Pro/ENGINEER中文野火版5.0机械设计应用教程
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1.4 Pro/E功能模块

1.4 Pro/E功能模块

Pro/E软件包括多个功能模块,不同的功能模块可以完成不同的技术工作。Pro/E软件主要功能模块介绍如下。

说明:了解Pro/E功能模块可让读者知道Pro/E能够完成哪些工作,然后根据实际工作需要选择相应的功能模块学习,对用户定位学习目标非常有帮助。

1.零件设计模块

Pro/E零件设计模块主要用于二维草图及各种三维零件结构的设计。Pro/E零件设计模块利用基于特征的思想进行零件设计,零件上的每一个结构都可以看作是一个特征,零件的设计就是特征的设计。Pro/E零件设计模块具有各种功能强大的面向特征的设计工具,能够方便进行各种零件结构设计,Pro/E零件设计应用举例如图1-7所示。

图1-7 草图绘制及零件设计应用举例

在Pro/E顶部按钮区中单击“新建”按钮,系统弹出“新建”对话框,在该对话框的“类型”选项组中选择“零件”选项,单击“确定”按钮,系统进入Pro/E零件设计环境,可以进行二维草图绘制及零件设计,如图1-8所示。

图1-8 新建零件文件与零件设计界面

2.装配设计模块

Pro/E装配设计模块主要用于产品装配设计,就是将已经设计好的零件导入到Pro/E装配环境进行参数化组装以得到最终的装配产品。装配设计是以后进一步学习和使用自顶向下设计、运动仿真、动画设计、管道设计、线缆设计、产品渲染及模具设计的基础。

在“新建”对话框的“类型”选项组选择“组件”选项,单击“确定”按钮,系统进入Pro/E装配设计环境,用于进行产品装配设计,如图1-9所示。

图1-9 新建装配文件及装配设计环境

3.工程图模块

Pro/E工程图模块主要用于创建产品工程图,包括零件工程图和装配工程图。在工程图模块中,用户能够方便地创建各种工程图视图(如主视图、投影视图、轴测图、剖视图等),还可以进行各种工程图标注(如尺寸标注、公差标注、表面粗糙度符号标注等),另外工程图模块具有强大的工程图模板定制功能以及工程图符号定制功能,还可以自动生成零件清单,并且提供与其他图形文件(如dwg,dxf等)的交互式图形处理,从而扩展Pro/E工程图的应用范围。

在“新建”对话框的“类型”选项组选择“绘图”选项,完成相关设置后系统进入Pro/E工程图环境,用于进行工程图出图,如图1-10所示。

4.曲面设计模块

Pro/E曲面设计模块主要用于曲线及曲面造型设计,用来完成一些复杂的产品造型设计。该模块提供多种高级曲面造型工具,如边界混合曲面、可变截面扫描曲面以及扫描混合曲面等,帮助用户完成复杂曲面设计。

学习指导:Pro/E曲面设计主要用于曲面造型设计,但并非是说曲面设计就不用学习曲面设计内容,学习曲面设计知识能够扩展设计思维,提高产品设计效率。

图1-10 新建工程图文件及工程图界面

在Pro/E中并没有专门的曲面设计模块,但是零件设计环境中提供了用于曲面设计的各种工具,如图1-11所示,方便用户进行各种曲面设计。

图1-11 Pro/E曲面设计工具

5.交互曲面设计模块

Pro/E交互曲面设计模块提供了更为灵活自由的曲面造型方法,包括3D空间曲线的绘制及自由曲面的设计,用于设计更为复杂的曲面造型。Pro/E交互曲面设计是一般曲面设计的补充,大大提高了曲面造型设计效率,特别适合于产品概念造型设计。

