【文章內容簡介】 制尺寸有顯式對應關系，設計結果的修改受尺寸驅動。生產中最常用的系列化標準件就是屬于這一類型。變量化設計 (Variationaldesign)是指設計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品的尺寸和形狀。約束方程可以是幾何關系，也可以是工程計算條件，設計結果的修改受到約束方程驅動。變量化設計允許尺寸欠約束的存在，這樣設計者便可以 采用先形狀后尺寸的設計方式，將滿足設計要求的幾何形狀放在第一位而暫不用考慮尺寸細節(jié)，設計過程相對寬松。變量化設計可以用于公差分析、運動機構協(xié)調、設計優(yōu)化、初步方案設計選型等，尤其在做概念設計時更顯得得心應手。 （二） CAD 的數據交換格式及標準化 (DXF 格式、 IGES 格式及 STEP 標準 ) 目前，在微機和工作站上用于數據交換的圖形文件標準主要有： AutoCAD 系統(tǒng)的DXF(DataExchangeFile)文件，美國標準 IGES(InitialGraphicsExchangeSpecification 即 初始圖形交換規(guī)范 )及國際標準 STEP(StandardfortheExchangeofProductmodeldata)。其他一些較為重要的標準還有：在 ESPRIT(歐洲信息技術研究與開發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃 )資助下的 CADI 標準 (僅限于有限元和外形數據信息 )；德國的 VDAFS 標準 (主要用于汽車工業(yè) )；法國的 SET 標準 (主要應用于航空航天工業(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，主要用于實現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 在世界范圍內的應用極為廣泛，已經深入到各行各業(yè)之中，所以它的數據文件格式已經成為一種事實上的工業(yè)標準。 DXF 圖形數據交換文件為推廣應用 CADCAM 技術提供了很大的便利，但由于 DXF 文件開發(fā)較早，從現在的目光來看，它當然存在很多的不足：它不能描述產品的完整幾何模型，難以進一步發(fā)展；其信息定義不完整，它僅保留了原有系統(tǒng)數據結構中的幾何和部分屬性信息，而大量的拓撲信息PRO/E 油缸實體造型畢業(yè)論文 6 已不復存在；其信息描述方面也有許多缺陷，致使一些信息量過分冗長；文件格式比較復雜，而且也 不盡合理。所以， Autodesk 公司近來強調了用二進制的 DWG 和網絡上的 DWF 格式作為它的數據傳輸標準，但二者的格式都不公開，因此很難再作為工業(yè)標準為其他 CAD 系統(tǒng)所利用。 IGES 標準最早是 ANSI 于 80 年代初制定的，是建筑在波音公司 CADCAM 集成信息網絡、通用電氣公司的中心數據庫和其他各種數據交換格式之上。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、工廠設計和建筑設計納入其中。 1988 年 6月公布的 又吸收了 ESP 中的 CSG(ConstructiveSolidGeometry，意譯為體素構造法 )和裝配模型，后經擴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。而 Brep(邊界表示法 )模型則在 中定義。 產品模型數據交換標準 STEP是國際標準化組織 (ISO)所屬技術委員會 TC184(工業(yè)自動化系統(tǒng)技術委員會 )下的“產品模型數據外部表示” (ExternalRepresentationofProductModelData)分委員會 SC4 所制訂的國際統(tǒng)一 CAD 數據交換標準。所謂產品模型數據是指為在覆蓋產品整個生命周期中的應用而全面定 義的產品所有數據元素，它包括為進行設計、分析、制造、測試、檢驗和產品支持而全面定義的零部件或構件所需的幾何、拓撲、公差、關系、屬性和性能等數據，另外，還可能包含一些和處理有關的數據。產品模型對于下達生產任務、直接質量控制、測試和進行產品支持功能可以提供全面的信息。 第三節(jié) Pro/E 油缸實體造型研究的意義 Pro/E【 8】 現在已經是三維建模軟件領域的領頭羊之一，它具有如下特點和優(yōu)勢： 參數化設計和特征功能 Pro/E 是采用參數化設計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計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計者提供了在設計上從未有過的簡易和靈活。 單一數據庫 Pro/E 是建立在統(tǒng)一基層上的數據庫上，不象一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個數據庫上。所謂單一數據庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設計過程的任何 一處發(fā)生改動，亦可以前后反應在整個設計過程的相關環(huán)節(jié)上。 全相關性： Pro/E 的所有模塊都是全相關的。這就意味著在產品開發(fā)過 程中某一處進行的修改，能夠擴展到整個設計中，同時自動更新所有的工程文檔，包括裝配體、設計圖紙，以及制造數據。全相關性鼓勵在開發(fā)周期的任一點進行修改，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 油缸實體造型畢業(yè)論文 7 基于特征的參數化造型： Pro/E 使用用戶熟悉的特征作為產品幾何模型的構造要素。這些特征是一些普通的機械對象，并且可以按預先設置很容易的進行修改。例如：設計特征有弧、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。 數據管理：加速投放市場，需要在較短的時間內 開發(fā)更多的產品。為了實現這種效率，必須允許多個學科的工程師同時對同一產品進行開發(fā)。數據管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時進行的各項工作，由于使用了 Pro/E 獨特的全相關性功能，因而使之成為可能。 裝配管理： Pro/E 的基本結構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，同時保持設計意圖。