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Pro/ENGINEER参数化设计在玻璃钢化炉生产中的应用
Pro/ENGINEER参数化设计在玻璃钢化炉生产中的应用

一、引言   福建某厂生产的水平钢化炉用于生产汽车及建筑用的圆柱面弯曲钢化玻璃。其中的主要部件——弯曲钢化成型区——的作用是使玻璃弯曲钢化成型。它的主要结构是将丝杆螺母副安装于弯曲机构内。其工作原理为两侧的丝杆螺母副的旋向相反,每个螺母可在其铰链套内滑动,通过链传动,每个丝杆螺母副的位移量一致,从而使得弯曲机构形成一个圆柱面,如图1所示。在生产中主要通过测量下铰链A和B间的距离,来判断是否达到所需的弯曲半径。由于玻璃品种繁多,它们的弯曲半径也不相同,因此需要事先计算出许多不同的弯曲半径R所对应的铰链间的距离L。  工作中的计算方法有公式法和作图法,这两种方法费时费力,要多次重复相同的工作。笔者利用PRO/ENGINEER的骨架模型skeleton这个概念,将整个活动范围绘制成skeleton零件,并加上数学关系式,然后在模型中模拟它的运动。只要修改其中的半径参数R,对于不同的弯曲半径,模型就会自动重新生成,并通过工具栏上的分析功能自动测得间距L,既直观、省时又精确。  二、设计准备  1. 分析绞链座的活动方式  如图1所示,弯曲机构形成了一个圆柱面,因此各铰链座间张开的角度是一样的。在建立skeleton模型时,我们可以简化该装配模型,只需取其中的两个铰链座即可。取固定在机架上的中间铰链座Z1及相邻的Z2。通过分析整个装配件的运动关系可知,各相邻的铰链座都是绕着它们所联接的轴转动的,如P、Q、R或S。铰链座Z1不动,Z2和Z3分别绕R和Q转动。同时P、Q、R以及S又是处在同一个圆弧中。通过这个构思我们可以建立一个skeleton文件。  2. 建立活动铰链座的骨架模型文件  (1) 启动Pro/ENGINEER Wildfire.依次选择“File”和“New”,  (2) 建立组合铰链座的基准特征。依次选择“Datum”和“Sketch”,然后选择FRONT为草绘平面,绘制图2中(1)所示的任一半径的圆弧。该圆弧表示弯曲区工作时所形成的圆柱面。

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Pro/E动画设计模块在产品开发过程中的应用
Pro/E动画设计模块在产品开发过程中的应用

1 动画设计的应用   在当今产品开发过程中,通过协同作业来提高工程设计效率的做法非常普遍。当中的信息交流传递也越来越重要。在三维设计软件面世之前,工程图样包含了整个产品的所有数据信息,由于它起到的重要作用,其也被称为工程语言。随着产品升级更新的步伐不断加快,产品本身构造日益复杂,仅靠工程图样已无法表达设计者的全部意图。当以参数化为核心的Pro/ENGINEER提供了三维实体设计功能后,很快被广大用户接受。其中的Design Animation就可以在Pro/ENGINEER的装配中把产品的现实情景以动态的形式演示出来,即使交流的对方没有CAD工作站,仍然可以通过从Animation输出的MPG或JPG将其传递出去,这大大丰富了信息交流传递的内容和方式。  雅达电子是世界知名企业爱默生集团旗下的骨干公司,其主要产品电源系列一直处于业界领先水平。公司采用Pro/ENGINEER软件做为唯一的三维设计工具已有4年时间。公司与客户供应商(包括PTC公司在内)一直保持良好的协作关系,并将之间定期的工程信息交流活动当作产品开发的一项重要内容来进行。  2 制作动画的一般过程  虽然Animation要在装配中操作,但并不需要所有零件的3D实体特征全部完成后才可以进行,因为建立3D实体详细特征时,往往都已处于产品设计的具体化阶段。而Animation在这之前完成则是更好的选择。  当主要零件建成初始简单的3D模型后,即可进行动画制作。当3D实体修改变化时,因Pro/ENGINEER本身的相关性自动会映射到装配中,此时再将Animation重新生成,即可以使Animation反应到产品的最新状况。建议不要使用含有原始骨架模型的源装配来制作动画。可以根据动画所要表达的重点做一个单独的装配档案。因为源装配中的装配关系都是在零件建立的同时就被完全定义,一些动画效果需要在装配中定义与源装配不同的约束条件才能实现。当然,新建装配文件中零件的最终位置必须与源装配保持一致。下面以雅达公司一型号为例,大致介绍Pro/ENGINEER 2001动画设计的制作过程。   该型号

