【正文】 AE模塊在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用PRO/E的CAM/CAE功能模塊有：Pro/FEMPOST有限元分析、Pro/MECHANICACUSTOMLOADS載荷處理、Pro/MECHANICAMOTION裝配體運(yùn)動(dòng)分析、Pro/MECHANICASTRUCTURE靈敏度優(yōu)化分析、Pro/MECHANICATHERMAL熱分析、Pro/MECHANICATIREMODEL路面分析、Pro/MECHANICAVIBRATION振動(dòng)模、Pro/MECHANICAMESH有限元網(wǎng)格劃分態(tài)分析。其CAM 功能，提供了最佳的交給那個(gè)路徑公職和創(chuàng)建智能化加工路徑的功能，語序數(shù)控編程人員控制整體的加工路徑知道最細(xì)節(jié)的部分。該軟件還支持而普通加工和多軸加工，帶有多種圖形文件接口。Pro/INTERFACE提供了PRO/E與其他設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)之間的各種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式，轉(zhuǎn)換器支持由其他系統(tǒng)輸入IGES、SET 、VDA、CGM、和DXF，PRO/E也輸出信息到這些相同的標(biāo)準(zhǔn)中，同時(shí)也提供SLA文件等格式。PRO/LEGACY可以使工程師在PRO/E環(huán)境中對(duì)2D和3D數(shù)據(jù)文件進(jìn)行維護(hù)，它的流暢的用戶界面經(jīng)過了優(yōu)化處理，因此工程師可以在PRO/E環(huán)境中對(duì)模型的表面張、現(xiàn)況等進(jìn)行修改綜合而不必重新生成。 PRO/MANUFACTURING從加工模塊中生產(chǎn)加工工藝計(jì)劃、刀具編程和時(shí)間價(jià)格比的估計(jì)。PRO/MANUFACTURING將工藝步驟與設(shè)計(jì)模塊鏈起來，這樣，當(dāng)設(shè)計(jì)改變時(shí)，加工信息可自動(dòng)生成。此模塊支持的加工過程包括鉆孔加工車削加工和直到五軸的銑削加工。PRO/MOLDESIGN用于模具部件和模具裝配的設(shè)計(jì)，其包括澆注系統(tǒng)、澆道、澆槽等特征。并且允許用戶做注模模擬PRO/MOLDESIGN為用戶節(jié)省了大量的時(shí)間，并使用戶的零件設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)并行進(jìn)行。以上對(duì)其幾種模塊進(jìn)行了介紹，說明PRO/E是一個(gè)很好的軟件平臺(tái)，它支持很多的擴(kuò)展，由于所提供的這樣的平臺(tái)，該軟件就更具競爭力。第3章 pro/e在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例 PRO/E在減速箱設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在該實(shí)例中，pro/e在減速箱中的應(yīng)用包括三方面：減速箱箱體及其他各部件的設(shè)計(jì)；關(guān)鍵部件如軸、鍵和齒輪齒面等的校核；減速箱的裝配動(dòng)態(tài)仿真。首先，在箱體及其他部件的設(shè)計(jì)中，幾乎應(yīng)用了孔、倒角、基準(zhǔn)設(shè)置、軸、平面，還有殼、筋、拔模、切口、修飾等基本建模特征。另外，像掃描、混合等高級(jí)特征 中pro/e的參數(shù)化設(shè)計(jì)得到了充分的體現(xiàn)。圖 31齒輪特征的參數(shù)設(shè)定齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、壓力角等參數(shù)輸入（圖 31）的編輯面板中，再在工具下拉菜單中，“關(guān)系”中加入相應(yīng)的關(guān)系式，再生就能自動(dòng)生成其基本特征。而且在創(chuàng)建一個(gè)圓柱齒輪后，就可以將不同的參數(shù)輸入這樣的表中，得到不同的元件。這就是參數(shù)化的優(yōu)勢的體現(xiàn)。在齒輪漸開線齒面的構(gòu)建中，在編輯的“參數(shù)關(guān)系”中運(yùn)用了漸開線的方程。這也從側(cè)面體現(xiàn)了pro/e對(duì)高級(jí)計(jì)算機(jī)語言的支持能力。其次，在設(shè)計(jì)過程中關(guān)鍵部件如軸、軸承、齒輪齒面的應(yīng)力載荷是設(shè)計(jì)的重中之重。Pro/e與ansys的有限元分析，在這里表現(xiàn)了較傳統(tǒng)方式的優(yōu)勢所在。在校核分析中，簡單的靜力的分析與簡單的動(dòng)點(diǎn)的載荷分析，pro/e的機(jī)構(gòu)分析就能夠勝任。如軸上鍵的扭矩的校核，但在相對(duì)復(fù)雜的軸的剪力與彎矩的分析中，就可以在ANSYS軟件中進(jìn)行分析，以軸上所受的力在ANSYS中建模，就能得到其受力分布的直觀顯示。圖32軸上力的分析示例此外，在齒輪的齒面的校核、軸承的動(dòng)載循環(huán)載荷的變力分析中都能用有限元分析的方法得到完美的解決。從把人從繁雜的計(jì)算中解放出來，就能看出新的工具在效率上的優(yōu)越性。再者，pro/e的動(dòng)態(tài)分析在減速箱的動(dòng)態(tài)裝配中得到了應(yīng)用于體現(xiàn)。利用pro/e裝配中的“連接裝配”來定義各元件的裝配方式。這樣的原理在上文的論述中就有所論述。利用“連接方式”中的“圓柱”能提供“平移”、“旋轉(zhuǎn)”兩個(gè)自由度。