PROE油缸实体造型设计

1、摘要启闭机用于各类大型给排水、水利水电工程。用于控制各类大、中型铸铁闸门及钢制闸门的升降达到开启与关闭的目的。启闭机按照类型分为液压启闭机，卷扬启闭机，门机，手轮启闭机，手摇启闭机，螺杆式启闭机等。液压启闭机由于在设计和制造方面存在精度和用料等方面的限制，故现在基本上采用三维绘图软件设计和装配液压启闭机的各部分零件，随着三维绘图技术的不断完善和成熟，三维技术在工程件检修和设计方面起到了举足轻重的作用。Pro/E即为一款三维绘图软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一，得到了大

2、众的认可。本论文主要介绍如何利用Pro/E软件对液压启闭机油缸的各部分零件进行绘制并装配成实体。通过对CAD二维图纸的分析、查阅相关资料之后，通过Pro/E软件中的零件模块和装配模块分别对零件进行设计和将零件组合成完整的实体，运用到的主要设计方法多种多样，如运用旋转特征对圆盘类和圆柱类等具有单一对称轴的圆形零件进行操作。设计中综合运用机械设计基础、机械制图、机械制造基础，在Pro/E搭建的平台上对液压启闭机进行全方位的设计和装配，并可以通过对装配体的修改达到二次开发的效果。关键词： 液压启闭机，三维绘图软件，CAD/CAM，Pro/EAbstractHoister are used for a

3、ll kinds of large Water and Wastewater Engineering, water conservancy and hydropower projects.Used for controlling all kinds of big, medium-sized iron gates and steel gate lifting which can achieve the purpose of opened and closed. Hoist according to type into hydraulic hoister, roll Yang hoister, d

4、oor machine, the handwheel hoister, hand operated hoister, screw headstock gear. Because of the hydraulic hoister existing a limit in design and manufacture of precision and materials etc, so now basically used 3-d graphics software design and assembly of the hydraulic hoister each parts.With the 3d

5、 drawing technology becoming perfect and mature, 3d technology palyed a pivotal role in the engineeringof a repair and design area. Pro/E namely as a super 3d drawing software, the three-dimensional modeling software occupies an important position field, and as the world mechanical CAD/CAE/CAM domai

6、n the new standards and have been recognized and promotion, is now the most successful one of CAD/CAM software, got public recognition. This thesis mainly describes how to use the software Pro/E to complete each parts of oil cylinder drawing and assembling into entity. Through the analysis of two-di

7、mensional drawing by CAD, access relevant information , useing the parts module and assembly software design of Pro/E for parts modules and parts assembled into complete entities, applied to the main design various ways, such as using the rotating cylinder of the disk type and characteristics such a

8、s the axis of symmetry with a single round parts operate. Design comprehensive use of mechanical design basis, mechanical drawing, mechanical manufacturing base in Pro/E, build on the platform of the hydraulic hoister carry on the omni-directional design and assembly, and may through the modificatio

9、n of assembly body to second development effect. Key word: Hydraulic hoister，3d drawing software，CAD/CAM，Pro/E目录第一章 绪论1第一节 CAD/CAM的发展与应用概况1第二节 CAD/CAM的技术现状4第三节 Pro/E油缸实体造型研究的意义6第二章 Pro/E软件简介及基本操作8第一节 Pro/E概述8第二节Pro/E软件的主要模块组成8第三节 Pro/E基本操作11第三章 Pro/E油缸零件实体造型18第一节 液压启闭机介绍18第二节 油缸的绘制及技巧分析18第三节 Pro/E液压

10、启闭机油缸零件图21第四章 Pro/E油缸零件装配24第一节 Pro/E装配设计24第二节 Pro/E油缸零件装配25第五章 结论与展望33参考文献34致谢35第一章 绪论第一节 CAD/CAM的发展与应用概况现代社会中无论是哪方面的设计都离不开图形，但是传统的手工图形绘制不仅速度慢，而且质量也不高。对于传统制图有个最大的缺点就是所花费的精力非常大。而随着时代的进步，科技的发展，尤其是计算机技术的进步，使得以计算机为辅助系统的绘图工具的优点和效率日渐突出。也因为如此， CAD/CAM成为计算机在绘图方面应用最广泛的工具。CAD【1-2】是指计算机辅助设计。对于CAD的定义,国际信息处理联合会认

