0 引言

　　壓縮機是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的機器，應用極為廣泛。在采礦業(yè)、冶金業(yè)、機械制造業(yè)、土木工程、石油化學工業(yè)、制冷與氣體分離工程以及國防工業(yè)中，壓縮機是必不可少的關鍵設備之一。此外，醫(yī)療、紡織、食品、農業(yè)、交通等部門的需求也與日俱增。壓縮機因其用途廣泛被稱為“通用機械”。

　　氣閥組件是活塞式壓縮機的一個重要組成部分，氣閥組件的作用是控制氣缸中的氣體吸人和排出。而環(huán)狀氣閥組件又是最為常見的氣閥形式。生產氣閥的企業(yè)多數(shù)還采用二維CAD繪圖工具進行繪圖。雖然氣閥零件的結構形式已經(jīng)比較固定，但由于外型尺寸的不同，環(huán)數(shù)會有所不同，即便是同環(huán)數(shù)的零件，也有眾多的尺寸系列。每增加一種不同尺寸的氣閥組件，用二維CAD繪圖工具來繪圖，都需要重新繪圖，工作量比較繁重，即使用類似圖紙進行更改，由于尺寸變化，也需要大量的線條偏置或者拉伸拖動等操作，很多尺寸需要重標，且出錯率較高。

　　受某氣閥組件生產企業(yè)委托，近期筆者利用NXNX7.5軟件，通過該軟件的表達式工具，為該企業(yè)設計了多套主要氣閥零件的參數(shù)化模板，該模板包括零件的三維模型、二維工程圖及銑削加工程序。有了這些模板，再需要設計新的氣閥時，只需要打開該模板文件，再打開表達式對話框，將需要變化的參數(shù)進行一一更改，三維模型、二維工程圖及銑削加工程序均會跟隨零件參數(shù)的變化而變化。本模板全部基于參數(shù)化設計，因此不僅可大大節(jié)省繪制時間，而且不容易產生計算錯誤。

　　本文以一種四環(huán)閥座零件為例，詳細介紹參數(shù)化模板的設計原理和制作過程，供大家參考。

1 四環(huán)閥座參數(shù)化模板的實體建模過程

　　1.1 創(chuàng)建閥座表達式

　　打開NX7.5軟件，創(chuàng)建一個新的文件，然后進入建模環(huán)境。單擊“工具”/“表達式”選項，或使用快捷鍵Ctrl+E，將打開“表達式”對話框，在該對話框中按表1所示逐一輸入相關的表達式：表達式“名稱”欄輸入表1第一列的字母，“公式”欄輸入表1第三列對應的公式或者數(shù)值，每輸完一條，點擊公式后面的對號進行輸入確認。注：該參數(shù)名稱是筆者根據(jù)自己的理解自定義的未必與企業(yè)的命名一致，此處也可以用企業(yè)習慣的其他字母替換。

　　1.2 創(chuàng)建閥座坯體

　　第一步：單擊“插入”/“草圖”選項或單擊“草圖”圖標，打開“創(chuàng)建草圖”對話框，在默認基準平面上使用草圖工具繪制閥座坯體截面輪廓草圖，同時進行草圖約束(幾何約束+尺寸約束），然后雙擊每個尺寸，將尺寸值通過公式選項輸入對應的表達式中的公式名稱，草圖效果如圖3所示，最后按“完成草圖”按鈕退出草圖環(huán)境。

　　第二步：單擊“插入”/“設計特征”/“同轉”命令或單擊“特征”工具欄中的按鈕，系統(tǒng)彈出“回轉”對話框，首先選擇前面完成的草圖曲線作為同轉截面線，然后選擇Z軸作為同轉軸，再輸入同轉角度值為360，布爾選項選擇“無”，然后確認完成同轉特征的創(chuàng)建。完成效果如圖4所示。

　　1.3 創(chuàng)建長圓槽特征

　　第一步：參照1.2第一步操作步驟，選擇閥座坯體大端面作為草圖平面，繪制長網(wǎng)槽輪廓線(注意此處只需完成1/4輪廓的繪制，其余部分可通過后面的陣列命令完成)，同時將尺寸值通過公式選項輸入對應的表達式中的公式名稱或計算公式。

　　第二步單擊“插入”/“設計特征”/“拉伸”選項或單擊圖標，系統(tǒng)彈出“拉伸”對話框，首先選擇上一步繪制的長網(wǎng)槽輪廓曲線作為拉伸截面線，然后選擇拉伸方向(指向實體內部)，再通過公式方式將拉伸距離數(shù)值設為表達式“cs”，布爾選項選擇“求差”，然后確認完成拉伸特征的創(chuàng)建。此時閥座坯體被切出1/4長網(wǎng)槽。

