第一章 绪论
一、Pro/e公司简介
1985年,PTC公司成立于美国波士顿,开始参数化建模软件的研究。1988年,V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展,Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER WildFire6.0(中文名野火6)。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能,还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了全面、集成紧密的产品开发环境。是一套由设计至生产的机械自动化软件,是新一代的产品造型系统,是一个参数化、基于特征的实体造型系统,并且具有单一数据库功能的综合性MCAD软件。
二、Pro/e历史特点和应用现状
经过20多年不断的创新和完善,pore现在已经是三维建模软件领域的领头羊之一,它具有如下特点和优势:
参数化设计和特征功能 Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统,工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,如腔、壳、倒角及圆角,您可以随意勾画草图,轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。
单一数据库 Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上,不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个用户在为一件产品造型而工作,不管他是哪一个部门的。换言之,在整个设计过程的任何 一处发生改动,亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。
例如,一旦工程详图有改变,NC(数控)工具路径也会自动更新;组装工程图如有任何变动,也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合,使得一件产品的设计结合起来。这一优点,使得设计更优化,成品质量更高,产品能更好地推向市场,价格也更便宜。
1. 全相关性
Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括装配体、设计图纸,以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改,却没有任何损失,并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。
2. 基于特征的参数化造型
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Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象,并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如:设计特征有弧、圆角、倒角等等,它们对工程人员来说是很熟悉的,因而易于使用。
装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数(不但包括几何尺寸,还包括非几何属性),然后修改参数很容易的进行多次设计叠代,实现产品开发。
3. 数据管理
加速投放市场,需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率,必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制,正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作,由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能,因而使之成为可能。
4. 装配管理
Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令,例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来,同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理,这些装配体中零件的数量不受。
5. 易于使用
菜单以直观的方式联级出现,提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项,同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助,这种形式使得容易学习和使用。
综上所述,Pro/e广泛应用于以下行业:航天和国防、航空公司、汽车、消费品、电子和高科技、鞋和服饰、工业、设备、医疗设备、零售等等。
三、本课程设计的基本内容
通过设计零件、组装零件、绘制工程图,从而加强对相应命令的掌握。
第二章 基础设计
一、圆锥齿轮的建模
1、新建零件命令,命名为yuanzhuichilun,进入绘图区,选择混合伸出项,画下底圆,然后单击右键,切换平面,再画一个同心圆,单击确定键,输入深度后预览,如图(2-1)效果,达到要求,单击确定键。
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图(2-1)
2、通过旋转确定,选择去除材料
,定义草绘平面,绘制一段封闭曲线,定义旋转中心线,单击
,从而生成,如图(2-2)。
图(2-2)
3、确定拉伸平面,因为所做是圆锥齿轮,要在圆锥斜平面内绘制拉伸构建,所以必须定义平面,单击
,如图(2-3)命令。
图(2-3)
单击确定键,最终生成可拉伸的斜平面,如图(2-4)。
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图(2-4)
4、选择拉伸命令,定义刚才确定的平面为草绘平面,并草绘绘制齿轮外轮廓,如图(2-5)。
图(2-5)
在草绘完成后,单击确定键,选取拉伸样式为,从而生成如图(2-6)。
图(2-6)
5、选择刚才绘制的齿轮,单击阵列命令,阵列以中心轴为旋转轴,
在360度内阵列40个,最后生成齿轮,如图(2-7)。
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图(2-7)
6、每个齿轮,都有一根轴,最后通过拉伸命令,在其内部绘制一根轴,然后通过拉伸除料命令,最后生成一个完整的圆锥齿轮,如图(2-8)。
图(2-8)
第三章 综合设计
一、下盒的建模
1、新建零件命令,选择体步骤如图(3-1)、(3-2)。
拉伸实体,定义草绘平面并绘制下盒基本轮廓,具
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图(3-1)
图(3-2)
单击确定,生成实体,如图(3-3)。
图(3-3)
2、选取上基准平面,让其向下偏移10cm作为草绘平面,然后选取拉伸命令,
并进行草绘,如图(3-4)。
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图(3-4)
在确定生成实体后,选择抽壳命令,对其进行抽壳,如图(3-5)。
图(3-5)