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基于Pro/e平台的工程图纸自动化生成软件的开发
基于Pro/e平台的工程图纸自动化生成软件的开发

一、前言   Pro/ENGINEER是美国参数技术公司(PTC)研制的三维CAD/CAM软件,TOOLKIT是PTC专门提供的一个二次开发工具。在TOOLKIT中,PTC向用户提供了大型的C语言函数库,通过调用这些底层函数,用户能方便而又安全地访问Pro/ENGINEER的数据库及内部应用程序,进行二次开发,扩展一些特定功能。   作为一种成功的三维CAD/CAM软件,Pro/ENGINEER已经包含了比较高效的出图模块,可以适用于任何形状的零件出图任务,但是,对于一些零件较为类似、几何外形接近的出图要求来说,将大量的时间花在重复布置视图、标记尺寸上,是得不偿失的。在Pro/ENGINEER已有的出图模块基础上进行二次开发,则更适合此类情况。   目前,在很多设计部门中所设计的产品有一定相关性,这就使得很多设计过程存在重复劳动的问题。基于这种原因,在Pro/ENGINEER2000i2基础上,作者参与开发了一个较为完整的轴类零件设计(三维模型)、零件出图、零件加工(加工刀轨代码生成)系统,让一些通用的设计过程实现自动处理,以减轻设计人员的工作量(本文仅着重讨论其中的零件出图部分)。对于零件设计,该系统采用较为简单的族表方法(即预先手工构建产品模型,把它作为族表的类属件,然后在族表中定义各个控制参数来控制模型的形状大小,并在程序中通过改变各个参数的值来得到所需要的衍生件)。对于零件出图部分的程序设计,就可以十分方便地根据前面零件设计中定义的参数名称来获得相应的轴类零件形状及尺寸信息。   二、视图生成方法分析   1.图纸区域划分   为了避免在图纸自动生成的过程中产生视图间干涉、尺寸重叠等现象,可以事先按要求将图纸划分出特定区域。对于结构较为相似、几何外形不太复杂的轴类零件,可以将整个图纸分成主视图区、剖面图区、表格区及注释区。然后根据所确定的区域大小及位置,调节视图比例,生成较为合理的视图。这样就可避免图纸上视图及尺寸间的位置冲突。   2.生成主视图及剖面图

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用Pro/ENGINEER软件进行汽车平衡悬架机构分析
用Pro/ENGINEER软件进行汽车平衡悬架机构分析

