【正文】 技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。到 20世紀(jì) 70年代 CAD技術(shù)以二維繪圖和三維線框圖形系統(tǒng)為主 。 CAD技術(shù)大致經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段： （ 1） 形成期 1950年美國(guó)麻省理工學(xué)院采用陰極射線管（ CRT）研制成功圖形 顯示 終端，實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)態(tài)顯示，從此結(jié)束了計(jì)算機(jī)只能處理字符數(shù)據(jù)的歷史。正因?yàn)槿绱耍?CAD/CAM成為計(jì)算機(jī)在繪圖方面應(yīng)用最廣泛的工具。 關(guān)鍵 詞 Pro/E 三維實(shí)體造型 CAD/CAM 轎車 2020 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 第 1 章 前 言 CAD/CAM 的發(fā)展與應(yīng)用概況 CAD/CAM 的發(fā)展 現(xiàn)代社會(huì)無論哪一方面的設(shè)計(jì)都離不開繪圖，但是傳統(tǒng)的手工繪圖不僅速度慢，而且質(zhì)量也不高，所花費(fèi)的精力也多。通過對(duì)實(shí)體進(jìn)行分析，構(gòu)建不同的基礎(chǔ)特征，生成零件，并且裝配，達(dá)到三維實(shí)體造型的目的。重慶三峽學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 設(shè)計(jì)（論文）題目：基于 Pro/E 三維實(shí)體造型 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 2020 級(jí) 學(xué)生學(xué)號(hào)： 202007024233 學(xué)生姓名：鄧銳 指導(dǎo)老師：葛衛(wèi)國(guó) 職稱 : 高級(jí)講師 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 2020 年 5 月 目 錄 第 1 章 前 言 ........................................................... 1 CAD/CAM 的發(fā)展與應(yīng)用概況 ........................................... 1 CAD/CAM 技術(shù) ....................................................... 2 研究 Pro/E 三維實(shí)體造型的意義 ....................................... 3 第 2 章 Pro/E 軟件簡(jiǎn)介及基本操作 .......................................... 4 Pro/E 軟件簡(jiǎn)介 ..................................................... 4 Pro/E 主要模塊 ..................................................... 4 Pro/E 基本操作 ..................................................... 4 第 2 章 基于 Pro/E 轎車實(shí)體造型 ........................................... 7 轎車殼體造型 ....................................................... 7 轎車底盤造型 ....................................................... 9 轎車輪胎造型 ...................................................... 10 轎車座椅造型 ...................................................... 12 方向盤造型 ........................................................ 14 元件裝配 .......................................................... 15 渲染效果 .......................................................... 16 第 4 章 結(jié) 論 .......................................................... 18 致謝語 ................................................................. 19 參考文獻(xiàn) ............................................................... 20 基于 Pro/E 三維實(shí)體造型 鄧銳 重慶三峽學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 2020級(jí) 重慶萬州 404000 摘要 CAD/CAM作為制造核心和關(guān)鍵技術(shù)，其從根本上改變了機(jī)械設(shè)計(jì)人員的工作方式，使零件設(shè)計(jì)更加方便，零件裝配更加直觀，大大的提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率，縮短 了產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期，在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著相當(dāng)大的作用。 Pro/E作為一款集 CAD/CAM/CAE一體的繪圖軟件，其三維實(shí)體造型，是以構(gòu)建實(shí)體特征（基本實(shí)體特征、附屬實(shí)體特征）、曲面特征和基準(zhǔn)特征為基礎(chǔ)的實(shí)體造型。 