11、为：CAD是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。CAD技术的发展和形成至今有50多年的历史了，自20世纪50年代在美国诞生了第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术，即CAD技术。到目前，CAD的发展经历了四次技术革命。第一次CAD技术革命曲面造型系统， 在60年代出现的三维CAD系统只是极为简单的线框式系统，它只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系。进入70年代，只能采用多截面视图、特征纬线的方式来近似表达所设计的自由曲面。随着计算机的发展，当三维曲面造型系统出现时，标志着计算机辅

12、助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息的方式。促使了第一次CAD技术革命的发生第二次CAD技术革命实体造型技术， 从70年代末到80年代初，随着计算机技术的前进，同时在CAD技术方面也进行了许多开拓，1979年世界上出现了第一个完全基于实体造型技术的大型CAD软件I-DEAS。由于实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于CAD的模型表达，给设计带来了惊人的方便性。它代表着未来CAD技术的发展方向。第三次CAD技术革命 参数化技术，在实体造型技术逐渐普及时，CAD技术的研究又有了重大进展。在80年代中期，人们提出了参数化实体造

13、型方法。进入90年代，参数化技术变得比较成熟起来，充分体现出其在许多通用件、零部件设计上存在的简便易行的优势。第四次CAD技术革命变量化技术，由于计算机技术的不断成熟，使得现在的CAD技术和系统都具有良好的开放性。图形接口、图形功能日趋标准化。在CAD系统中，综合应用正文、图形、图像、语音等多媒体技术和人工智能、专家系统等技术大大提高了自动化设计的程度，出现了智能CAD新学科。智能CAD把工程数据库及其管理系统、知识库及其专家系统、拟人化用户接口管理系统集于一体。在CAD发展历史中我们可以看到其技术一直处于不断的发展与探索之中，促使了CAD技术的繁荣。目前CAD技术仍在不断发展，未来的CAD技

14、术将为新产品设计提供一个综合性的环境支持系统，它能全面支持异地的，数字化的，采用不同的设计哲理与方法来设计工作。CAD系统既可以按系统的功能分类，也可以按系统中使用的计算机的性能和类型分类。目前，CAD 已在电子和电气、科学研究、机械设计 、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。CAM是指计算机辅助制造。它是计算机应用于生产设备管理控制和操作的系统，其核心是计算机数值控制(数控)。CAM作为整个集成系统的重要一级，向上与CAD实现无缝集成，向下智能、高效地为数控生产提供服务，这是CAM技术在今后发展的主要理论依据。CAM技术从产生发展到

15、现在，无论是在硬件平台，还是在系统结构上，CAM在其功能和特点上都发生了较大的变化。从CAM的发展历程看，CAM在其基本处理方式与目标对象上主要可分为两个主要发展阶段：第一阶段的CAM：APT。20世纪60年代CAM以大型机为主，在专业系统上开发的编程机及部分编程软件如：FANUC、Semems编程机，系统结构为专机形式，基本的处理方式是以人工或计算机辅助式直接计算数控刀路为主，而编程目标与对象也都是直接数控刀路的。因此其缺点是功能相对比较差，而且操作困难，只能专机专用。 第二阶段的CAM：曲面CAM系统。在第一阶段缺陷的基础上，人们又不断完善，创造出了曲面CAM系统。系统结构一般是CAD/C

16、AM混合系统，同时较好地利用了CAD模型，以几何信息作为最终的结果，自动生成加工刀路。于是在此基础上，自动化、智能化程度取得了较大幅度的提高，具有代表性的是UG、DUCT、Cimatron、MarsterCAM等。其基本特点是面向局部曲面的加工方式，表现为编程的难易程度与零件的复杂程度直接相关，而与产品的工艺特征、工艺复杂程度等没有直接的相关关系。科技在不断的发展，因此CAM技术也是一个不断发展的过程。通过提高CAM的技术，其自动化，智能化水平也不断提高。由于第二阶段的CAM存在一定的缺陷性，人们正在酝酿最新一代的CAM。可以认为是第三阶段的CAM：新一代的CAM系统不仅可继承并智能化判断工艺

