使用Pro/E軟件由三維模型生成工程圖非常方便,設計人員隻需對係統自動生成的視圖進行簡單的修改或標注就可以完成工程圖和繪製。由於Pro/E是尺寸驅動的CAD係統,在整個設計過程的任何一處發生改動,亦可以前後反映在整個設計過程的相關環節上。這為實現產品設計的自動化創造了有利的條件。

1.1.2Pro/E的建模準則

美國PTC公司突破了機械CAD/CAE/CAM的傳統觀念,提出了單一數據庫、參數化、基於特征、全相關的CAD設計新思想,這種全新的概念已成為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準。Pro/E係統正是利用這種獨特的建模方式和設計思路,開發出第三代優秀CAD/CAE/CAM產品,因而表現出了不同於一般CAD軟件的優越建模特性,能將設計至生產全過程集成到一起,讓所有的用戶能夠同時進行同一產品的設計製造工作,即實現所謂的並行工程。

(1)參數化設計。

Pro/E軟件是第一套將參數化設計理論應用於實際工程的大型應用軟件。在參數化設計中,實體模型將取代線框模型和曲麵模型,實體模型更加真實和直觀,與生產中的產品非常接近。同時,實體模型還具有質量、體積、質心和重心等物理屬性,可以非常方便地對模型進行分析和製造等後續處理。

尺寸驅動是參數化設計的重要特點。所謂尺寸驅動是指以模型的尺寸來決定模型的形狀。一個模型由一組具有一定相互關係的尺寸進行定義。設計者修改尺寸參數後,經過再處理後即可獲得新的模型形狀,直觀快捷。

此外,參數化設計還有利於檢查模型尺寸之間是否一致,模型上是否存在欠約束和過約束的情況。如果模型之間存在著不一致的情況,或者模型之間有欠約束和過約束的現象,係統會適時地給出相關提示和說明。

(2)特征建模。

一個複雜模型可以看成是由若幹不同種類的特征按照一定方式組合生成的。特征是對有實際工程意義的圖元的高級抽象。Pro/E是基於特征的實體模型化係統,對設計對象的形狀、結構和裝配以及相互關係等進行合理的抽象即可獲得各種類型的特征,例如實體特征、曲麵特征和圓孔特征等。工程設計人員采用具有智能特性的功能去生成模型,如腔、殼、倒角和圓角,就可以隨意勾畫草圖,輕易改變模型。這一功能特性給工程設計者提供了在設計上從未有過的簡易和靈活。

相對於線框模型、曲麵模型以及實體模型,特征造型是把一些複雜的操作屏蔽起來,設計人員隻需繪製好二維草圖後借助於拉伸、旋轉和掃描等造型方法就可以創建出各類基礎特征,然後可以在各種基礎特征之上再添加各種旋轉特征如圓孔、倒角等,整個設計過程一目了然。

(3)全相關的單一數據庫。

所謂單一數據庫,就是工程中的資料全部來自一個數據庫,使得每一個獨立用戶在為一件產品造型而工作,而不管它是哪一個部門的。換言之,可以使不同部門的設計人員能夠同時開發同一個產品而實現協同工作。

更加重要的是,在整個設計過程的任何一處發生改動,亦可以前後反映在整個設計過程的相關環節上。例如,一旦在工程詳圖有改變,NC(數控)工具路徑也會自動更新;組裝工程圖如有任何變動,也完全同樣反映在整個三維模型上。這種獨特的數據結構與工程設計的完整結合,使得一件產品的各個環節緊密結合起來。

綜上所述,基於特征、單一數據庫、全尺寸相關、參數化造型原理是Pro/E係統的核心設計思想。

1.2Pro/e三維實體造型與基準特征

1.2.1草繪模塊

二維草繪功能是Pro/E係統三維實體造型的基礎,熟練掌握草繪模塊的功能是學習Pro/E軟件的關鍵一步。在三維實體造型的過程中,尤其是進行具有複雜曲麵形狀的產品設計時,一般是首先進入草繪模塊繪製二維草圖,然後再根據產品設計的具體情況對二維草繪圖進行編輯和修改。最後對繪製的二維草圖可以通過拉伸、旋轉、掃描和混合等操作設計出具有任何複雜開關的產品。