在零件设计环境中选择“插入”→“造型”命令,系统进入交互曲面设计模块,在该模块中提供了交互曲面设计工具及跟踪草绘工具,如图1-12所示。

图1-12 交互曲面设计界面

6.自顶向下设计

自顶向下设计(Top_Down Design)是一种从整体到局部的设计方法,是目前最常用的产品设计与管理方法。基本思路是:首先设计一个反映产品整体结构的骨架模型,再从骨架模型往下游细分,得到下游级别的骨架模型及中间控制结构(控件),然后根据下游级别骨架和控件来分配各个零件间的位置关系和结构,最后根据零件间的关系,完成各零件的细节设计。Pro/E自顶向下设计应用举例如图1-13所示。

图1-13 自顶向下设计应用举例

在零件设计与装配设计环境中选择“插入”→“共享数据”命令,打开的级联菜单如图1-14所示。这些命令用于进行各种情况下的几何关联复制,同时也是自顶向下设计的关键技术。使用这些几何关联复制工具,可方便地进行各种自顶向下设计。

7.钣金设计模块

Pro/E钣金设计模块主要用于钣金设计,能够完成各种常见钣金结构设计,包括钣金平整壁、钣金折弯、钣金成形与冲压等,还可以在考虑钣金折弯参数的前提下对钣金件进行展平,从而方便钣金件的加工与制造。

图1-14 自顶向下设计工具

在“新建”对话框的“类型”选项组中选择“零件”选项,然后在“子类型”选项组中选择“钣金件”选项,单击“确定”按钮,系统进入Pro/E钣金设计环境,如图1-15所示。

图1-15 新建钣金文件与钣金设计环境

8.焊接设计模块

Pro/E焊接设计模块主要用于焊接设计,其中提供了各种焊接设计处理,包括焊条参数的定义、各种焊缝参数的定义,同时方便创建焊接工程图(包括焊缝明细表),对实际焊接设计具有很好的指导意义。

在Pro/E装配设计环境中选择“应用程序”→“焊接”命令,系统进入焊接模块,在该模块中可进行各种焊接方式及焊接参数定义,如图1-16所示。

图1-16 进入焊接模块及焊接环境

9.运动仿真模块

Pro/E运动仿真模块主要用于运动学及动力学仿真,用户通过在机构中定义各种机构运动副(如销钉副、圆柱副、滑动副等),使机构各部件能够实现不同运动连接,还可以向机构中添加各种力学对象(如弹簧、力与扭矩、阻尼、重力、3D接触等),使机构运动仿真更接近于真实情况。因为运动仿真反映的是机构在三维空间的运动效果,所以通过机构运动仿真能够轻松检查出机构在实际运动中的动态干涉问题,并且能够根据实际需要测量各种仿真数据并导出仿真视频文件,具有很强的实际应用价值。

在Pro/E装配设计环境中选择“应用程序”→“机构”命令,系统进入运动仿真模块,如图1-17所示。

图1-17 进入机构运动仿真模块及运动仿真环境

10.动画设计模块

Pro/E动画设计模块主要用于各种动画效果设计,方便用户进行装配拆卸动画设计,产品展示动画设计等。这些动画效果可以作为产品前期的展示与宣传,提前进行市场开发,从而缩短了产品从研发到最终量产的周期,还可以作为产品维护展示,指导工作人员进行相关的维护操作。

在Pro/E装配设计环境中选择“应用程序”→“动画”命令,系统进入动画模块,如图1-18所示。

图1-18 进入动画模块及动画设计环境

11.高级渲染模块

Pro/E高级渲染模块主要用来对产品模型进行渲染,也就是给产品模型添加外观材质、虚拟场景等,模拟产品实际外观效果,使用户能够预先查看产品最终实际效果,从而在一定程度上给设计者一些反馈。Pro/E提供了功能完备的外观材质库供渲染使用,方便用户进行产品渲染。

在Pro/E零件设计或装配设计环境中选择“视图”→“模型设置”命令,如图1-19所示,包括场景、房间、光源、效果及渲染设置等,用于模型高级渲染。

12.管道设计模块

Pro/E管道设计模块主要用于三维管道布线设计。用户通过定义管道线材,创建管道路径,并根据管道设计需要向管道中添加管道线路元件(管接头、三通管、各种泵或阀等),能够有效模拟管道实际布线情况,查看管道在三维空间的干涉问题。另外,模块中提供了多种管道布线方法,帮助用户进行各种情况下的管道布线,从而提高管道布线设计效率。管道布线完成后,还可以创建管道工程图,用来指导管道实际加工与制造。Pro/E管道布线设计效果如图1-20所示。

