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1、,机械制图,ProE中文野火版4.0项目教程,本章学习目标 了解CAD技术中模型的主要形式及其用途。 理解Pro/E的典型设计思想及其特点。 熟悉Pro/E的典型设计功能模块及其用途。 掌握Pro/E的三维建模原理。,项目一 理解Pro/E的设计思想,任务一 领会实体造型的一般原理 任务二 领会参数化设计理念 任务三 理解特征建模的含义 任务四 理解全相关的单一数据库的应用 任务五 了解Pro/E的典型应用 任务六 熟悉Pro/E Wildfire 4.0的设计环 境和操作 实训,任务一领会实体造型的一般原理,在CAD软件中，模型的描述方式先后经历了从二维图形到三维模型，从直线和圆弧等简单的几
2、何元素到曲线、曲面和实体等复杂的几何元素的发展历程。当前，模型的用途非常广泛，包含了产品从设计到制造的全部信息，是生产中重要的技术资料。,基础知识,（1）、二维模型 使用平面图形来表达模型，模型信息简单、单一， 对模型的描述不全面。这种图形不但制作不方便， 而且识读也很困难。,二维零件图,（2）、三维线框模型 使用空间曲线组成的线框描述模型，主要描述物 体的外形，只能表达基本的几何信息，无法实现 CAM（计算机辅助制造）及CAE（计算机辅助工 程）技术。,三维线框图,（3）、曲面模型 使用Bezier、NURBS（非均匀有理B样条）等参 数曲线等组成的自由曲面来描述模型，对物体表 面的描述更完
3、整、精确，为CAM技术的开发奠定 了基础。但是，它难以准确表达零件的质量、重 心、惯性矩等物理特性，不便于CAE技术的实现。 现代设计中可以方便地对曲面模型进行实体化操 作获得实体模型。,曲面模型实体化,（4）、实体模型 采用与真实事物一致的模型结构来表达物体，“所 见即所得”，直观简洁。实体模型不仅能表达出模 型的外观，还能表达出物体的各种几何和物理属 性，是实现CAD/CAM/CAE技术一体化不可缺少 的模型形式。,汽车实体模型,【案例1-1】认识实例模型,通过Pro/E创建的三维模型不再仅仅是一幅图像，其中 包含有模型更多的重要几何物理信息，在这点必须更新 观念。深刻理解实体模型的这个特
4、性，能够帮助我们更 好地利用三维实体模型指导工业分析和生产过程。,笔筒模型,物理属性参数,【质量属性】对话框,任务二 领会参数化设计理念,根据参数化设计原理，用户在设计时不必准确地定形和定位组成模型的图元，只需勾画出大致轮廓，然后修改各图元的定形和定位尺寸值，系统根据尺寸再生模型后即可获得理想的模型形状。这种通过图元的尺寸参数来确定模型形状的设计过程称为“尺寸驱动”。只需修改模型某一尺寸参数的数值，即可改变模型的形状和大小。 此外，参数化设计中还提供了多种“约束”工具，使用这些工具，很容易使新创建图元和已有图元之间保持平行、垂直以及居中等位置关系。,基础知识,【案例1-2】理解尺寸驱动,原始尺
5、寸,尺寸驱动1,尺寸驱动2,尺寸驱动3,【案例1-3】理解参数化模型的含义,修改M、Z和B等几个参数就可以让模型“摇身一变”，获得不同的设计结果。这里的齿数、模数等就是参数，是控制和变更模型的入口，创建参数化的三维模型，可以大大提高模型的利用率，还能有效提高建模效率。,任务三 理解特征建模的含义,特征是设计者在一个设计阶段创建的全部图元的总和。特征可以是模型上的重要结构，例如圆角，也可以是模型上切除的一段材料，还可以是用来辅助设计的一些点、线和面。 一、特征的分类 Pro/E中的特征分为实体特征、曲面特征和基准特征三类 。,基础知识,实体特征 曲面特征 基准特征,二、特征建模的原理 特征是Pr