17、特征，而且具有模型对比、残余模型分析与判断功能，使刀具路径更优化，效率更高。同时面向整体模型的形式也具有对工件包括夹具的防过切、防碰撞修理功能，提高操作的安全性，更符合高速加工的工艺要求，并开放工艺相关联的工艺库、知识库、材料库和刀具库，使工艺知识积累、学习、运用成为可能。无论是CAD还是CAM，都是我们需要学习并且运用在专业知识上的辅助工具。通过了解了CAD和CAM的发展史，更好的了解了CAD和CAM系统的功能，更加便于以后对它们的运用。CAD是一个包括范围很广的概念【3-6】，概括来说，CAD的设计对象【7】有两大类，一类是机械、电气、电子、轻工和纺织产品；另一类是工程设计产品，即工程建筑

18、，国外简称AEC(Architecture、Engineering和Construction)。而如今，CAD技术的应用范围已经延伸到艺术、电影、动画、广告和娱乐等领域，产生了巨大的经济及社会效益，有着广泛的应用前景。 CAD在机械制造行业的应用最早，也最为广泛。采用CAD技术进行产品设计不但可以使设计人员甩掉图板，更新传统的设计思想，实现设计自动化，降低产品的成本，提高企业及其产品在市场上的竞争能力；还可以使企业由原来的串行式作业转变为并行作业，建立一种全新的设计和生产技术管理体制，缩短产品的开发周期，提高劳动生产率。如今世界各大航空、航天及汽车等制造业巨头不但广泛采用CADCAM技术进行产

19、品设计，而且投入大量的人力物力及资金进行CADCAM软件的开发，以保持自己技术上的领先地位和国际市场上的优势。 计算机辅助建筑设计 (ComputerAidedArchitectureDesign，简称CAAD)是CAD在建筑方面的应用，它为建筑设计带来了一场真正的革命。随着CAAD软件从最初的二维通用绘图软件发展到如今的三维建筑模型软件，CAAD技术已开始被广为采用，这不但可以提高设计质量，缩短工程周期，还可以节约2%至5%的建设投资，而近几年来我国每年的基本建设投资都有几千亿元之多，如果全国大小近万个工程设计单位都采用CAD技术，则可以大大提高基本建设的投资效益。 CAD技术还被用于轻纺及

20、服装行业中。以前我国纺织品及服装的花样设计、图案的协调、色彩的变化、图案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢、效率低，而目前国际市场上对纺织品及服装的要求是批量小、花色多、质量高、交货要迅速，这使得我国纺织产品在国际市场上的竞争力不强。采用CAD技术以后，大大加快了我国纺织及服装企业走向国际市场的步伐。 如今，CAD技术已进入到人们的日常生活中，在电影、动画、广告和娱乐等领域大显身手。电影拍摄中利用CAD技术已有十余年的历史，美国好来坞电影公司主要利用CAD技术构造布景，可以利用虚拟现实的手法设计出人工不可能做到的布景。这不仅能节省大量的人力、物力，降低电影的拍摄成本，而且还可以给观众造成

21、一种新奇、古怪和难以想像的环境，获得极大的票房收入。比如美国的星球大战、外星人、侏罗纪公园等科幻片以及完全用三维计算机动画制作的影片玩具总动员，都取得了极大的成功。轰动全球的大片泰坦尼克应用了大量的三维动画制作，用计算机真实地模拟了泰克尼克航行、沉船的全过程。此外，动画和广告制作中也充分利用了计算机造型技术，实质上也是一种虚拟现实技术。虚拟现实技术还被用于各种模拟器及景物的实时漫游、娱乐游戏中。 近十年来，在CIMS工程和CAD应用工程的推动下，我国计算机辅助设计技术应用越来越普遍，越来越多的设计单位和企业采用这一技术来提高设计效率、产品质量和改善劳动条件。目前，我国从国外引进的CAD软件有好

22、几十种，国内的一些科研机构、高校和软件公司也都立足于国内，开发出了自己的CAD软件，并投放市场，我国的CAD技术应用呈现出一片欣欣向荣的景象。第二节 CAD/CAM的技术现状一 CAD技术的特点 CAD技术【7】是一项综合性的，集计算机图形学、数据库、网络通讯等计算机及其他领域知识于一体的高新技术；是先进制造技术的重要组成部分；也是提高设计水平、缩短产品开发周期、增强行业竞争能力的一项关键技术。CAD技术的特点是涉及面广而复杂、技术变化快、竞争激烈，而且投资大、风险高、产出高。现代有名的CADCAM软件都是规模巨大、功能众多、系统复杂，所以投资大、开发周期长，难以及时跟上硬件平台和开发环境的迅

