Creo2.0是一款由美国PTC公司推出的参数化的三维设计软件，其前身是Pro/E，该软件以参数化功能和相关性设计而著称，自20世纪80年代末传入中国。Creo2.0版本于2012年上市，目前在国内已经广泛应用于汽车、家电、模具和航空航天等领域。

散热器是汽车发动机冷却系统的一个核心部件，其产值在整车中占有重要地位，车用散热器常用的型式有管片和管带式两种，其基本结构包括散热器芯体、上水室和下水室。因散热器的核心为芯体，具备普遍性，本文介绍了基于Creo2.0的管带式汽车散热器芯体的参数化设计应用，旨在为车用零部件的新产品的开发提供一种高效率的设计理念。

TOP_DOWN

TOP_DOWN是一种自顶向下的先进的设计方法，基本设计思路为：在设计准备和概念设计阶段就做好顶层规划，使设计数据能从顶层模型传递到底层模型，最大程度地减少设计过程中的重复性工作。TOP_DOWN的实质是一个设计数据的传递过程，通常是由设计主管根据产品分析，设计出Layout和整体骨架，然后从中选取一些定位元素(如点、线、面、坐标系或其组合)发布几何，然后由每一位参与的设计技术人员复制出由设计主管发布的几何，来完成详细的零部件设计。

1.定义设计意图

任何一种产品的设计都可能涉及到多类信息，为了达到产品设计要求的目的以及满足产品所需功能，在产品设计开始之前，必须进行整体的规划，如参数、尺寸变化关系、零部件变形与否、零部件替换条件以及零部件装配位置等，根据整体规划创建概略的草绘图、划分产品设计的范围并建立产品设计规范等。

2.定义产品结构

为了更好地体现产品设计的逻辑性和条理性、数据的可重用性、高效设计以及设计期间的输出等，在进行产品实质性的设计之前，我们需要收集、分析各零部件之间的装配隶属关系，并据此以空的零件或子装配定义并建立好整个产品的模型树，此步骤中暂时不考虑零部件的装配方式，只是从总体上以模型树的形式来表达产品的零部件层次结构。

3.定义Layout与骨架

Layout与骨架是TOP_DOWN设计方法中实现设计数据从顶层往下传递的两个工具。

Layout中记录了产品设计相关的所有参数，Layout中的参数通过“声明”传递给骨架，在实际使用过程中，当建立完参数化的三维模型后，只要修改Layout中的参数，即可控制模型的变化。Layout中设计参数时，需要注意的是，针对每一个参数都要事先定义好“参数类型”，Layout中的参数类型有以下4种可供选择：实数、整数、字符串以及是/否。为了以后阅读方便，最好对每一个参数加以说明。为了以后产品设计中修改参数方便，可以在Layout中建立表格，利用Creo2.0的相关性，将参数信息显示在表格中，在使用时，只需修改表格中的参数，然后重生模型即可。

骨架中利用点、线、面、曲面、坐标系或其组合来表达产品的零部件之间公用信息、装配位置信息以及结构信息。通过发布几何来实现设计信息的自顶向下的传递。

4.完成模型设计

在模型树和Layout与骨架都定义完毕后，就可进行下阶段的产品各零部件的详细设计。各零部件可以利用复制骨架中发布的几何以及Layout传递给骨架的参数来进行具体的设计，采用复制几何设计的零部件，设计完毕只需默认安装即可。同一采用复制几何来设计的零部件如果有多个，且出现在不同的位置，如果彼此之间的位置有一定的逻辑关系，可用阵列来实现，否则的话，手动安装处理。如果标准件和通用件能利用已经建立好的数据库，可以直接选择所需的标准件和通用件进行手动装配。