所以在本次裝配的動(dòng)態(tài)仿真中基本上都采用這樣的連接方式，以此作為各元件相對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真的基礎(chǔ)。但是這樣的連接方式的弊端就是要采用很多的伺服電機(jī)，在操作上比較費(fèi)時(shí)?！皥A柱”連接的方式的表達(dá)方法由下圖來表示。動(dòng)態(tài)仿真過程在論文的電子檔中展現(xiàn)。圖33減速箱的動(dòng)態(tài)裝配仿真 PRO/E在汽車汽車覆蓋件中設(shè)計(jì)中的應(yīng)用據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，到2008年，我國汽車總需求量約為1100萬輛，基本車型將達(dá)220種，另有更新車型和改裝車型430種。對(duì)于車型的更新，最主要的工作就是獲得原有車型的幾何模型（其中大型覆蓋件的設(shè)計(jì)是整個(gè)新車型開發(fā)的關(guān)鍵），基于逆向技術(shù)（三坐標(biāo)數(shù)據(jù)掃描）、CAD/CAM技術(shù)（曲面構(gòu)建、模型重建）是目前獲取幾何模型應(yīng)用最廣的方法。根據(jù)逆向工程中研究對(duì)象的不同，逆向工程分為影像逆向、軟件逆向、實(shí)物逆向等。就實(shí)物逆向而言，又包括形狀（幾何）逆向、功能逆向、材料逆向、工藝逆向，汽車覆蓋件的逆向工程屬于實(shí)物逆向。逆向工程研究內(nèi)容主要有兩個(gè)方面，即產(chǎn)品數(shù)字化和曲面重構(gòu)技術(shù)，它的兩個(gè)主要發(fā)展領(lǐng)域是自由曲面的逆向工程和表面簡單但具有復(fù)雜拓?fù)潢P(guān)系的逆向工程。圖（34）a為某款汽車的車門零件，圖（34）b分別為車門的外形和內(nèi)形表面形狀，需獲得該零件的幾何模型。本部分結(jié)合逆向技術(shù)和CAD/CAM技術(shù)，應(yīng)用三坐標(biāo)測量機(jī)獲得零件的點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后在Pro/ENGINEER軟件中完成其模型重建。圖34某款汽車車門零件外形本部分有關(guān)數(shù)據(jù)的測量是基于英國LK公司生產(chǎn)的G90C型三坐標(biāo)測量機(jī)實(shí)的。在測量前，應(yīng)該對(duì)零件形狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的分析，針對(duì)零件的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有目的性地對(duì)零件進(jìn)行測量。這樣可以用較少的測量點(diǎn)（零件的特征點(diǎn)）即可反映出零件的形狀，從而做到“事半功倍”。圖（35）a所示的汽車覆蓋件的外形為一個(gè)掃描曲面和一個(gè)自由曲面，掃描曲面需要確定掃描曲線和截面曲線，這里掃描曲線為一直線，因此，只需測量零件的截面形狀；對(duì)于塊Ⅱ所示的自由曲面，則可用放樣曲面或混成曲面等方式來生成。該零件內(nèi)形有多處起伏和沖孔，其形狀較為規(guī)則，只需測量各處的形狀尺寸和定位尺寸即可，但需注意各組成部分間具有較高的位置度要求。數(shù)據(jù)采集是指通過特定的測量設(shè)備和測量方法獲取零件表面離散點(diǎn)的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集是逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，數(shù)據(jù)采集使用的方法很多，常用的有接觸式測量法、非接觸測量法和工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描成像法等，G90C三坐標(biāo)測量機(jī)屬于接觸式測量法。該汽車覆蓋件外形表面由兩個(gè)曲面經(jīng)過曲面延伸、曲面過渡、曲面裁剪等混合而成，為了減少測量數(shù)據(jù)，便于建立零件模型，將兩個(gè)曲面進(jìn)行分塊測量，每個(gè)曲面使用不同的方法完成曲面重構(gòu)。圖（47）a所示為零件外形塊Ⅰ截面所測得的測量點(diǎn)數(shù)據(jù)，圖（47）b所示為零件外形塊Ⅱ曲面所測得的測量點(diǎn)數(shù)據(jù)。a b圖35 零件外形測量的特征點(diǎn) 數(shù)據(jù)預(yù)處理通過測量設(shè)備所得到的點(diǎn)數(shù)據(jù)一般較多（尤其是應(yīng)用激光測量設(shè)備所測得的數(shù)據(jù)有時(shí)多達(dá)幾兆甚至幾十兆），因此，在對(duì)這么多的點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面重構(gòu)前，應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的預(yù)處理。數(shù)據(jù)預(yù)處理一般包括數(shù)據(jù)平滑、數(shù)據(jù)清理、補(bǔ)齊遺失點(diǎn)、數(shù)據(jù)分割、數(shù)據(jù)對(duì)齊、零件對(duì)稱基準(zhǔn)面的構(gòu)建等。這里，需要對(duì)圖（35）b所示的測量數(shù)據(jù)分成兩部分，即用來重構(gòu)掃描曲面的測量點(diǎn)數(shù)據(jù)和用來重構(gòu)自由曲面的測量點(diǎn)數(shù)據(jù)，每一部分?jǐn)M合出一塊曲面，然后通過曲面編輯方法（如曲面求交、曲面過渡等）將兩塊曲面合并構(gòu)成一個(gè)完整的曲面。 