1.2.2三維實體造型與基準特征

(1)三維實體造型。

Pro/E的三維實體建模與二維平麵草繪息息相關。無論是創建實體特征還是曲麵特征,都需要首先繪製好草繪剖麵,然後通過對草繪剖麵的拉伸、旋轉、掃描及混合等特征操作來生成所需的實體特征。因此,二維草繪是三維實體建模的關鍵。

對於複雜的三維實體模型,一般按照點、線、麵和體的順序來建模,即先生成一些關鍵點,然後由點生成線,再由線創建曲麵,最後由曲麵生成符合設計要求的實體模型。當然,對於比較簡單的實體模型,可以直接由草繪剖麵依靠拉伸、旋轉、掃描等特征來創建。

總之,絕大多數的三維實體造型都可以通過對二維草繪剖麵的特定操作來完成。

(2)基準特征。

基準特征是Pro/E係統在三維造型設計過程中非常重要而且很有用的特征。默認情況下每當用戶打開一個新的設計界麵後,係統都會自動顯示TOP、FRONT、RIGHT三個正交標準基準平麵和一個坐標係。此外,係統還提供了一個特征旋轉中心。基準特征都包括基準平麵、基準軸、基準坐標係、基準曲麵等。

例如:基準平麵是所有基準特征中使用最多,同時也是最重要的基準特征。基準平麵並非實體特征,它沒有厚度,並且在空間上可以無限延伸。另外,在進行三維實體造型設計時,都直接或間接地以TOP、FRONT、RIGHT這三個基準平麵作為參考,以後新加的基準平麵係統則以DTM1、DTM2等來標識。

1.3基礎實體特征

特征是Pro/E設計和操作的最基本的單位,而基礎實體特征是創建模型的第一個特征,是其他類型特征的基礎和載體。三維實體特征的創建是係統的核心內容之一。其中基礎實體特征是產生放置實體特征的基礎,基礎實體特征的創建原理對於創建其他特征具有指導作用。

Pro/E係統在大多數三維實體建模的過程中,均是首先從二維草繪開始,繪製出二維草繪截麵幾何圖形後,通過對草繪截麵的不同操作來生成三維實體。例如:將草繪截麵沿法向拉伸一段距離即可生成拉伸實體特征;將草繪截麵沿指定曲線作掃描運動則可以生成掃描實體特征;將草繪截麵沿指定的中心軸線旋轉則可以生成旋轉實體特征。因此,按照對二維草繪截麵不同操作方式,Pro/E創建三維實體特征的方法主要有拉伸實體特征、旋轉實體特征、掃描實體特征、混合實體特征等,基礎實體特征的創建一般在零件模塊下進行。

1.4工程特征和構造特征

工程特征和構造特征也稱為放置特征,它是指必須在已有實體特征的基礎上經過材料的切減或添加後才能生成的特征。

Pro/E建模方法更加接近於真實的機械加工過程,即首先創建基礎特征,這相當於在機械加工之前先加工毛坯;已經創建成功的基礎實體特征就相當於生產過程中由原材料所加工出來的毛坯零件。毛坯零件一般需要進行倒角、添加圓孔等精加工過程,才能加工出符合設計要求的產品。基礎實體特征同樣需要進行精雕細刻,即通過在基礎實體特征上添加管道、圓孔、圓角、倒角等工程特征,或者通過在基礎實體特征上添加管道、軸等構造特征,不僅可以創建各種符合設計規範的產品,而且可以設計出美觀精致的三維實體零件。我們將工程上應用最為廣泛的孔特征、殼特征、筋特征、拔模特征、倒圓角特征及倒角特征統稱為工程特征;而將工程中常見的一些構造如管道、軸、退刀槽、修飾螺紋及草繪的修飾特征等稱為構造特征。

1.5特征操作

我們用到的特征的各種基本操作方法包括特征複製、特征陣列等。例如:當用戶在實際工程的設計過程中遇到大量具有相同結構的零件產品時,如果依次重複這些產品的創建步驟來生成實體模型,就顯得既枯燥繁瑣,又浪費時間。在這方麵,Pro/E係統提供了特征的複製功能,可以輕鬆方便地創建出任意數目相同結構的實體特征。利用特征複製可以大幅度提高產品的設計效率。