23、速发展，以及广大用户需求的变化和不断增长的要求。二 CAD系统的硬件环境当前CAD系统的硬件环境主要是工程工作站及个人计算机。工作站是具有高速的科学计算、丰富的图形处理及灵活的窗口与网络管理功能的交互式计算机系统，它一般具有32位或64位字长的中央处理器(CPU)，广泛采用精简指令(RISC)，超标量、超流水线及超长指令技术，具有Unix操作系统和X窗口管理系统，在一个分布式的网络环境下运行。目前流行的工作站主要有：Sun公司的SPARCStation10工作站，美国惠普(HP)公司的HP-PA工作站，DEC公司的Alpha工作站，SGI工作站及IBM公司的RS6000工作站。工作站虽然性能优

24、越，图形处理速度快，但价格却十分昂贵，这在当前一定程度上限制了CADCAM技术的推广。以前，个人计算机和工作站相比在计算、图形、网络及并行处理等方面均有较大的差别。个人计算机上运行的DOS及Windows等系统软件在可靠性、安全性及效率等方面也不如工作站上的系统软件。然而，随着计算机硬件技术的飞速发展，个人计算机的计算能力、图形处理能力的不断提高和操作系统的逐渐完善，使其与专业RISCUnix工作站的性能差距逐渐缩小。尤其是Intel的PentiumPro和Pentium芯片以及Microsoft的WindowsNT的发布，使得个人计算机在性能上完全具备了与中低档工作站竞争的实力，加之个人计算

25、机价格低廉，这使其在普及CAD应用中起到了工作站所不能代替的作用。三 当今CADCAM领域的主流技术（一） 基础造型技术(参数化设计、变量化设计及特征造型技术) 在CAD技术发展的初期，CAD仅限于计算机辅助绘图，随着计算机软、硬件技术的飞速发展，CAD技术才从二维平面绘图发展到三维产品建模，随之也就产生了三维线框造型、曲面造型以及实体造型技术。而如今参数化及变量化设计思想和特征造型则代表了当今CAD技术的发展方向。 传统的CAD绘图软件都是用固定的尺寸值定义几何元素，要进行图面修改只有删除原有的线条后重画，而新产品的打样设计不可避免的要进行多次的修改，进行零件形状和尺寸的综合协调、优化，而且

26、大多数设计工作都是在原有设计基础上的改进。因此，新的CAD系统都增加了参数化和变量化设计模块，使得产品的设计图可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而自动修改图形，这可以减少大量的重复劳动，减轻设计工作量。 参数化设计一般是指设计对象的结构形状比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系，参数的求解较简单，参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系，设计结果的修改受尺寸驱动。生产中最常用的系列化标准件就是属于这一类型。变量化设计(Variationaldesign)是指设计对象的修改需要更大的自由度，通过求解一组约束方程来确定产品的尺寸和形状。约束方程可以是几何关系，也可以是工程计算条件，设计结果的

27、修改受到约束方程驱动。变量化设计允许尺寸欠约束的存在，这样设计者便可以采用先形状后尺寸的设计方式，将满足设计要求的几何形状放在第一位而暂不用考虑尺寸细节，设计过程相对宽松。变量化设计可以用于公差分析、运动机构协调、设计优化、初步方案设计选型等，尤其在做概念设计时更显得得心应手。 （二） CAD的数据交换格式及标准化(DXF格式、IGES格式及STEP标准) 目前，在微机和工作站上用于数据交换的图形文件标准主要有：AutoCAD系统的DXF(DataExchangeFile)文件，美国标准IGES(InitialGraphicsExchangeSpecification即初始图形交换规范)及国际

28、标准STEP(StandardfortheExchangeofProductmodeldata)。其他一些较为重要的标准还有：在ESPRIT(欧洲信息技术研究与开发战略规划)资助下的CAD-I标准(仅限于有限元和外形数据信息)；德国的VDA-FS标准(主要用于汽车工业)；法国的SET标准(主要应用于航空航天工业)等等。 AutoCAD的DXF文件是具有专门格式的ASCII码文本文件，它比较好读，易于被其它程序处理，主要用于实现高级语言编写的程序与AutoCAD系统的连接，或其他CAD系统与AutoCAD之间的图形文件交换。由于AutoCAD在世界范围内的应用极为广泛，已经深入到各行各业之中，所