本文主要介紹通過 Pro/Engineer三維實(shí)體造型，建立不同的特征，利用逆向造型原理，根據(jù)平面四視圖構(gòu)建轎車外形、底盤、輪胎及輪轂等實(shí)體，裝配成轎車三維實(shí)體，并且經(jīng)過后期渲染處理，達(dá)到對(duì)轎車三維實(shí)體造型的研究。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得以計(jì)算機(jī)為輔助系統(tǒng)的繪圖工具的 優(yōu) 點(diǎn)更加突出。 CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）是指工 程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為輔助工具來完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的各項(xiàng)工作，如草圖繪制、零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、工程分析等。 （ 2） 發(fā)展期 20世紀(jì) 50年代后期出現(xiàn)了光筆，從而開始了交互式繪圖。 （ 3） 成熟期 1973年誕生了第一個(gè)實(shí)體造型（ Solid Modeling）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并于 1978年 推出 了第一代實(shí)體造型軟件，此后 20年實(shí)體造型技術(shù)成為 CAD技術(shù)發(fā)展的主流，并走向成熟，出現(xiàn)了一批以三維實(shí)體造型為核心的 CAD軟件系統(tǒng)。 （ 4） 集成期 CAD、 CAM各自對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所產(chǎn)生的巨大推動(dòng)作用已被認(rèn)同，加之設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化的需求，出現(xiàn)了集成化的 CAD/CAM系統(tǒng)。 從 CAM的發(fā)展歷程來看大致分為兩個(gè)部分： （ 1） 第一階段 APT語言編程方法在計(jì)算機(jī)上的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了 NC程序編制的自動(dòng)化。它將高效率與高柔性融合于一體，實(shí)現(xiàn)了單機(jī)的柔性自動(dòng)化，為現(xiàn)代技術(shù) —— 柔性制造技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。 CAD/CAM 運(yùn)用狀況 近 20年中， CAD/CAM是發(fā)證最迅速的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)之一，也是應(yīng)用領(lǐng)域最廣泛的實(shí)用技術(shù)之一，它推動(dòng)了制造領(lǐng)域的革命。航天、造船、機(jī)床制造、汽車等是國(guó)內(nèi)外運(yùn)用 CAD/ACM 技術(shù)較早的工業(yè)部門。 我國(guó)的 CAD/CAM應(yīng)用從 20世紀(jì) 90年代進(jìn)入全面推廣階段，至 20世紀(jì) 90年代后期，已經(jīng)覆蓋了重型機(jī)械、礦山機(jī)械、工程機(jī)械、電工電器、機(jī)床、航空航天、兵器、儀表儀器、建筑、服裝行業(yè)等。 CAD/CAM 技術(shù) CAD/CAM 技術(shù)功能 在 CAD/CAM 系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)主要幫助人們完成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)描述、工程信息表達(dá)、工程信息傳輸與轉(zhuǎn)化、結(jié)構(gòu)及過程的分析與優(yōu)化、信息管理與過程管理等工作，因此，作為 CAD/CAM系統(tǒng)，應(yīng)具備圖形圖像處理、產(chǎn)品與過程建模、信息存儲(chǔ)與管理、工程計(jì)算分析與優(yōu)化、工程信息傳輸與交換、人機(jī)交互、信息的輸入與輸出等功能。 CAD/CAM 主流技術(shù) 基礎(chǔ)造型技術(shù)（參數(shù)化設(shè)計(jì)、變量設(shè)計(jì)及特征造型技術(shù)） CAD/CAM 的技術(shù)發(fā)展是一個(gè)階段性的過程，由最初的僅限于計(jì)算機(jī)輔助繪圖，到從二維平面繪圖發(fā)展到三維產(chǎn)品建模，隨之產(chǎn)生的三維線框造型、曲面造型以及實(shí)體造型。 傳統(tǒng)的繪圖軟件都用固定的尺寸定義集合元素，當(dāng)需要修改繪圖時(shí)，只有刪除線條，重新繪制，這樣不僅是工作變得繁復(fù)，而且增加了設(shè)計(jì)時(shí)間。 變量化設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)對(duì)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。 特征造型是著眼于更好地表達(dá)產(chǎn)品完整的功能和生產(chǎn)管理信息，為建立產(chǎn)品的集成信息模型服務(wù)。特征造型技術(shù)使得設(shè)計(jì)人員的操作對(duì)象不再是原始的線條和體素，而是產(chǎn)品的功能要素。 2020 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 研究 Pro/E 三維實(shí)體造型的意義 Pro/E 作為當(dāng)今使用率最高的三維設(shè)計(jì)軟件之一， 涉及 CAD、 CAM 和 CAE 等領(lǐng)域，具有以下特點(diǎn)： 全相關(guān)性 Pro/E 的所有模塊都是全相關(guān)的。包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)等。 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)建要素。