【文章內(nèi)容簡介】 制尺寸有顯式對應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)結(jié)果的修改受尺寸驅(qū)動(dòng)。生產(chǎn)中最常用的系列化標(biāo)準(zhǔn)件就是屬于這一類型。變量化設(shè)計(jì) (Variationaldesign)是指設(shè)計(jì)對象的修改需要更大的自由度，通過求解一組約束方程來確定產(chǎn)品的尺寸和形狀。約束方程可以是幾何關(guān)系，也可以是工程計(jì)算條件，設(shè)計(jì)結(jié)果的修改受到約束方程驅(qū)動(dòng)。變量化設(shè)計(jì)允許尺寸欠約束的存在，這樣設(shè)計(jì)者便可以 采用先形狀后尺寸的設(shè)計(jì)方式，將滿足設(shè)計(jì)要求的幾何形狀放在第一位而暫不用考慮尺寸細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)過程相對寬松。變量化設(shè)計(jì)可以用于公差分析、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)、設(shè)計(jì)優(yōu)化、初步方案設(shè)計(jì)選型等，尤其在做概念設(shè)計(jì)時(shí)更顯得得心應(yīng)手。 （二） CAD 的數(shù)據(jù)交換格式及標(biāo)準(zhǔn)化 (DXF 格式、 IGES 格式及 STEP 標(biāo)準(zhǔn) ) 目前，在微機(jī)和工作站上用于數(shù)據(jù)交換的圖形文件標(biāo)準(zhǔn)主要有： AutoCAD 系統(tǒng)的DXF(DataExchangeFile)文件，美國標(biāo)準(zhǔn) IGES(InitialGraphicsExchangeSpecification 即 初始圖形交換規(guī)范 )及國際標(biāo)準(zhǔn) STEP(StandardfortheExchangeofProductmodeldata)。其他一些較為重要的標(biāo)準(zhǔn)還有：在 ESPRIT(歐洲信息技術(shù)研究與開發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃 )資助下的 CADI 標(biāo)準(zhǔn) (僅限于有限元和外形數(shù)據(jù)信息 )；德國的 VDAFS 標(biāo)準(zhǔn) (主要用于汽車工業(yè) )；法國的 SET 標(biāo)準(zhǔn) (主要應(yīng)用于航空航天工業(yè) )等等。 AutoCAD 的 DXF 文件是具有專門格式的 ASCII 碼文本文件，它比較好讀，易于被其它程序處理，主要用于實(shí)現(xiàn)高級語言編寫的程序與 AutoCAD 系統(tǒng)的連接，或其他 CAD 系統(tǒng)與AutoCAD 之間的圖形文件交換。由于 AutoCAD 在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用極為廣泛，已經(jīng)深入到各行各業(yè)之中，所以它的數(shù)據(jù)文件格式已經(jīng)成為一種事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 DXF 圖形數(shù)據(jù)交換文件為推廣應(yīng)用 CADCAM 技術(shù)提供了很大的便利，但由于 DXF 文件開發(fā)較早，從現(xiàn)在的目光來看，它當(dāng)然存在很多的不足：它不能描述產(chǎn)品的完整幾何模型，難以進(jìn)一步發(fā)展；其信息定義不完整，它僅保留了原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的幾何和部分屬性信息，而大量的拓?fù)湫畔RO/E 油缸實(shí)體造型畢業(yè)論文 6 已不復(fù)存在；其信息描述方面也有許多缺陷，致使一些信息量過分冗長；文件格式比較復(fù)雜，而且也 不盡合理。所以， Autodesk 公司近來強(qiáng)調(diào)了用二進(jìn)制的 DWG 和網(wǎng)絡(luò)上的 DWF 格式作為它的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，但二者的格式都不公開，因此很難再作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為其他 CAD 系統(tǒng)所利用。 IGES 標(biāo)準(zhǔn)最早是 ANSI 于 80 年代初制定的，是建筑在波音公司 CADCAM 集成信息網(wǎng)絡(luò)、通用電氣公司的中心數(shù)據(jù)庫和其他各種數(shù)據(jù)交換格式之上。其最初版本僅限于描述工程圖紙的幾何圖形和注釋，隨后又將電氣、有限元、工廠設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)納入其中。 1988 年 6月公布的 又吸收了 ESP 中的 CSG(ConstructiveSolidGeometry，意譯為體素構(gòu)造法 )和裝配模型，后經(jīng)擴(kuò)充又收入了新的圖形表示法、三維管道模型以及對 FEM(有限元模型 )功能的改進(jìn)。而 Brep(邊界表示法 )模型則在 中定義。 