3、选择拉伸命令,重新定义草绘平面,并绘制密封圈。先绘制内轮廓线,然后通过偏移命令
,对其整体进行向外偏移20cm,如图(3-6)。
图(3-6)
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单击确定键,生成实体,如图(3-7)。
图(3-7)
4、下盒侧面的建模,同样通过选取拉伸命令,然后定义草绘平面,绘制其轮廓线,单击
键,生成实体,具体如图(3-8)、(3-9)、(3-10)。
图(3-8)
图(3-9)
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图(3-10)
5、最后通过对其进行倒圆角例如
,倒边角命令,对其进行倒角尺寸约束,
,单击确定,最终生成下盒的建模,如图(3-11)。
图(3-11)
二、密封圈的建模
密封圈的尺寸,主要根据下盒建模尺寸而定。密封圈的建模首先选取拉伸命令,
定义草绘平面,通过约束、对齐等命令绘制与下盒完全吻合的草绘尺寸,如图(3-12)。
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图(3-12)
在基本轮廓形成和,单击确定键,从而完成密封圈的建模,如图(3-13)。
图(3-13)
三、上盒的建模
1、上盒的建模与下盒的基本相同,通过拉伸、抽壳等命令,在这里相似部分
就不详细介绍了。经拉、伸草、修改等命令后,生成初步轮廓如图(3-14)。
图(3-14)
2、绘制连接器与上盒的接口部分,通过拉伸、草绘、除料命令,单击确定,最终生成上盒模型,具体步骤如图(3-15)、(3-16)。
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图(3-15)
图(3-16)
四、连接器的建模
1、连接器的建模,尺寸要根据与上盒连接处尺寸确定。首先要进行两次拉伸命令,从而生成实体,步骤如图(3-17)、(3-18)。
图(3-17)
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图(3-18)
2、在外轮廓形成后,通过倒角命令终生成连接器模型,如图(3-19)。
、,对其进行倒角尺寸约束,最
图(3-19)
五、分液管的建模
1、首先通过拉伸,定义草绘平面,草绘绘制分液管基本轮廓,如图(3-20)。
图(3-20)
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2、通过拉伸去除材料,从而将上图中间形成空孔,如图(3-21)。
图(3-21)
3、对上实体进行倒角命令,最终生成分液管模型,如图(3-22)。
图(3-22)
六、分液盒的装配
1、 新建一个文件,在“文件”新建命令中选着“组件”命令。然后单击并在“约束类型”选“缺省”,从而固定下盒。
2、单击
,选取密封圈,将其调入组装图,通过3次配对命令,将密封圈
特征
按钮,系统弹出“打开”对话框,选择下盒模型,单击“确定”。在操控栏中单击“放置”,
完全约束在下盒缺口部分,如图(3-23)。
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图(3-23)
3、装配上盒,单击,将上盒调入装配图中,通过配对、对齐等命令,从
而完将上盒与下盒完全约束,如图(3-24)。
图(3-24)
4、装配连接器,单击,将连接器调入装配图,通过配对、对齐命令,从
而连接器完全约束在上盒上,如图(3-25)。
图(3-25)
5、装配分液管,单击,将分液管调入装配图,通过配对、插入命令,从
而分液管完全约束在上盒上,最后完成分液盒的装配,如图(3-26)。
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图(3-26)
6、生成爆炸视图,在菜单选项中选择“视图”,选择“视图管理器”命令,系统弹出“视图管理器”对话框。选择“分解”标签页,单击“新建”按钮,新建一个爆炸图,单击“编辑”菜单 ,并在其中选择
“分解模式”命令,菜单中选择“编辑位置”命令。
在对话框中选择“运动类型”为“平移”选择“运动参照”为“视图平面”。在图形窗口中依次选择组成装配体的各个零件,然后用鼠标左键拖动远见到合适的位置并松开鼠标。
单击“确定”完成“分解位置”对话框设置,返回菜单。 单击“完成/返回”命令,返回“视图管理系统”对话框。 单击“关闭”按钮,完成装配分解图的设置。如图(3-27)。
图(3-27)
七、绘制工程图
1、草绘工程图轮廓,如图(3-28)。
图(3-28)
2、新建格式,将草绘图形转换成工程图图纸,如图(3-29)。
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图(3-29)
3、通过, 命令,在工程图图纸内进行文字标注,如图(3-30)。
图(3-30)
4、新建绘图命令,选择图纸和零件,如图(3-31)。
图(3-31)
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5、单击,点击图纸左上角,将零件导入图纸。创建主视图,导入连接器实
体,然后创建左视图和俯视图。双击各个视图,弹出绘图视图窗口,通过相应的截面、视图显示等,更改视图样式,如图(3-32)。
图(3-32)
6、最后对三视图进行尺寸标注,单击,选择,选择要进行标注的
轮廓,从而完成工程图的绘制,如图(3-33)。
图(3-33)
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小结与体会
为期三周的Pro/E课程设计很快结束了,通过课程设计,感觉自己学到了很多东西,不但加深了上课时老师传授的课程,更加强了自己动手动脑发掘研究的能力,从而让我受益匪浅,同时也让我感觉到原来画图创建实体也是一件有趣的事。
我认为学好Pro/E要做到以下几点:
1、持之以恒,最好是每天坚持学下去,尽管一天只是学习了很短一段时间,但你一定会有惊喜的收获,这也是做任何事情成功与否的关键。
2、要有学习Pro/E的条件,它关联的只是很广,如制图,高数等等。 3、选择一本好的教材,这是关键一步。我感觉我们的教材就很好,因为它不但有详细讲解分析,还有课后练习等。
4、在学习的过程中,要严格要求自己,要注重方法和原理,多问为什么,多探索制作方法,因为每个零件都有很多中方法制作。
5、遇到问题要立即解决,做到有问题及时解决,别让问题挡住你前进的道路。 通过这次课程设计,让我对Pro/E的基本功能有了更加深刻的印象,对绘制零件图、绘制工程图、绘制装配图等命令的应用更加熟悉。
在今后的生活学习中,我还要坚持学习和探索这门课程,从而增加自己对Pro/E的了解,为今后的从事其相关行业奠定充足的基础。
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参考文献
【1】唐承统.计算机辅助设计与制造【M】.北京:北京理工大学出版社,2008.
【2】胡于进.基于Pro/E的标准件库及其装配工具集的开发【J】.计算机与数字工程,2009,(5):56-60.
【3】吴明友.数控加工自动编程——Pro/E Wildfire +Mastercam详解【M】.北京:清华大学出版社,2008.
【4】孙江宏等. Pro/ENGINEER Widfire(野火版)数控加工教程【M】.北京:清华大学出版社,2005.
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