基于UG的化工设备设计

化工设备主要包括塔器、换热器、反应器与储槽等。化工设备零部件种类和规格较多。但总体上可分为两类，一类是通用零部件.如螺栓、螺钉等;另一类是多种典型化工设备常用零部件，如筒体、接管、封头、支座、法兰、人手孔等，由于化工设备自身的功能要求和结构特点，这些通用零部件都已标准化、系列化，并在各种化工设备上通用。根据化工设备常用零部件已被标准化的特点，可利用UG提供的高级参数化建模的技术部件族创建化工设备零部件HTSS库，在此基础上利用UG提供的装配功能进行化工设备三维整体装配并生成二维装配图作为加工、制造的技术文件，上述化工设备三维设计技术可使设计周期缩短，效率提高，也有利于设计文件的管理。
   
    1三维化工设备零件库的开发
   
    封头是化工设备的重要组成部分，它与筒体一起构成设备壳体，封头的形式有椭圆形、平板、碟形、球形和锥形等。椭圆形封头是最常用的封头型式，采用标准号是JB/T4746-2002。零件库的创建主要以椭圆形封头为例实现三维化工设备零部件库开发的关键技术。
    
    1.1基准零件模型的创建
   
    通过点构造器先构造一个1/4椭圆，然后利用旋转(revolve)工具建立旋转特征.最后建立如图1的椭圆形封头的基准零件模型。当然也可以用其他如拉伸(Extrude)、倒角((Chamfer)等构造特征方式，以加料(Protrusion)和除料(Cut)等功能创建椭圆形封头的基准零件模型。

   
    1.2建立部件族
   
    UG是一个具有强大参数设计功能的CAD软件。部件族的功能用于建立一系列结构相同而部分参数不同的部件。部件族的功能特点是在一个部件的基础上，通过电子表格设置各个部件的参数，然后利用电子表格设置的参数快速生成一系列部件，而不必逐个建立各个部件，从而大大提高了建模效率。根据其特点，其特别适用于标准件和常用件等部件的建立。
   
    创建部件族时需要首先创建一个模板部件，所谓模板部件只是一个普通部件，创建部件族时以该模板部件为基础，通过定义部件族中成员部件的不同参数而创建一系列的部件。
   
    在建模应用模块选择"工具"下拉菜单的"部件族"命令，打开如图2所示的"组件族"对话框，在"可用的列"下拉列表中选择"表达式"选项，在列表中选择"p1"单击"添加列"按钮(或双击该表达式)将其添加到"选中的列"列表框。用同样的方法将表达式"P3"添加到"选中的列"列表框。在"族保存目录"文本框指定部件的保存目录，如"DProgram Files UGSNX3.0"，也可单击【浏览】按钮通过打开的对话框选择保存目录。然后单击【创建】按钮，打开如图3所示的电子表格，按照图4所示填写部件组成员的名称和参数。接下来选择3,4,5这三行表格的参数设置单元(如图4所示的线框内的灰色部分)选择Excel的"部件族"下拉菜单的"创建部件"命令，则UGNX根据设置的参数创建部件族，并在UGNX弹出"信息"窗口显示部件族的创建信息，如图5。这样就可以依次在指定的部件族的保存目录下打开3个部件。所建立的部件族被建立为只读部件，修改成员部件必须修改部件族的模板部件或部件族的电子表格闭。

   
    根据封头建库方法建立筒体、接管、法兰、支座、人孔等其他通用零部件库以备调用。
    
    2化工设备整体装配
   
    完成各零件模型的设计后，根据设计要求利用UG提供的Assembly模块装配零件，采用从底向上建模、自顶向下建模和混合建模三种方法，调用已建立的零部件库可实现化工设备的快速装配，图6是渲染后的储槽装配体。使用菜单【装配】。【爆炸视图】完成对爆炸试图的操作，如建立爆炸试图、编辑爆炸试图、自动爆炸组件、不爆炸组件、删除爆炸试图、隐藏爆炸试图、显示爆炸试图、消隐组件、显示组件等，并调整零件放到合适的位置，如图7。

    
    3化工设备装配图管理
   
    UG具有强大的工程图设计功能，用户可以直接将3D模型制作成工程图，以指导设计生产。在创建基本视图后，可根据需要增加局部视图、修改视图、删除视图等，使储槽装配件清楚表达。工程图的各个视图都是相互关联的，如果在一个视图中修改尺寸，所有视图的相关部分都会被更新并且重新生成。工程图与相对应的三维实体模型之间也是相互关联的，如果在一个工程图中修改尺寸，对应的实体模型会有体现;相反，如果对实体模型进行修改，对应的工程图也会做同样的修改。
   
    对于工程图来说，UG并不是自身的强项，相比而言AutoCAD二维图形的发展更加完善，同时它还具有强大的图纸输出功能，是正式图纸输出的必不可少的工具。因此，常将UG已生成的工程图导人到AutoCAD中编辑处理。    
    4结束语
   
    应用上述设计方法可使化工设备设计像搭积木一样容易，零部件库的调用可实现化工设备的快速装配。提高了设计资源的共享程度和产品的开发速度，缩短化工设备的设计周期，减少了重复劳动，用程序控制的方法有效地解决了零件的再生问题。而应用装配关系式可完成相关零件的修改。生成二维装配图后可进一步建立由明细表管理零部件的数据库，限于篇幅在此不予展开。