產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) STEP是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO)所屬技術(shù)委員會(huì) TC184(工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)委員會(huì) )下的“產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)外部表示” (ExternalRepresentationofProductModelData)分委員會(huì) SC4 所制訂的國際統(tǒng)一 CAD 數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)。所謂產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)是指為在覆蓋產(chǎn)品整個(gè)生命周期中的應(yīng)用而全面定 義的產(chǎn)品所有數(shù)據(jù)元素，它包括為進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、制造、測試、檢驗(yàn)和產(chǎn)品支持而全面定義的零部件或構(gòu)件所需的幾何、拓?fù)?、公差、關(guān)系、屬性和性能等數(shù)據(jù)，另外，還可能包含一些和處理有關(guān)的數(shù)據(jù)。產(chǎn)品模型對于下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)、直接質(zhì)量控制、測試和進(jìn)行產(chǎn)品支持功能可以提供全面的信息。 第三節(jié) Pro/E 油缸實(shí)體造型研究的意義 Pro/E【 8】 現(xiàn)在已經(jīng)是三維建模軟件領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊之一，它具有如下特點(diǎn)和優(yōu)勢： 參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能 Pro/E 是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征 的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡易和靈活。 單一數(shù)據(jù)庫 Pro/E 是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個(gè)庫，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的任何 一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。 全相關(guān)性： Pro/E 的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過 程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 PRO/E 油缸實(shí)體造型畢業(yè)論文 7 基于特征的參數(shù)化造型： Pro/E 使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時(shí)間內(nèi) 開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了 Pro/E 獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 裝配管理： Pro/E 的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。 易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡短 的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。 PRO/E 油缸實(shí)體造型畢業(yè)論文 8 第二章 Pro/E 軟件簡介及基本操作 第一節(jié) Pro/E 概述 1985 年， PTC【 9】 公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。 1988 年， 的 Pro/E 誕生了。經(jīng)過 10 余年的發(fā)展， Pro/E 已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了 Pro/E （中文名野火 6)。 PTC 的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。 Pro/E 還提供了全面、集 成緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能的綜合性 MCAD 軟件。 第二節(jié) Pro/E 軟件的主要模塊組成 一 Pro/E 主體 Pro/E 是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動(dòng)，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)） .Pro/E 是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（ Ribs）、槽 （ Slots）、倒角（ Chamfers）和抽空（ Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會(huì)自動(dòng)修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機(jī)上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印機(jī)。 