悬架是汽车的运动部件,也是汽车的重要总成之一,其参数的选取和导向机构的布置对车辆的平顺性、稳定性、通过性及燃料经济性等多种使用性能都有重要的影响。由于越野车行驶条件大多比较恶劣,具有较为复杂多变的工况。如果采用传统的二维平面设计方法,在虚拟仿真时将很难对悬架系统的各种工况进行准确的分析校核。而运用Pro/ENGINEER软件实现对悬架系统的三维参数化驱动布置设计,我们可以充分发挥三维参数化模型直观、准确、快速的优势。   一、创建悬架机构的运动模型  在模型建立前,我们需要先确定悬架机构的各个参数,并建立合理的数值模型,方便后期对模型参数驱动的优化处理。只要正确建立了模型,其他问题也就迎刃而解。  悬架机构的主要零部件有中桥、后桥、悬架支架、贯通轴、中间传动轴、钢板弹簧和钢板弹簧座、以及纵向推力杆等。通过钢板弹簧座与悬架支架的销钉连接、钢板弹簧与中后桥的滑动连接、推力杆两端与桥和悬架支架的销钉连接、以及中后桥间的传动轴连接等,可以实现平衡悬架的轴间载荷平衡功能。  在建立简化的数值模型时,应首先创建基准点、基准轴和基准面等,以实现模型的精确定位与连接。其中钢板弹簧应采用参数关系化来建模,这样建模的好处是可以通过变更模型的弧高参数,来模拟实现车辆在不同载荷工况下悬架的变形。推力杆可以简化为直杆,构成平行四边形连接。各零部件的相互连接处简化为一轴线,并通过合理的装配连接,来满足实际约束要求,这里不再赘述。本文以东风EQ2200越野汽车的悬架系统设计校核为例,简化模型如图1所示。  图1 悬架机构的简化模型  二、分析悬架机构运动模型  建立好的悬架机构运动模型通过加载板簧座与悬架支架之间的运动来驱动,并通过对板簧弧高的更改,来模拟悬架模型在不同载荷下的工况。一般应针对悬架的极限状态进行分析。车辆悬架的极限状态大致分为以下四种状态:  1.中后桥在同一水平

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基于Pro/ENGINEER的炮用发射药筒的快速设计
基于Pro/ENGINEER的炮用发射药筒的快速设计

1 引言   传统的药筒设计是一个相当烦琐的过程,设计人员被动地往返于公式和手册之间,借助计算器一点一点地计算。这当中有任何失误都必须从头再来,即使计算过程中没有任何失误,当计算结果不合适时,一切也必须从头再来。一个熟练的设计人员,在药筒设计过程中,简单的计算一遍就需要一个星期以上时间。如何使这一设计过程变的简单、直观,对设计人员来说十分迫切。针对这一问题,本文给出了基于Pro/ENGINEER快速建模并结合炮用发射药筒理论设计的约束条件,给出了快速设计的方法及实例。  2 炮用发射药筒结构分析及建模的约束方程  药筒的设计与火炮、弹丸及装药设计密切相关。本文以配制式火炮为例。药筒的设计主要受药室形状及弹丸结构限制[1]。  图 1 火炮药室结构示意图   主要结构尺寸计算公式如下:  f1 : Dk=Dd-2U0k f2 : Lk=(0.20 ~ 0.30)d f3 : d k=Dk-2tk  f4 : Dy=Dj f7 : Dj=Da-2U0j f8 : Ly=La  f9 : td=(0.06 ~ 0.15)Dj f10 : ty=Sp-x0

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基于Pro/ENGINEER的产品结构快速设计方法
基于Pro/ENGINEER的产品结构快速设计方法

现在产品的竞争,尤其是消费类电子产品的竞争越来越激烈,如何缩短产品的开发周期,及时推出适合市场的新产品成为各大公司共同关心的问题。Pro/ENGINEER软件以其强大的造型及结构设计功能在产品的开发设计中得到越来越广泛的应用,为有效缩短产品的开发周期提供了条件。但是,如果我们能有效地掌握Pro/ENGINEER软件的一些高阶功能和技巧,我们将会取得比预期更好的效果。  在产品开发过程中,我们会发现绝大部分产品是近似的对称结构;或者在同一产品中有许多相同或相似的特征;或者由于产品系列化的原因,以前的产品中曾有过相同或相似的结构。对于这些特征,我们没有必要再去一步步设计它的尺寸结构。本文将介绍如何在Pro/ENGINEER2001中快速复制这些特征,从而大大加快及优化我们的产品设计。  1 特征镜像  我们在设计产品时,绝大部分都是对称结构,这时我们可以很方便地利用镜像命令复制另一半特征。具体操作为“Feature(特征)→Copy(复制)→Mirror(镜像)→Independent(独立)/Dependent(从属)→选择要镜像的特征→选择或创建镜像平面”。  2 镜像几何  有时我们需要把整个模型进行镜像时,可以用镜像几何。即:“Feature(特征)→MirrorGeom(镜像几何形状)→选择或创建镜像平面”。当然,要完成整个模型的镜像,也可以用上面介绍的特征镜像命令,即:“Feature(特征)→Copy(复制)→Mirror(镜像)→AllFeat(所有特征)→Independent(独立)/Dependent(从属)→选择或创建镜像平面”。两者的区别主要是。  (1)镜像几何所产生的特征是视为一体的,模型树中只产生一个特征,尺寸完全与原模型相依,无法单独只删除某个特征;用镜像所有特征时,产生和原来数目相等的特征,可个别修改或删除某个特征。   (2)用镜像所有特征时,再使用InsertMode功能回到此Copy动作之前新增特征,则此特征并不随着镜像复制,除非使用MirrorGeom方式。