模型重建模型重建是指由測量點(diǎn)還原成實(shí)體，目前較為成熟的模型重建技術(shù)是通過構(gòu)建曲面來實(shí)現(xiàn)模型重建，因此，構(gòu)建曲面是模型重建的關(guān)鍵。曲面重構(gòu)有基于點(diǎn)樣條的曲面重構(gòu)和基于測量點(diǎn)的曲面重構(gòu)，這里采用基于點(diǎn)樣條的曲面重構(gòu)。基于點(diǎn)樣條的曲面重構(gòu)即為由測量所得的點(diǎn)擬合出曲線，再由這些曲線生成曲面，圖（36）a所示即為通過創(chuàng)建曲面、曲面編輯后所得的完整曲面。圖（36）b、c所示為根據(jù)零件內(nèi)形所測得的數(shù)據(jù)，應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件所得的零件實(shí)體模型。完成零件的實(shí)體造型后，可應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件有關(guān)模具設(shè)計(jì)和數(shù)控加工的功能，便可快速完成模具設(shè)計(jì)和零件NC加工。進(jìn)行數(shù)據(jù)測量時(shí)的注意事項(xiàng):（1）當(dāng)對(duì)曲面進(jìn)行分塊測量時(shí)，為了保證數(shù)據(jù)測量的完整性，各塊之間需有一定的重疊量，以利于模型重建時(shí)數(shù)據(jù)的融合。（2）由于受到三坐標(biāo)測量儀和零件的限制，外形數(shù)據(jù)和內(nèi)形數(shù)據(jù)的測量無法一次完成。因此，在測量外形數(shù)據(jù)和內(nèi)形數(shù)據(jù)時(shí)，需建立一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)系，以保證數(shù)據(jù)的對(duì)齊。（3）在進(jìn)行數(shù)據(jù)測量時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，定制和規(guī)劃坐標(biāo)測量時(shí)的掃描路徑，掃描路徑設(shè)置的優(yōu)劣，對(duì)零件模型的重建具有較大的影響。(a) (b) (c)圖36零件外形測量的特征點(diǎn)在汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)制造中，應(yīng)用基于CAD/CAM的逆向技術(shù)，可大大縮短模具設(shè)計(jì)制造的周期，這也適應(yīng)汽車行業(yè)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行快速更新的需要。 PRO/E叉車模型建模及動(dòng)態(tài)仿真應(yīng)用實(shí)例隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件和技術(shù)的不斷發(fā)展，很多工程機(jī)械制造企業(yè)已不再滿足于借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)來“甩掉圖版”，希望向三維的實(shí)體設(shè)計(jì)方向發(fā)展。由于三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有可視化好、形象直觀、設(shè)計(jì)效率高和支持并行工程等優(yōu)點(diǎn)。因此，三維實(shí)體造型在液壓叉車模型設(shè)計(jì)開發(fā)中開始得到的應(yīng)用，在三維設(shè)計(jì)環(huán)境中可以進(jìn)行叉車模型的模擬裝配以獲得整機(jī)或部件的三維實(shí)體，建立充分而完整的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量特性分析、零部件間的干涉檢查、自動(dòng)創(chuàng)建二維工程圖、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的有限元分析、計(jì)算機(jī)輔助制造、商業(yè)廣告造型與動(dòng)畫生成等。Pro/E軟件使產(chǎn)品快速走向市場，按傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，不但設(shè)計(jì)周期長，而且精度難以保證。而當(dāng)今產(chǎn)品開發(fā)的一個(gè)主要方面就是開發(fā)新的產(chǎn)品外形與結(jié)構(gòu)，特別是由各種自由曲線、曲面組成的流線型外形，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)已無法滿足要求。為了適應(yīng)市場需求，機(jī)械CAD/CAM系統(tǒng)Pro/E軟件，成功的應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，并取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 叉車模型三維實(shí)體造型包括所有零件的三維實(shí)體造型，總成和整機(jī)裝配仿真。叉車模型是由金屬結(jié)構(gòu)動(dòng)力裝置、傳動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備等組成。零、部件共計(jì)一千多個(gè)。盡管叉車模型零、部件結(jié)構(gòu)形式各不相同，但在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行三維實(shí)體造型有一些規(guī)律可循，一般過程如下:創(chuàng)建草圖→根據(jù)零件的基本特征和附加特