29、以它的数据文件格式已经成为一种事实上的工业标准。DXF图形数据交换文件为推广应用CADCAM技术提供了很大的便利，但由于DXF文件开发较早，从现在的目光来看，它当然存在很多的不足：它不能描述产品的完整几何模型，难以进一步发展；其信息定义不完整，它仅保留了原有系统数据结构中的几何和部分属性信息，而大量的拓扑信息已不复存在；其信息描述方面也有许多缺陷，致使一些信息量过分冗长；文件格式比较复杂，而且也不尽合理。所以，Autodesk公司近来强调了用二进制的DWG和网络上的DWF格式作为它的数据传输标准，但二者的格式都不公开，因此很难再作为工业标准为其他CAD系统所利用。 IGES标准最早是ANSI于

30、80年代初制定的，是建筑在波音公司CADCAM集成信息网络、通用电气公司的中心数据库和其他各种数据交换格式之上。其最初版本仅限于描述工程图纸的几何图形和注释，随后又将电气、有限元、工厂设计和建筑设计纳入其中。1988年6月公布的IGES4.0又吸收了ESP中的CSG(ConstructiveSolidGeometry，意译为体素构造法)和装配模型，后经扩充又收入了新的图形表示法、三维管道模型以及对FEM(有限元模型)功能的改进。而B-rep(边界表示法)模型则在IGES5.0中定义。 产品模型数据交换标准STEP是国际标准化组织(ISO)所属技术委员会TC184(工业自动化系统技术委员会)下的

31、“产品模型数据外部表示”(ExternalRepresentationofProductModelData)分委员会SC4所制订的国际统一CAD数据交换标准。所谓产品模型数据是指为在覆盖产品整个生命周期中的应用而全面定义的产品所有数据元素，它包括为进行设计、分析、制造、测试、检验和产品支持而全面定义的零部件或构件所需的几何、拓扑、公差、关系、属性和性能等数据，另外，还可能包含一些和处理有关的数据。产品模型对于下达生产任务、直接质量控制、测试和进行产品支持功能可以提供全面的信息。 第三节 Pro/E油缸实体造型研究的意义Pro/E【8】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

32、： 参数化设计和特征功能 Pro/E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/E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，使得每一个独立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。 全相关性：Pro/E的所有模块都是全相关的。

33、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。 基于特征的参数化造型：Pro/E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。 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

34、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/E独特的全相关性功能，因而使之成为可能。装配管理：Pro/E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限制。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。第二章 Pro/E软件简介及基本操作第一节 Pro/E概述1985年，PTC【9】公司成立于美国波士顿，开始参数化

35、建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/E诞生了。经过10余年的发展，Pro/E已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/E 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/E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。第二节Pro/E软件的主要模块组成一 Pro/E主体Pro/E是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中

36、功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）.Pro/E是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计

37、优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/E还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上Pro/E软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI，ISO， DIN或 JIS标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。【10】二 Pro/E其他基本模块及部分模块的功能（一） Pro/E其他基本模

38、块1 Pro/ASSEMBLYPro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。Pro/ASSEMBLY是 Pro/ADSSEMBLY的一个扩展选项模块，只能在 Pro/E环境下运行2 Pro/CABLINGPro/CABLING提供了一个全面的电缆布线功能，它为在Pro/E的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行，它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化设计。3 ProCATProCAT是选用性模块，提供 Pro/E与 CATIA的双向数据交换接口，CATIA

39、的造型可直接输入 Pro/E软件内，并可加上 Pro/E的功能定义和参数工序，而Pro/E也可将其造型输出到 CATIA软件里。这种高度准确的数据交换技术令设计者得以在节省时间及设计成本的同时，扩充现有软件系统的投资。4 Pro/CDTPro/CDT是一个 Pro/E的选件模块，为 CADAM 2D工程图提供 PROFESSIONALCADAM与 Pro/E双向数据交换直接接口。CADAM工程图的文件可以直接读入Pro/E，亦可用中性的文件格式，经由PROFESSIONAL CADAM输出或读入任何运行 Pro/E的工作站上。Pro/CDT避免了一般通过标准文件格式交换信息的问题，并可使新客户

40、在转入 Pro/E后，仍可继续享用原有的 CADAM数据库。5 Pro/COMPOSITEPro/COMPOSITE是一个 Pro/E的选件模块，需配用 Pro/E及Pro/SURFACE环境下运行。该模块能用于设计、复合夹层材料的部件。Pro/COMPOSITE在Pro/E的应用环境里具备完整的关联性，这个自动化工具提供的参数化、特征技术适用于整个设计工序的每个环节。6 Pro/DEVELOPPro/DEVELOP是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/E软件环境下。Pro/IDEVELOP包括C语言的副程序库,用于支援 Pro/E的交接

