，可利用UG提供的高級參數化建模的技術部件族創建化工設備零部件HTSS庫，在此基礎上利用UG提供的裝配功能進行化工設備三維整體裝配并生成二維裝配圖作為加工、制造的技術文件，上述化工設備三維設計技術可使設計周期縮短，效率提高，也有利于設計文件的管理。
   
    1三維化工設備零件庫的開發
   
    封頭是化工設備的重要組成部分，它與筒體一起構成設備殼體，封頭的形式有橢圓形、平板、碟形、球形和錐形等。橢圓形封頭是最常用的封頭型式，采用標準號是JB/T4746-2002。零件庫的創建主要以橢圓形封頭為例實現三維化工設備零部件庫開發的關鍵技術。
    
    1.1基準零件模型的創建
   
    通過點構造器先構造一個1/4橢圓，然后利用旋轉(revolve)工具建立旋轉特征.最后建立如圖1的橢圓形封頭的基準零件模型。當然也可以用其他如拉伸(Extrude)、倒角((Chamfer)等構造特征方式，以加料(Protrusion)和除料(Cut)等功能創建橢圓形封頭的基準零件模型。

   
    1.2建立部件族
   
    UG是一個具有強大參數設計功能的CAD軟件。部件族的功能用于建立一系列結構相同而部分參數不同的部件。部件族的功能特點是在一個部件的基礎上，通過電子表格設置各個部件的參數，然后利用電子表格設置的參數快速生成一系列部件，而不必逐個建立各個部件，從而大大提高了建模效率。根據其特點，其特別適用于標準件和常用件等部件的建立。
   
    創建部件族時需要首先創建一個模板部件，所謂模板部件只是一個普通部件，創建部件族時以該模板部件為基礎，通過定義部件族中成員部件的不同參數而創建一系列的部件。
   
    在建模應用模塊選擇"工具"下拉菜單的"部件族"命令，打開如圖2所示的"組件族"對話框，在"可用的列"下拉列表中選擇"表達式"選項，在列表中選擇"p1"單擊"添加列"按鈕(或雙擊該表達式)將其添加到"選中的列"列表框。用同樣的方法將表達式"P3"添加到"選中的列"列表框。在"族保存目錄"文本框指定部件的保存目錄，如"DProgram Files UGSNX3.0"，也可單擊【瀏覽】按鈕通過打開的對話框選擇保存目錄。然后單擊【創建】按鈕，打開如圖3所示的電子表格，按照圖4所示填寫部件組成員的名稱和參數。接下來選擇3,4,5這三行表格的參數設置單元(如圖4所示的線框內的灰色部分)選擇Excel的"部件族"下拉菜單的"創建部件"命令，則UGNX根據設置的參數創建部件族，并在UGNX彈出"信息"窗口顯示部件族的創建信息，如圖5。這樣就可以依次在指定的部件族的保存目錄下打開3個部件。所建立的部件族被建立為只讀部件，修改成員部件必須修改部件族的模板部件或部件族的電子表格閉。

   
    根據封頭建庫方法建立筒體、接管、法蘭、支座、人孔等其他通用零部件庫以備調用。
    
    2化工設備整體裝配
   
    完成各零件模型的設計后，根據設計要求利用UG提供的Assembly模塊裝配零件，采用從底向上建模、自頂向下建模和混合建模三種方法，調用已建立的零部件庫可實現化工設備的快速裝配，圖6是渲染后的儲槽裝配體。使用菜單【裝配】。【爆炸視圖】完成對爆炸試圖的操作，如建立爆炸試圖、編輯爆炸試圖、自動爆炸組件、不爆炸組件、刪除爆炸試圖、隱藏爆炸試圖、顯示爆炸試圖、消隱組件、顯示組件等，并調整零件放到合適的位置，如圖7。

    
    3化工設備裝配圖管理
   
    UG具有強大的工程圖設計功能，用戶可以直接將3D模型制作成工程圖，以指導設計生產。在創建基本視圖后，可根據需要增加局部視圖、修改視圖、刪除視圖等，使儲槽裝配件清楚表達。工程圖的各個視圖都是相互關聯的，如果在一個視圖中修改尺寸，所有視圖的相關部分都會被更新并且重新生成。工程圖與相對應的三維實體模型之間也是相互關聯的，如果在一個工程圖中修改尺寸，對應的實體模型會有體現;相反，如果對實體模型進行修改，對應的工程圖也會做同樣的修改。
   
    對于工程圖來說，UG并不是自身的強項，相比而言AutoCAD二維圖形的發展更加完善，同時它還具有強大的圖紙輸出功能，是正式圖紙輸出的必不可少的工具。因此，常將UG已生成的工程圖導人到AutoCAD中編輯處理。    
    4結束語
   
    應用上述設計方法可使化工設備設計像搭積木一樣容易，零部件庫的調用可實現化工設備的快速裝配。提高了設計資源的共享程度和產品的開發速度，縮短化工設備的設計周期，減少了重復勞動，用程序控制的方法有效地解決了零件的再生問題。而應用裝配關系式可完成相關零件的修改。生成二維裝配圖后可進一步建立由明細表管理零部件的數據庫，限于篇幅在此不予展開。