例如設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等他們對(duì)于工程人員來 說是很熟悉的因而易于使用。 數(shù)據(jù)管理 用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作 裝配管理 Pro/E 的基本結(jié)構(gòu)能夠使設(shè)計(jì)者使用一些直觀的命令，如“嚙合”、“插入”等，很容易把零件裝配起來，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。 通過對(duì) Pro/E的三維 實(shí)體造型研究，熟悉 Pro/E的功能特點(diǎn)，有利于掌握三維造型的相關(guān)知識(shí)，才能合理利用軟件，提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。 Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制造、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證 用戶 可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用，并且新增人體工程學(xué)模塊。 Pro/E 主要模塊 工業(yè)設(shè)計(jì)（ CAID）模塊 工業(yè)設(shè)計(jì)模塊主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)。該模塊包括 3D 建模、動(dòng)畫模擬、概念設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫合成、圖片轉(zhuǎn)三維模型、和圖片渲染等子模塊。在該模塊中可會(huì)制任意復(fù)雜形狀的零件。通過該模塊是設(shè)計(jì)者能夠了解零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。 制造（ CAM）模塊 在機(jī)械行業(yè)中用到的 CAM制造模塊中的功能是 NC Machining（數(shù)控加工）。 數(shù)據(jù)管理（ PDM）模塊 Pro/E 的數(shù)據(jù)管理模塊可以在計(jì)算機(jī)上對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試仿真，找出造成產(chǎn)品各種 故障 的原因，排除產(chǎn)品 故障 ，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 數(shù)據(jù)交換（ Geometry Translator）模塊 在實(shí)際中還存在一些其他 CAD系統(tǒng)，如 UGⅡ、 CATIA等，通過數(shù)據(jù)交換模塊才能接收這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。 Pro/E 基本操作 Pro/E 操作界面 Pro/E 軟件的主窗口界面主要由標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、特征工具欄、繪圖區(qū)域、導(dǎo)航器、信息欄、狀態(tài)欄等組成，其中狀態(tài)欄還包含了一個(gè)選取過濾器。 （ 2） 工具欄 2020 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 工具欄將下拉菜單中經(jīng)常用到的命令以圖標(biāo)按鈕的形式提供給用戶，并且工具欄上的各個(gè)圖標(biāo)按鈕都可以在對(duì)應(yīng)的下拉菜單當(dāng)中找到。主工具欄一般位于界面的頂部，包括新建、打開和保存等文件操作，以及放大、縮小、定位和刷新模型等視圖操作。 （ 3） 繪圖區(qū) 繪圖區(qū)是建模時(shí)的工作區(qū)域，一般位于界面的中央。 （ 5） 信息欄 記錄當(dāng)前窗口進(jìn)行的一切操作和操作結(jié)果，并同時(shí)現(xiàn)實(shí)工作欄圖標(biāo)的功能解釋。 圖 22 （ 2） Pro/E主要文件及擴(kuò) 展名 “草繪”：創(chuàng)建二維圖形，文件擴(kuò)展名 .sec。 “組件”：創(chuàng)建各類組件，文件擴(kuò)展名 .asm。 圖 23 視圖控制 （ 1） 設(shè)置常用的視角 常用的視角包括標(biāo)準(zhǔn)方向、缺省方向、 BACK、 BOTTOM、 TOP、 FRONT、 LEFT、 RIGHT，這些視角的指令都保存在指定的視圖列表中。 旋轉(zhuǎn) 將光標(biāo)置于圖形區(qū)域，按住鼠標(biāo)中鍵，然后拖動(dòng)鼠標(biāo)，可以隨意旋轉(zhuǎn)模型。 視圖列表 2020 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 第 3 章 基于 Pro/E 轎車實(shí)體造型 轎車殼體造型 跟蹤草繪 在不確定轎車的尺寸時(shí)，可以使用 Pro/E中的跟蹤草繪功能，在 Pro/E環(huán)境中直接插入并定位設(shè)計(jì)圖作為造型參考。 圖 32 根據(jù)草繪跟蹤建立骨架模型 （ 1） 繪制輪廓曲線 鄧銳：基于 Pro/E 三維實(shí)體造型 8 根據(jù)草繪跟蹤，大致繪制轎車的輪廓曲線。創(chuàng)建邊界混合曲面，首先要?jiǎng)?chuàng)造所有參照邊界曲線，然后按照順序選擇兩個(gè)方向上的曲線即可。合并曲面就是將已有的兩個(gè)曲面通過合并處理整合為一個(gè)曲面；修剪曲面是使用曲面上的曲線、與曲面相交的另一曲面或基準(zhǔn)平面，對(duì)本體曲面進(jìn)行修剪或分割； 鏡像曲面可以以指定2020 屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 的基準(zhǔn)平面為鏡像平面，將所選曲面進(jìn)行鏡像。大多數(shù)零件模型和工業(yè)產(chǎn)品的造型都可以看作是由多個(gè)拉伸特征相互疊加和切除的結(jié)果 倒圓角可以圓化零件實(shí)體的尖銳邊線，從而提高產(chǎn)品外觀美感，防止模型由于應(yīng)力集中造成開裂，保障使用過程安全性。 圖 38 底盤效