41、口，以及直接存取Pro/E数据库。7 Pro/DESIGNPro/DESIGN可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析以及3D部件平面布置。Pro/DESIGN也能使用2D平面图自动组装零件。它必须在 Pro/E环境下运行。（二） 部分模块的功能1. ProDETAIL用户定义特征是参数化的，当然也很容易修改。 一个用户定义的特征可在同一零件上生成并反复使用。或者在一个零件组里或在其它设计里使用的特征可以是一个“标准”特征。对于 Pro/FEATURE标准特征库可以很方便地开发并使其对整个 Pro

42、/FEATURE用户都是有效的。Pro/FEATURE特征或特征组可以从个地方复制到另一个地方。能象组合库一样支持局部组合特征能象零件一样被镜像复制先进的设计特征扩展了Pro/E包括下列特征的特征库的能力：壳：产生各种“空心”实体，提供可变壁厚。复杂拱形面：生成带有适合不同外形表面的实体模型。三维扫描：沿著3D曲线扫描外形以生成雕刻状实体模型。薄壁特征：很容易地生成各种“薄壁”特征。复杂混和：以一种非平行或旋转的方式(“复画”)将各种外形混合在一起。组合零件：将二个零件组台成一个或将一个零件从另一个中去掉形成一个空腔。混和/扫描：沿著一个示意轨迹的路径混合各种外形。开槽特征：将2D图投影到任何

43、3D表面以形成一个装饰几何体。偏置面：将一个2D外形面投影到任何外表面以生成一个上升或下降特征，该特征表面与原外表面有一个偏差。分割线：生成一个用于分割图案表面的分割线。管道：在零件上以及组件里的零件之间生成“管道”元素。2. ProLIBRARYACCESSProLIBRARYACCESS标准零件包括：方形和六角形螺帽、平面垫圈、弹簧垫圈、半月销、机制螺母，内藏凸台和止动螺钉，大小固 铆钉，开口销和*杆销等等。ProLIBRARYACCESS标准特征包括：孔、槽、凸台、镗孔，同轴凸台，通风格栅金属片偏置，金属片弯管特征，管状特征等等。3. ProSHEETMETALProSHEETMETAL

44、特征包括：壁：平面壁可以将示意壁连接到模型的选择边上。冲压壁可以沿着模型上垂直选择边冲压出壁的示意外形。弯曲：允许用户规定如何弯曲一个模型的平面部分而不需要加一个新的材料。形状：允许将复杂形状表面掺合进板筋件中。用户定义的形状特征库可以通过产生用户定义的形状特以外的特征来生成。穿孔：穿孔特征允许用户预先定义自己的穿子L形式并将它们加到库里。穿孔包括个坐标系统，该坐标用于 Pro/MANUFACTURING用于刀具定位数据的相对基准。槽：提供一个槽的形式库，该形式可由用户预先定义，开槽只需要二个定位基准。第三节 Pro/E基本操作一 基础模块简介（一） 草绘模块主要进行草图设计，平面轮廓、曲线、

45、点及线架构建（二） 零件模块产品零部件实体设计创建（三） 绘图模块生成产品零件工程制图、产品装配图（四） 组合模块：进行产品的装配、运动仿真及进行零部件间的干涉分析二 Pro/E用户界面介绍Pro/E有友好的用户界面和方便的操作模式。图2-1 菜单栏图2-2 文件菜单、编辑菜单文件菜单：用于文件管理 编辑菜单：主要用于零件编辑修改图2-3 视图菜单 插入菜单视图菜单：提供了选项用于定制模型显示方式和视图控制插入菜单：提供了当前工作台所有的工具图2-4 工具菜单 窗口菜单工具菜单：提供一些外部工具，另外常用的工作环境设置也在该工具条选项中窗口菜单：控制激活窗口和关闭三 工具条图2-5 工具条位于

46、界面顶部的工具条为多数模块公用的工具条，它们包括了“文件工具条、“编辑”工具条、“视图”工具条、“模型显示”工具条、“基准显示”工具条在工具条上任意空白处右击，会弹出工具条立即菜单，工具条立即菜中打勾的是已显示在界面上工具条，未打勾的是隐藏的工具条，可以通过单击文字选项改变选项的打勾/ 未打勾状态位于界面右侧的特征工具条展示了模块基本工具图2-6 右工具箱四 Pro/E文件格式Pro/E常用的文件格式有：表2-1 文件格式工作环境图标格式草图绘制.sec实体设计.prt工程制图.drw装配设计.asm五 定制界面Pro/E一个十分复杂的应用程序，选项菜单和工具按钮众多，为了让界面简明，并非所有