在Pro/E装配设计环境中选择“应用程序”→“管道”命令,系统进入管道模块,如图1-20所示。

图1-19 高级渲染工具

图1-20 进入管道模块及管道设计环境

13.电缆设计模块

Pro/E电缆设计模块主要用于三维电缆布线设计。用户通过定义线材、创建电缆铺设路径,能够有效模拟电缆实际铺设情况,查看电缆在三维空间的干涉问题。另外,模块中提供了各种整理电缆的工具,帮助用户实现铺设的电缆更加紧凑,从而节约电缆铺设成本。电缆铺设完成后,还可以创建电缆钉板图,用来指导电缆实际加工与制造。

在Pro/E装配设计环境中选择“应用程序”→“电缆”命令,系统进入电缆模块,如图1-21所示。

14.模具设计模块

Pro/E模具设计模块用于模具设计,主要是注塑模具设计,提供了多种型芯、型腔设计方法;使用Pro/E模具外挂EMX,帮助用户轻松完成整套模具的模架设计。

图1-21 进入电缆模块及电缆设计环境

在“新建”对话框中的“类型”选项组中选择“制造”选项,然后在“子类型”选项组中选择“模具型腔”选项,单击“确定”按钮,系统进入Pro/E模具型腔设计环境,用于进行注塑模模具型腔结构设计,如图1-22所示。

图1-22 新建模具文件及模具设计环境

15.级进模设计模块

在Pro/E中进行级进模设计需要进入PDX模块,在该模块中进行级进模设计,需要注意的是,PDX模块需要另外单独安装才能使用。该模块可以方便地创建条带布局及冲压排样设计,并能够生成标准模架,Pro/E冲压模具设计应用举例如图1-23所示。

图1-23 冲压模具设计应用举例

在计算机上同时安装Pro/E和PDX软件包后,打开钣金件,在Pro/E中打开“PDX5.0”下拉菜单用于级进模设计,如图1-24所示。

图1-24 Pro/E级进模设计环境

16.逆向设计功能

逆向设计功能是指根据提供的点云数据对产品进行逆向造型设计,包括点云处理、逆向曲线设计、逆向曲面设计等。

在Pro/E零件设计环境中打开或导入逆向数据(如点云数据),然后选择“插入”→“重新造型”命令,系统进入重新造型环境,在该环境中提供了各种逆向设计工具,如图1-25所示。

17.结构分析模块

Pro/E结构分析模块主要用于有限元分析,是进行可靠性研究的重要应用模块。在该模块中具有Pro/E自带的材料库供分析使用,另外还可以自己定义新材料供分析使用,能够方便地加载约束和载荷,模拟产品真实工况。同时网格划分工具也很强大,网格可控性强,方便用户对不同结构进行网格划分。在该模块中还可以进行静态及动态分析、模态分析、疲劳分析以及热分析等。

图1-25 逆向设计工具及逆向设计环境

在Pro/E零件设计或装配设计环境中选择“应用程序”→Mechanica命令,系统进入分析模块,如图1-26所示。

图1-26 进入结构分析模块及结构分析环境

18.数控加工编程模块

Pro/E数控加工编程模块主要用于模拟零件数控加工操作并得出零件数控加工程序。该模块允许用户采用参数化的方法去定义数值控制(NC)工具路径,凭此可将Pro/E生成的模型进行加工,这些信息可接着做后期处理,产生驱动NC器件所需的编码。

在“新建”对话框的“类型”选项组中选择“制造”选项,然后在“子类型”选项组中选择“NC组件”选项,单击“确定”按钮,系统进入Pro/E数控加工环境,如图1-27所示,在该环境中进行数控加工参数的定义,模拟数控加工刀路及加工过程。

图1-27 新建NC文件及数控加工环境