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Pro/ENGINEER特性与曲线曲面建模探讨
Pro/ENGINEER特性与曲线曲面建模探讨

1 引言   Pro/ENGINEER是一套涵盖了由设计至生产的机械自动化软件,是新一代的产品造型系统,是一个参数化、基于特征的实体造型系统,并且具有单一数据库功能。PTC的系列软件已经深入工业设计和机械设计等各项领域,包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造和产品数据管理,并提供了最全面、集成最紧密的产品开发环境。  2 Pro/ENGINEER的主要特性  Pro/ENGINEER是参数化设计的、基于特征的实体模型化系统,工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能来生成模型,如腔、壳、倒角及圆角,用户可以任意勾画草图,轻易改变模型,这样就给工程设计人员在设计上提供了很大的简易性和灵活性。   2.1 全相关性  Pro/ENGINEER是建立在统一的数据库上,不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,所有模块都是全相关,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作,不管工作人员是哪一个部门的,只要其在产品开发过程中的某一处进行了修改,其修改都能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括装配体、设计图样以及制造数据,也可以前后反映在整个设计过程所有相关环节上。全相关性使得用户在开发周期进行的任意一点修改,没有任何损失,并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 同时这种独特的数据结构与工程设计的完整结合,使设计更优化,成品质量更高,产品能更好地推向市场,价格也更便宜。  2.2 基于特征的参数化造型  Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象,并且可以按预先设置很容易地进行修改。例如,设计特征有弧、圆角和倒角等,它们对工程人员来说是很熟悉的,因而易于使用。 装配、加工、制造以及其他学科都使用这些领域独特的特征,通过给这些特征设置参数(不但包括几何尺寸,还包括非几何属性)就可以实现产品开发。

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Pro/ENGINEER模拟纵置板簧运动设计的应用
Pro/ENGINEER模拟纵置板簧运动设计的应用

1 前言   随着汽车产品开发设计手段的不断提高,通过三维模型设计来模拟汽车实际状态的设计应用越来越多,Pro/ENGINEER三维设计软件就是进行汽车设计的常用工具之一。在进行汽车总布置过程中,经常需要一些动态校核,来验证和分析各零部件之间的运动间隙,避免各零部件之间发生运动干涉。在这一过程中,前后悬架的运动分析极为重要,因为它是汽车行走系与车身或车架连接的关建部分。前车轮与轮罩之间相对位置关系、前轴与发动机油底壳之间的运动间隙,后车轮与货箱底板间运动间隙、传动轴的运动校核乃至整车资态调整等,均与前后悬架的上下跳动有直接关系,因此做好前后悬架的运动模型,对整车三维模型的运动分析、校核极为重要。下面是创建纵置钢板弹簧悬架三维运动模型时的各实际操作步骤(以Pro/ENGINEER 2000i版本为操作实例)。  2 前悬架运动模型的建立  在接到新产品开发项目描述书后,按整车总布置需求,初步确定前、后悬架方案后,以整车总布置所提供的初步车架模型作为设计骨架模型,就可以开始悬架三维运动模型的建立。  2.1 前悬架系统装配的建立  (1)依次选择“File→Create→Assembly”,创建空的组件,给出悬架装配的图号作为文件名,例如“Qianxuanjia”,系统默认扩展名为“.asm”。  (2)在Qianxuanjia组件中,打开“Component(元件)→Create→Skeleton Model(骨架模型)”,建立前悬架系统的骨架模型,系统默认名称为“Qianxuanjia_skel.prt”,如图1所示。按提示,在Creation options中设置骨架模型为Empty(空),按“ok键”确认即可;  (3)再次打开“Component(元件)→Create→Subassembly(子组件)”选项,建立钢板弹簧总成的空子组装配,并给出相应的文件名图号为“Qianbanhuang&