高級的功能支持大型復雜裝配體的構造和管理，這些裝配體中零件的數量不受限制。 易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級出現，提供了邏輯選項和預先選取的最普通選項，同時還提供了簡短 的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學習和使用。 PRO/E 油缸實體造型畢業(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，開始參數化建模軟件的研究。 1988 年， 的 Pro/E 誕生了。經過 10 余年的發(fā)展， Pro/E 已經成為三維建模軟件的領頭羊。目前已經發(fā)布了 Pro/E （中文名野火 6)。 PTC 的系列軟件包括了在工業(yè)設計和機械設計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產品數據管理等等。 Pro/E 還提供了全面、集 成緊密的產品開發(fā)環(huán)境。是一套由設計至生產的機械自動化軟件，是新一代的產品造型系統(tǒng)，是一個參數化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一數據庫功能的綜合性 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，其中功能包括參數化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色實體或線框造型棚完整工程圖產生及不同視圖（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉） .Pro/E 是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設計專用功能來實現，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，無需采用復雜的幾何設計方式。這系統(tǒng)的參數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系，任何一個參數改變，其也相關的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設計優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印機。 Pro/E 還可輸出三維和二維圖形給予其 他應用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標準數據交換格式來實現，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 )具有大部分的設計能力，組裝能力 (人工 )和工程制圖能力 (不包括 ANSI， ISO， DIN 或 JIS 標準 )，并且支持符合工業(yè)標準的繪圖儀 (HP，HPGL)和黑白及彩色打印機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 油缸實體造型畢業(yè)論文 9 Pro/ASSEMBLY 是一個參數化組裝管理系統(tǒng)，能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列及可自動地更換零件。 Pro/ASSEMBLY 是 Pro/ADSSEMBLY 的一個擴展選項模塊，只能在 Pro/E 環(huán)境下運行 2． Pro/CABLING Pro/CABLING 提供了一個全面的電纜布線功能，它為在 Pro/E 的部件內真正設計三維電纜和導線束提供了一個綜合性的電纜鋪設功能包。三維電纜的鋪設可以在設計和組裝機電裝置時同時進行，它還允許工程設計者在機械與電纜空間進行優(yōu)化設計。 3． Pro／ CAT Pro／ CAT 是選用性模塊，提供 Pro/E 與 CATIA 的雙向數據交換接口， CATIA 的造型可直接輸入 Pro/E 軟件內，并可加上 Pro/E 的功能定義和參數工序，而 Pro/E 也可將其造型輸出到 CATIA 軟件里。這種高度準確的數據交換技術令設計者得以在節(jié)省時間及設計成本的同時，擴充現有軟件系統(tǒng)的投資。 4． Pro/CDT Pro/CDT 是一個 Pro/E 的 選 件 模 塊 ， 為 CADAM 2D 工 程 圖 提 供 PROFESSIONALCADAM與 Pro/E 雙向數據交換直接接口。 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，經由 PROFESSIONAL CADAM 輸出或讀入任何運行 Pro/E 的工作站上。 Pro/CDT 避免了一般通過標準文件格式交換信息的問題，并可使新客戶在轉入 Pro/E 后，仍可繼續(xù)享用原有的 CADAM 數據庫。 5． Pro/COMPOSITE Pro/COMPOSITE 是一個 Pro/E 的選件模塊，需配用 Pro/E 及 Pro/SURFACE 環(huán)境下運行。該模塊能用于設計、復合夾層材料的部件。 Pro/COMPOSITE 在 Pro/E 的應用環(huán)境里具備完整的關聯(lián)性，這個自動化工具提供的參數化 、特征技術．適用于整個設計工序的每個環(huán)節(jié)。 6． Pro/DEVELOP Pro/DEVELOP 是一個用戶開發(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用軟件結合并運行在 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 數據庫。 7． Pro/DESIGN Pro/DESIGN 可加速設計大型及復雜的順序組件，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化組裝概念設計，二維平面布置上的參數化概念分析．以及PRO/E 油缸實體造型畢業(yè)論文 10 3D 部件平面布置。 Pro/DESIGN 也能使用 2D 平面圖自動組裝零件。它必須在 Pro/E 環(huán)境下運行。 （二） 部分模塊的功能 1. Pro／ DETAIL 用戶定義特征是參數化的，當然也很容易修改。 一個用戶定義的特征可在同一零件上生成并反復使用?；蛘咴谝粋€零件組里或在其它設計里使用的特征可以是一個“標準”特征。對于 Pro/FEATURE 標準特征庫可以很方便地開發(fā)并使其