47、的工具按钮都显示出来，用户根据工作需要对界面组成加以定制，以便自己的操作。图2-5 定制菜单六 文件管理（一） 设置工作目录 在三维建模新建文档前应该先设置一个工作目录，然后在Pro/E指定此工作目录，以便确定文件保存在固定的位置，这样有利于文件管理。图2-6 选取工作目录此种方式只是暂时的，当退出Pro/E再次启动时，设置的工作目录就不存在。想永久性设置固定工作目录，右击桌面上的按钮，选择“属性”选项，在弹出的“Pro ENGINEER性”对话框中选择“快捷方式”选项卡，在“起始位置”文本框内输入要作为工作目录的路径，最后单击“确定”按钮完成设置。（二） 文件的保存当一个文件建立和打开后，即

48、可进行特征设计、平面草绘和设计变更等操作，完成这些工作后，最后的步骤是进行文件保存。在Pro/E包含文件保存、文件保存副本和文件备份三种方式。图2-7 保存对象文件保存副本需要输入要保存的目录和文件名，选择相应的文件类型，单击“确定”即可，它还具有文件的复制、文件的导入/出等功能；在“备份”对话框中输入要备份的路径名称，单击“确定”按钮即可完成备份，可以不更改文件名称，将零件另保存于其他位置。七 鼠标操作鼠标操控方法是改变了用户视觉观察位置，而模型相对系统坐标系位置没有发生变化，下面介绍鼠标的常用操作：左键：用于选取菜单、选取图标按钮、选取操作对象、确定位置等。中键：单击鼠标中键可以结束当前的

49、操作，一般情况下与菜单中的“完成”按钮和对话框中的“确定”按钮功能相同。另外，鼠标中键还可用于控制视图方位、动态缩放显示模型及动态平移显示模型等。具体操作方法如下：（1 ）按下鼠标中键并移动鼠标，可以动态旋转显示在工作区中的模型。（2 ）转动鼠标的滚轮可以动态放大或缩小显示在工作区的模型。（3 ）同时按下Ctrl 键和鼠标中键，上下拖动鼠标可以动态放大或缩小显示在工作区的模型。（4 ）同时按下Shift 键和鼠标中键，拖动鼠标可以动态平移显示在工作区的模型。右键：选中在工作区的对象、模型树中的对象、图标按钮等，单击鼠标右键，显示相应的立即菜单。第三章 Pro/E油缸零件实体造型第一节 液压启闭

50、机介绍液压启闭机【11】一般由液压系统和液压缸组成。在液压系统的控制下,液压缸内的活塞体内壁做轴向往复运动,从而带动连接在活塞上的连杆和闸门做直线运动,以达到开启、关闭孔口的目的。液压系统包括动力装置、控制调节装置、辅助装置等。多套启闭机可共用一个液压系统。第二节 油缸的绘制及技巧分析一 阶梯轴绘制方法在建模过程中可能会遇到圆盘类和圆柱类零件，如果涉及到阶梯轴的绘制，则用旋转特征的方式比较方便，这样可以一次成型，并且简便易行。下面举例说明：例如绘制一个三级阶梯轴，如果用一般拉伸特征做要做三个特征，如图3-1所示为第二个特征：图3-1 绘制第二级阶梯第三个特征为图3-2：图3-2 绘制第三级阶梯

51、这样来做阶梯轴不仅麻烦，还容易找错拉伸的基准面，因此运用旋转特征来做阶梯轴不失为一种好方法，方法如下：首先选定一个绘图基准面，之后以横向的中心线为旋转轴，以各阶梯轴的半径和长度为基准，绘制如图3-3示草图图形：图3-3 旋转特征草图将各个尺寸改为强尺寸，确定，然后点击按钮，弹出对话框，选择要旋转的封闭草图和旋转轴，草图选择刚刚绘制完成的多边形，旋转轴选择横向的中心线，之后会出现如图3-4所示的情况：图3-4 待确定实体确定，如下图所示，绘制完毕：图3-5 三级阶梯轴实体因此在绘制草稿的时候选择最简便的建模方式对于节省时间和准确的创建实体有着十分重要的作用。二 关于旋转阵列1.如果你准备直接阵列