　　第三步：執(zhí)行“插入”/“來白曲線集的曲線”/“投影”命令或單擊“曲線”工具欄中的“投影曲線”按鈕，要投影的曲線選擇前面所繪制的長網(wǎng)槽曲線，投影對象選擇閥座坯體的另一端面，其他選項默認設置，單擊“確定”按鈕在閥座坯體的另一面投影出相同形狀的曲線．然后再單擊“曲線”工具欄中的“偏置曲線”按鈕，將剛剛投影的曲線向外偏置“(ckd-ckx)/2”的距離，得到一組新曲線。

　　第四步：執(zhí)行“插入”/“網(wǎng)格曲面”/“直紋面”命令或單擊“曲面”工具欄中的“直紋面”按鈕，分別以拉伸槽底輪廓為截面線串1，對應的偏置曲線作為截面線串2，生成多個錐形直紋體。然后再執(zhí)行一個布爾求差命令，創(chuàng)建出錐形長網(wǎng)孔。

　　第五步：執(zhí)行“插入”/“關聯(lián)復制”/“實例特征”命令或單擊“特征操作”工具欄中的“實例特征”按鈕，進入“實例特征”對話框，選擇“陣列面”方式之網(wǎng)形陣列，選擇長網(wǎng)槽的所有面(包括直槽和錐槽部分)為陣列面，選擇過閥座坯體軸線的Z軸作為陣列同轉軸，圖樣屬性選項中角度欄設為90，網(wǎng)數(shù)量欄設為4，在單擊“確定”按鈕，完成特征復制操作。

　　1.4 創(chuàng)建環(huán)槽特征

　　第一步：參照前述參數(shù)化草圖創(chuàng)建方法，在垂直于閥座端面且過中心軸線的平面上創(chuàng)建如圖7所示環(huán)槽截面輪廓草圖。注：多個相同尺寸的矩形曲線，只需繪制第一個并完整約束，其余的可通過陣列曲線之線性陣列方式生成，陣列節(jié)距為k/2。

　　第二步：參照前述同轉命令的使用方法，創(chuàng)建環(huán)槽回轉特征，同時通過布爾“求差”選項，生成環(huán)槽特征。

　　1.5 創(chuàng)建中心孔特征

　　執(zhí)行“插入”/“設計特征”/“孔”選項或單擊“孔”按鈕，彈出“孔”對話框，指定閥座大端面中心點為孔中心位置，通過公式設孔直徑為表達式“nkzj”，深度限制為貫通體，單擊“確定”按鈕，完成中心孔特征的創(chuàng)建。

　　最后參照1.4第一步和第二步操作方法，將長網(wǎng)槽直槽部分回轉貫通，也生成環(huán)槽。同時進行拔模、倒角等細節(jié)操作。

2 閥座模板二維工程圖及加工程度設計

　　在此參數(shù)化模板三維模型的基礎上通過軟件的工程圖模塊制作對應的二維工程圖，工程圖效果如圖2所示。在此參數(shù)化模板三維模型的基礎上通過軟件的加工模塊生成加工盤軌。具體設計過程在此文中暫不進行詳細介紹。

3 閥座參數(shù)化模板的使用方法

　　有了此三維參數(shù)化模板文件后，每次需要創(chuàng)建不同尺寸的四環(huán)閥座零件時，只需將該模板文件另存，然后進入建模環(huán)境，單擊“工具”/“表達式”選項，打開“表達式”對話框，在表達式列表中，根據(jù)設計要求，修改表1中所涉及的參數(shù)，然后確定完成，便可以快速得到一個新參數(shù)的四環(huán)閥座模型。

　　當該模板尺寸更改后，二維工程圖的各個視圖及相關尺寸均會自動發(fā)生相應變化，設計者只需簡單的調整一下圖面上諸如個別中心線、個別表面粗糙度及形位公差等的位置，一張新圖就完成了。刀軌也只需要通過簡單的重新生成操作，亦可跟隨模型尺寸的變化自動重新計算和生成，然后進行后處理操作，便可以生成NC代碼，從而進行零件的實物加工。

4 結束語

　　總之，有了該參數(shù)化模板，將為今后的氣閥組件設計工作提供了極大的方便，不僅可以節(jié)約技術人員的大量時間．減少勞動強度，而且對技術人員的繪圖能力和軟件熟練程度降低了要求，即使一個NX軟件的應用新手，只要稍做指導，便可以掌握該模板的使用。另外由于應用該參數(shù)化模板后，工程圖尺寸基本不需要手工輸入，加工時的下刀點和刀軌也不需要人手工計算．NC碼也不需要手工編寫，因此也將會大大降低設計和加工的出錯幾率，降低生產成本，提高生產周期。綜上所述，該系列參數(shù)化模板具有很強的應用性，是非常值得推廣應用的。