工程类高级运用软件在制造业生产中的应用 ——Pro/E工程技术应用

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1 工程类高级运用软件在制造业生产中的应用 ——Pro/E工程技术应用
主讲人：王致坚

2 一、概述 Pro/ENGINEER于1988年问世，二十多年的发展使其成为全世界最大的 CAD/CAM/CAE系统。在今天更成为CAD/CAM/CAE系统的标准软件，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、自行车、航天、家电、玩具等行业。

3 Pro/E是一套从设计、分析到制造的全方位的机械设计集成软件。集合了实体模型、产品组合、工程图制作、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据库管理等功能于一身，从产品概念形成、造型设计、功能模拟、制造生产及产品流程生命周期等方面，均提供了相当优异的计算机辅助工具。为专业人事提供了一个理想的工作环境，使机械产品的设计、制造周期大为缩短，有力地推动了企业的技术进步。

4 与二维软件相比较的优势 设计观念的转变。从二维到三维 最大限度地减少设计错误。 效率较高

5 主要特点 全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，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、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，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。

6 主要特点 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的进行修改。例如：设计特征有圆角、倒角、筋等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它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），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。

7 主要特点 3D实体模型：Pro/E做出来的3D零件均为实体模型，不会有破孔现象。因此，能在计算机上做出来的3D零件就保证能进行模具设计及NC加工程序的制作，而且加工出来的工件与原先在计算机上看到的零件几何形状是一致的，因而能够让我们充分掌握产品设计与制造的组织；另一方面，由于实体零件有材料的观念，使我们能对个别的零件作CAE分析以及在动态机构模拟时能检测零组件之间的干涉情况。

8 二、主要模块 (一)、工业设计(CAID)模块 (二)、机械设计(CAD)模块 (三)、功能仿真(CAE)模块 (四)、制造(CAM)模块
(五)、数据管理(PDM)模块 (六)、数据交换(Geometry Translator)模块

9 (一)、工业设计(CAID)模块 Pro/ENGINEER的工业设计模块------Pro/Design，用于支持自上而下的投影设计，以及在复杂产品中的设计中所包含的许多复杂任务的自动设计。此模块工具包括产品设计的二维非参数化装配布局编辑器，用于概念分析的二维参数模型的布局及三维布局编辑器。具体构成描述如下： Pro/Design支持二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布轩上的参数化概念分析及3D部件平面布置。Pro/Design也能使用2D平面图自动组装零件。而Pro/ENGINEER的全相关特性保证了工业设计模块在根本上和设计全局的统一。其功能有 （1）3D装配图的连接层次等级设计； （2）整体与局部的尺寸、比例和基准的确定； （3）情况研究-----参数化详细草图绘制； （4）组装：允许使用3D图块表示子部件和零件的位置； （5）自动组装

10 (一)、工业设计(CAID)模块

11 (一)、工业设计(CAID)模块

12 (二)、机械设计(CAD)模块 机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面。随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。用 PRO/E生成曲面仅需2步～3步*作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多，因此PRO/E可以迅速建立任何复杂曲面。 它既能作为高性能系统独立使用，又能与其它实体建模模块结合起来使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等标准。包括：二维草绘、实体建模、实体装配、工程图设计、电路设计、弯管铺设、应用数据图形显示、物理模型数字化、曲面设计、焊接设计等等。

13 二维草绘 二维草绘,是形成三维模型的基础和源泉

14 零件设计 零件设计部分主要包括零件模板文件的建立和使用,常用特征创建的基本方法,零件设计的基本过程。 扫描特征 旋转特征 拉伸特征

15 零件设计 参数化设计实例 不同参数的齿轮

16 实体装配 模型装配的过程就是按照一定的约束条件或连接方式，将各零件组装成一个整体产能满足设计功能的过程。 减速箱

17 工程图设计 工程图是广大技术人员进行产品设计的最终技术文件,特别是我国用户,必须制作视图清晰、符合国家标准的工程图，才能交付承制单位进行加工，最终完成产品的研发任务。这一部分主要介绍工程图文件的创建、图纸设计、视图显示及细化处理等

18 弯管铺设

19 曲面设计 反求工程中传统曲面重构流程 “点云”生成的曲面重构流程

20 曲面设计 由“点云”拟合的样条曲线 牙齿实物模型 数据处理后的“点云”

21 曲面设计 重构的牙齿模型 分析曲面

22 (三)、功能仿真(CAE)模块 功能仿真(CAE)模块主要进行有限元分析。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。有限元仿真使我们有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近20％，而其功能丝毫不受影响，仅此一项就取得了极大的经济效益。 包括：有限元分析、自定义载荷输入、第三方仿真程序连接、指定环境下的装配体运动分析、热分析、车轮动力仿真、震动分析、有限元网格划分等。

23 (三)、功能仿真(CAE)模块

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27 (四)、 制造(CAM)模块 能够制造准确的机器设计产品，并说明其生产与装配流程。直接对实体模型进行加工，增加了准确性，减少了重复工作。直接集成NC编制、加工设计、流程计划、检查与设计模型。 包括铸造模具优化设计、数控加工模块、注塑模具设计、操作仿真、任意型号的CNC设备的NC后处理、钣金设计制造工具

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