6、o/E中模型组成和操作的基本单位。创建模型时，设计者总是采用“搭积木”的方式在模型上依次添加新的特征。修改模型时，首先找到不满意细节所在的特征，然后再对其大刀阔斧地“动手术”，由于组成模型的各个特征相对独立，在不违背特定特征之间基本关系的前提下，再生模型即可获得理想的设计结果。,建模基本过程,模型树按照模型中 特征创建的先后顺 序展示了模型的特 征构成，这不但有 助于用户充分理解 模型的结构，也为 修改模型时选取特 征提供了最直接的 手段 。,模型树窗口示例,【案例1-4】认识特征建模原理,模型及模型树,修改特征后的模型及模型树,特征建模是当前CAD技术中最引人注目的理念，采用特征建模构建的模
7、型不但具有清晰的结构，更为重要的是，设计者可以随时返回到先前已经完成的特征对其重新完善，完成后再转移到其他特征创建工作中。,模型的特征组合,任务四 理解全相关的单一数据库的应用,Pro/E采用单一数据库来管理设计中的基本数据。 所谓单一数据库是指软件中的所有功能模块共享同 一公共数据库。根据单一数据库的设计原理，软件 中的所有模块都是全相关的，这就意味着在产品开 发过程中对模型任意一处所作的修改都将写入公共 数据库，系统将自动更新所有工程文档中的相应数 据，包括装配体、设计图纸以及制造数据等。,基础知识,【案例1-5】理解单一数据库,任务五 了解Pro/E的典型应用,二 绘制二维图形,绘制二维
8、图形是创建三维建模的基础。在创建基准特征和三维特征时，通常都需要绘制二维图形，这时系统会自动切换至草绘环境。在三维设计环境下，也可以直接读取在草绘环境下绘制并存储的二维图形文件继续设计。 三维建模的基础工作就是绘制符合设计要求的截面图，然后使用软件提供的基本建模方法来创建模型。,拉伸建模,三 创建三维模型,使用Pro/E软件进行三维模型创建的过程实际上就是在三维建模环境下依次创建各种特征的过程。 在创建三维模型时，主要综合利用实体建模和曲面建模两种方法。实体建模的原理清晰，操作简便；而曲面建模复杂多变，使用更加灵活，二者交互使用，可以发挥各自的优势，找到最佳的设计方案。,叶片模型的建模,四 零
9、件装配,装配就是将多个零件按实际的生产流程组装成一个部件或完整的产品的过程。在组装过程中，用户可以添加新零件或对已有的零件进行编辑修改。按照装配要求，用户还可以临时修改零件的尺寸参数，并且系统使用分解图的方式来显示所有零件相互之间的位置关系，非常直观。 在创建大型机器设备时，都是先依次创建各个零件，然后按照机器的工作原理和结构依次将其组装为一个整体。,齿轮的装配和分解,五 创建工程图,在生产第一线中常常需要将三维模型变为二维平面图形，也就是工程图。使用工程图模块可以直接由三维实体模型生成二维工程图。系统提供的二维工程图包括一般视图（即通常所说的三视图）、局部视图、剖视图、投影视图等8种视图类型
10、。设计者可以根据零件的表达需要灵活选取需要的视图类型。,工程图,六 机械仿真,仿真就是模拟真实事物的特点和状态。在机械仿真中主要根据零件的物理特性模拟其运动过程并进行动力学分析等，从而获得运动动画以及分析结果 。 通过机械仿真可以观察机构在运行时是否具有干涉现象，各个部件是否达到预期的运动效果，同时为零件的设计和修改提供直接参考依据。,机械运动仿真,七 数控加工,使用Pro/E提供的数控加工模块可以方便地完成典型零件的数控加工。使用三维实体模型作为技术文件，可以便捷地创建刀具路径，并对加工过程进行动态模拟，如图所示。最后创建可供数控设备直接使用的NC程序。,刀具路径,八 模具设计,Pro/E具