Pro/E 還可輸出三維和二維圖形給予其 他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實(shí)現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/E 軟件的其它模塊或自行利用 C 語言編程，以增強(qiáng)軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下 (沒有任何附加模塊 )具有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力 (人工 )和工程制圖能力 (不包括 ANSI， ISO， DIN 或 JIS 標(biāo)準(zhǔn) )，并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀 (HP，HPGL)和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸出。 【 10】 二 Pro/E 其他基本模塊及部分模塊的功能 （一） Pro/E 其他基本模塊 1． Pro/ASSEMBLY PRO/E 油缸實(shí)體造型畢業(yè)論文 9 Pro/ASSEMBLY 是一個(gè)參數(shù)化組裝管理系統(tǒng)，能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列及可自動(dòng)地更換零件。 Pro/ASSEMBLY 是 Pro/ADSSEMBLY 的一個(gè)擴(kuò)展選項(xiàng)模塊，只能在 Pro/E 環(huán)境下運(yùn)行 2． Pro/CABLING Pro/CABLING 提供了一個(gè)全面的電纜布線功能，它為在 Pro/E 的部件內(nèi)真正設(shè)計(jì)三維電纜和導(dǎo)線束提供了一個(gè)綜合性的電纜鋪設(shè)功能包。三維電纜的鋪設(shè)可以在設(shè)計(jì)和組裝機(jī)電裝置時(shí)同時(shí)進(jìn)行，它還允許工程設(shè)計(jì)者在機(jī)械與電纜空間進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 3． Pro／ CAT Pro／ CAT 是選用性模塊，提供 Pro/E 與 CATIA 的雙向數(shù)據(jù)交換接口， CATIA 的造型可直接輸入 Pro/E 軟件內(nèi)，并可加上 Pro/E 的功能定義和參數(shù)工序，而 Pro/E 也可將其造型輸出到 CATIA 軟件里。這種高度準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)交換技術(shù)令設(shè)計(jì)者得以在節(jié)省時(shí)間及設(shè)計(jì)成本的同時(shí)，擴(kuò)充現(xiàn)有軟件系統(tǒng)的投資。 4． Pro/CDT Pro/CDT 是一個(gè) Pro/E 的 選 件 模 塊 ， 為 CADAM 2D 工 程 圖 提 供 PROFESSIONALCADAM與 Pro/E 雙向數(shù)據(jù)交換直接接口。 CADAM工程圖的文件可以直接讀入 Pro/E， 亦可用中性的文件格式，經(jīng)由 PROFESSIONAL CADAM 輸出或讀入任何運(yùn)行 Pro/E 的工作站上。 Pro/CDT 避免了一般通過標(biāo)準(zhǔn)文件格式交換信息的問題，并可使新客戶在轉(zhuǎn)入 Pro/E 后，仍可繼續(xù)享用原有的 CADAM 數(shù)據(jù)庫。 5． Pro/COMPOSITE Pro/COMPOSITE 是一個(gè) Pro/E 的選件模塊，需配用 Pro/E 及 Pro/SURFACE 環(huán)境下運(yùn)行。該模塊能用于設(shè)計(jì)、復(fù)合夾層材料的部件。 Pro/COMPOSITE 在 Pro/E 的應(yīng)用環(huán)境里具備完整的關(guān)聯(lián)性，這個(gè)自動(dòng)化工具提供的參數(shù)化 、特征技術(shù)．適用于整個(gè)設(shè)計(jì)工序的每個(gè)環(huán)節(jié)。 6． Pro/DEVELOP Pro/DEVELOP 是一個(gè)用戶開發(fā)工具，用戶可利用這軟件工具將一些自己編寫或第三家的應(yīng)用軟件結(jié)合并運(yùn)行在 Pro/E 軟件環(huán)境下。 Pro/IDEVELOP 包括‘ C’語言的副程序庫 ,用于支援 Pro/E 的交接口，以及直接存取 Pro/E 數(shù)據(jù)庫。 7． Pro/DESIGN Pro/DESIGN 可加速設(shè)計(jì)大型及復(fù)雜的順序組件，這些工具可方便地生成裝配圖層次等級，二維平面圖布置上的非參數(shù)化組裝概念設(shè)計(jì)，二維平面布置上的參數(shù)化概念分析．以及PRO/E 油缸實(shí)體造型畢業(yè)論文 10 3D 部件平面布置。 Pro/DESIGN 也能使用 2D 平面圖自動(dòng)組裝零件。它必須在 Pro/E 環(huán)境下運(yùn)行。 （二） 部分模塊的功能 1. Pro／ DETAIL 用戶定義特征是參數(shù)化的，當(dāng)然也很容易修改。 一個(gè)用戶定義的特征可在同一零件上生成并反復(fù)使用?；蛘咴谝粋€(gè)零件組里或在其它設(shè)計(jì)里使用的特征可以是一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”特征。對于 Pro/FEATURE 標(biāo)準(zhǔn)特征庫可以很方便地開發(fā)并使其