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Pro/ENGINEER与常用CAD/CAM软件间的图样转化
Pro/ENGINEER与常用CAD/CAM软件间的图样转化

1 引言   Pro/ENGINEER、 AutoCAD、MasterCAM、Unigraphics(简称UG)是目前国内外机械制造业中应用较广泛的CAD/CAM软件。工程技术人员在具有相应许可的情况下,熟练掌握这四种软件图样的相互转换方法,对于提高设计、编程效率是大有益处的。  Pro/ENGINEER是一套具有优秀的三维造型功能、强大的参数化设计和统一数据库管理等特点的CAD/CAM软件,而AutoCAD有完善的二维工程图样设计功能。因而,结合Pro/ENGINEER的特点进行产品的三维参数化设计,利用AutoCAD强大的二维绘图功能,进行图样的处理和方案保存,是一种可行而有效的方法。又如,MasterCAM在中小型模具制造企业中应用较普遍,但其CAD部分功能相对较弱,进行复杂曲面、实体造型时较困难。因而,可以结合Pro/ENGINEER的特点进行产品的参数化实体设计,再导入MasterCAM中进行NC程序的编制。  2 图样转换可行性  IGES(Initial Graphics Exchange Specification)、DXF(Drawing eXchange File)图形交换文件格式是Pro/ENGINEER、MasterCAM、UG和AutoCAD都支持的文件格式,它们是具有专门格式的顺序文件,可以用各种编辑软件进行编辑,也可以用高级语言来读写。IGES、DXF文件在四种设计软件中均具有操作简易性和双向性的特点,这使得Pro/ENGINEER与MasterCAM、AutoCAD、UG之间图样的相互转换成为可能。  3 图样转换的实现  3.1 Pro/ENGINEER与MasterCAM 3D图样转换  3.1.1 Pro/ENGINEER图样导入MasterCAM实现过程  (1) 在Pro/ENGINEER中打开要输出的文档。  (2) 单击“File→Export→Model→IGES”,输入文件名,然后单击“√”,弹出“Export IGES”对话框(如图1所示)

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基于Pro/E的钣金展开法的应用实践
基于Pro/E的钣金展开法的应用实践

在现代钣金制造业,随着数控激光切割机、数控折弯机等数控钣金加工设备应用的日益广泛,钣金加工工艺也有了质的飞跃.   传统折弯钣金件加工工艺以粗放展开加工并结合机械切削为特点,先近似以展开尺寸放样落料,预留后续加工余量后进行折弯.折弯后再修准尺寸,加工孔槽.这种工艺对展开图精度要求低,存在着工艺路线复杂、效率低、浪费材料及加工质量不易保证等缺点.  现代折弯钣金件加工工艺以精确展开加工、零机械切削为特点,先按展开图全部切割出外形及孔、槽,然后折弯成型.这种工艺具有钣金零件的单元封闭加工、工艺路线简化、效率高、加工质量好等优点,但对钣金展开图的精度要求高.因此,现代折弯钣金件加工中精确展开图的绘制就成了首先要解决的问题.  1 折弯钣金件的传统展开方法  在钣金件的折弯过程中,由于钣金零件折弯区产生塑性变形,所以展开图的尺寸与几何计算的尺寸不一致,需要进行专门的计算.  折弯钣金件的展开尺寸与钣金件的厚度、折弯角、折弯半径、材料伸缩率等因素有关.传统的折弯钣金件展开尺寸计算时,依据折弯角的大小分别进行计算.展开尺寸L计算如下(各公式中参数含义见图1).当折弯角β为:  (1)0°≤β<90°时  L=A+B-2(R+T)+(R+T/3)×(180-β)π/180  (2)β=90°时  L=A+B-0.429R-1.47T

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