11、有强大的模具设计功能，使用模具设计模块设计模具简单方便。下图为一个典型零件创建的模块元件。,模具模块元件,任务六 熟悉Pro/E Wildfire 4.0的设计环境和操作,Pro/E的设计界面主要分为3个区域： 资源导航区：用于访问本地计算机资源，实现查找和存取设计文件等操作。 浏览器：通过网络访问异地资源，是实现交互式协同设计的基础。 绘图区：在这里各种设计操作，例如二维绘图、三维建模以及零件装配等。,基础知识,一、Pro/E Wildfire 4.0的设计环境,打开文件后的界面,二 文件操作,（1）新建文件 执行【文件】/【新建】命令后，将打开【新建】对话框， 用于选用不同的功能模块进行设
12、计。 在为新建文件命名时，不能使用中文字符，通常使用“见名 知义”的英文单词。同时，文件名中也不能有空格。如果文 件名由多个单词组成，可以在单词之间使用下划线“_”等字 符连接。,（2）打开文件 执行【文件】/【打开】命令后，系统将弹出【文件打开】 对话框。 从“进程中”打开文件。 启动Pro/E软件后系统处理过的文件都将保留在进程中，直 到用户关闭软件或者将文件从进程中拭除文件为止。 使用从“进程中”打开文件可以方便地打开启动软件后访问 过的文件。 从“工作目录”打开文件。 工作目录是指系统在缺省情况下存放和读取文件的目录。 工作目录在软件安装时设定，也可以执行【文件】/【设置 工作目录】命
13、令重设工作目录。这时系统会自动切换到该 目录进行文件存取操作。,（3） 保存文件 执行【文件】/【保存】命令后，系统打开【保存对象】对 话框，可以选择路径保存文件。 保存文件时，注意以下要点 新建文件后，第一次保存文件时，在默认情况下都保存在工作目录中。 仅在第一次保存文件时可以更改文件保存位置，再次保存时只能存储在原来位置。如果确实需要更换文件保存路径，可以执行【文件】/【保存副本】命令。 Pro/E只能使用新建文件时的文件名保存文件，不允许保存时更改文件名，如果确实需要更换文件名，可以执行【文件】/【重命名】命令。 Pro/E在保存文件时，每执行一次存储操作并不是简单地用新文件覆盖原文件，
14、而是在保留文件前期版本的基础上新增一个文件。在同一项设计任务中多次存储的文件将在文件名尾添加序号加以区别，序号数字越大，文件版本越新。,（4） 保存文件副本 执行【文件】/【保存副本】命令可以将当前文件以指定的格式保存到另一个存储位置。此时系统将弹出【保存副本】对话框。首先设定文件的存储位置，然后在【类型】下拉列表中选取保存文件的类型，即可输出文件副本。,（5） 备份文件 执行【文件】/【备份】命令可以将将当前文件保存到另外一个存储目录。建议读者养成随时备份的好习惯，确保设计成果安全可靠。,【备份】对话框,（6） 重命名文件 执行【文件】/【重命名】命令重新命名当前模型。此时系统将弹出如图1-
15、46所示【重命名】对话框。重命名时，输入新的文件名称即可。对话框中两个单选按钮的用途如下。 在磁盘上和进程中重命名. 在进程中重命名。,（7） 拭除文件 执行【文件】/【拭除】命令从进程中清除文件。拭除文件时，系统提供了两个选项。 当前。 从进程中清除当前打开的文件，同时关闭当前设计界面，但是文件仍然保存在磁盘上。 不显示。 清除系统曾经打开，现在已经关闭，但是仍然驻留进程中的文件。,（8） 删除文件 执行【文件】/【拭除】命令从进程中清除文件。拭除文件时，系统提供了两个选项。 当前。 从进程中清除当前打开的文件，同时关闭当前设计界面，但是文件仍然保存在磁盘上。 不显示。 清除系统曾经打开，现在已经关闭，但是仍然驻留进程中的文件。,实训,1、练习Pro/E4.0用户环境的使用 启动Pro/E4.0。 熟悉设计环境的构成。 练习主菜单的使用。 练习上工具箱和有工具箱的用法和用途。 2、练习以下文件操作。 练习打开教学资源文件“项目1素材blow.prt”，观察模型的特征构成。 将文件重命名：elec_blow.prt。 保存文件。 保存文件副本。 删除旧文件。,