52、【12】(非先旋转复制一个特征后,再阵列 ), 在选择草绘截面的绘图平面后,不能用系统缺省的参考方向(除旋转阵列以外基本都可以),一般指定一个水平或者垂直参考平面,此处一定要用旋转参照产生一个基准平面,人为增加一个角度增量,我一般取90或者180等特殊的角度(目的的是便于画草绘截面符合正常的看图),进入草绘后,特别特别注意,除了阵列的旋转中心作为原点参照,其余的参照绝对的不允许,如果是用使用边或者偏移边的截面,同样在完成草绘之前要删除他们的参照,满足了这些条件,旋转阵列一定成功; 2.也可有先做一个草绘点,把点先阵列,接着做阵列的第一个特征的时候,也是完全用前面的基准点为参照,完成特征后直接阵

53、列就可以; 3.如果觉得上面的比较麻烦,还有就是常用的手法,做好第一个特征后,先旋转拷贝出一个特征,然后用拷贝的特征做阵列,如果这样还是会失败的话,最后一招,万能,就是先把第一个特征的曲面先拷贝,然后旋转拷贝曲面,后面直接用曲面来阵列(这一招也适用于同时要阵列较多特征的场合,免除做组阵列的麻烦)。第三节 Pro/E液压启闭机油缸零件图 图3-6 导向套 图3-7 法兰2 图3-8 法兰1 图3-9 缸筒 图3-10 管夹垫 图3-11 刮污圈 图3-12 活塞 图3-13 活塞杆 图3-14 密封端盖 图3-15 上盖图3-16 下盖第四章 Pro/E油缸零件装配第一节 Pro/E装配设计一

54、装配设计介绍Pro/E软件是一种设计制造工具，它包含的各种模块为设计师、工程师提供了从设计概念到最终产品过程所需的工具，其中一个强大的工具就是组件模块。组件模块的作用是组合一些元件，使之满足一定的设计需要，其中的元件可以使已有零件、部件装配体或者可以直接在组件模块中创建的元件。在装配设计【13-18】中存在两种设计方法：自底向上的装配设计和自顶向下的装配设计。自底向上的装配设计方法是先创建单个的零件模型，然后在组件模块中根据它们的装配关系逐一对零件进行装配，这种设计方法主要应用于一些已经比较成熟的产品设计，可以获得比较高的设计效率，也是最普遍的。自顶向下的装配设计方法是先勾画出产品的整体结构关

55、系，然后再根据这些关系在组件模块中逐一建立元件。这种设计方法完全能够适应多变的现代设计需要。二 装配约束元件自底向上的装配设计主要是给加入的元件之间设置约束来定义它们之间的装配关系，所以约束是整个装配设计的关键。当在组件模块中加入一个新元件时，系统自动打开“元件放置”对话框，对话框有三个选项卡“放置”、“移动”和“连接”。放置选项卡用于建立装配体元件之间完全约束关系，元件之间不具有任何相对运动；移动选项卡用于调整放置过程中元件的位置；连接选项卡用于在装配体元件之间加入有连接接口的约束，元件之间可作相对运动。（一）约束元件Pro/E为元件的放置提供了9种基本约束类型，可以根据装配零件的特点自动选

56、择合适的约束方式：1. 匹配约束：用于设置两个表面同平面，且两个表面法向反向。此外两个匹配平面之间可以增加偏移量。2. 对齐约束：用于设置两个表面同平面，且两个表面法向相同，也可以用于对齐轴、边线、曲线和点。此外两个对齐面之间也可以增加一个偏移量。3. 插入约束：用于设置两个回转特征同轴。它与对齐约束不同的是，用户需要选择两个特征的表面来约束他们同轴。4. 坐标系约束：该约束是使两个零件上的坐标系重合。两个零件上的坐标轴一一对齐。5. 相切约束：该约束是使一个曲面与另一个曲面相切，用户需要选择每个特征的表面来创建约束。6. 线上点约束：该约束是将元件上选定的点与组件的边线或其延长线对齐。7. 曲面上的点约束：该约束是将元件上选定的点放置在组件制定的表面上。8. 曲面上的边约束：约束是将元件上选定的边放置在组件指定的表面上。9. 自动约束：该约束是由用户直接在元件组件上选取装配的参考几何，由系统自动判断约束的类型