产品设计完毕，应用干涉检查功能，查找零部件之间装配的干涉情况，如果存在干涉，需进行处理。

管带式汽车散热器芯体结构

管带式汽车散热器是汽车发动机冷却系统散热器的一种重要形式。随着技术的进步，汽车发动机的功率和转速在不断提高，热负荷也在不断增加，因此对发动机冷却系统提出了越来越高的要求，人们对发动机冷却系统的核心——散热器的研究也越来越重视，目前汽车用散热器正朝着高效、轻量化方向发展。而芯体作为散热器的核心零件，其结构尺寸决定着散热器的外形，因此针对管带式汽车散热器芯体进行参数化设计具有重要的现实意义，本文以管带式汽车散热器的芯体为例，阐述了在Creo2.0开发平台中，如何利用TOP_DOWN设计方法实现产品的参数化三维模型的设计，最终通过修改参数，达到快速变形的目的，以缩短新产品的开发周期，旨在为其他汽车零部件的参数化设计提供一种设计理念。

管带式散热器芯体外形结构的三维模型如图1所示。

1.芯体布局分析

管带式散热器芯体包括换热管和翅片两部分，其中换热管的管排数和管列数决定着散热器芯体的整体布局，目前分析结果，管排数与管列数可以根据需求改变;翅片型式有多种，本文以两种翅片型式(见图2、图3)为例，来说明参数化设计过程中如何实现翅片型式的改变。

2.设定芯体参数

为了能够全面反映芯体结构，我们在对芯体结构以及换热管和翅片的结构尺寸进行分析后，提取了11个参数，如表所示。

TOP_DOWN实现过程

新建装配CYGDSRQ.ASM，在该装配下新建一个CYGDSRQ_SKEL0001.PRT的骨架文件，然后新建3个空白零件：换热管零件TUBE.PRT、1型翅片FIN1.PRT以及2型翅片FIN2.PRT(见图4)。为了实现翅片型式的互换，我们又建立一个翅片的互换组件HHFIN.ASM。

根据表2设定的芯体参数，我们建立了一个名为CYGDSRQ.LAY的Layout，并建立了一个与参数相关联的表格，以便使用时修改参数方便，并在所建的骨架中声明该Layout。

通过对管带式散热器芯体的结构分析，整个芯体包括换热管和翅片两个零件，因此在骨架中要建立其定位关系，然后发布几何。骨架中包括的特征有换热管的定位和换热管曲面、翅片的定位面以及换热管和翅片的发布几何(见图5)。各特征的定位关系通过关系式编写程序控制，关系式跟参数关联，而骨架通过声明已经与Layout关联，故直接修改Layout中的参数，即可修改骨架，从而实现参数的传递。

从空的总装配中打开名为TUBE.PRT的换热管零件，采用外部参照的方式复制来自骨架的“换热管发布几何”，为了以后查找修改方便，将从骨架复制过来的发布几何重命名为“换热管复制几何”，创建特征，换热管零件创建完毕(见图6)。

同理创建出两个翅片零件，最后在总装配中编写换热管和翅片的阵列关系式，三维模型创建完毕。此时修改参数，重生模型，即可得到新的三维模型，不同参数和翅片型式控制下的三维模型如图7、图8所示。

结语

本文利用Creo2.0三维设计软件，采用TOP_DOWN设计方法，利用Layout和骨架控制顶层设计数据，以一种管带式汽车散热器芯体为例，建立了参数化的三维模型，变形结果表明自顶向下的TOP_DOWN设计方法，在工业产品设计中的应用是切实有效的。由于整个设计过程，在一开始就控制着产品设计的目标和性能，使得设计数据能够从顶层逐步传递，从而使得产品零部件的设计能够逐步细化，保证了设计结果的准确性，有效缩短了产品设计周期。

上汽大众汽车有限公司作为国内规模最大的现代化轿车生产基地之一，在扩大自身生产规模的同时不断地提高零部件开发设计能力和制造能力，从而带动中国轿车零部件工业的振兴。例如在最新推出的高端轿车上，采用了很多崭新的零部件设计理念。希望通过这一举措，为形成符合国际水准的零部件生产打下坚实的基础，为振兴中国的汽车工业发挥奠基石的作用。本文所做工作，就是为实现这一举措的一个探索性环节。