《Pro ENGINEER企业实施与应用》第3章:自顶向下设计

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步骤1:准备装配模型 步骤2:调入主控件 步骤3:创建上壳零件 步骤4:创建下壳零件 步骤5:创建接口盖 步骤6:创建外壳装配 步骤7:准备装配模型
3.2.2 外部共享
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3.2.3 几何共享
几何共享是另外一种基于数据共享的自顶向下设计方法, 它是通过“发布几何”和“复制几何”这两个命令实现的。 使用“发布几何”把点、曲线、表面、基准轴和基准面生 成为发布的参考,然后在其他零件中使用“复制几何”命 令把其他零件或装配体中已发布的几何复制进来作为参考, 从而保证建立的零件特征符合已知的约束条件。 下面举例说明外部共享的自顶向下设计方法。 此次例子的文件与内部共享的文件相同,只是这一次将采 用几何复制的方法来实现自顶向下设计。
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3.3.6 关系中的条件语句
条件语句的格式如下。 IF <条件> 顺序 0 或更多关系或 IF 子句 ELSE <可选> 顺序 0 或更多关系或 IF 子句 <可选> ENDIF
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3.3.7 关系中的联立方程组
当需要添加的关系式是方程组的形式 时,可使用下面的语法格式。 Solve 关系式1 关系式2 For 参数1 , 参数2
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3.4.6 声明布局
创建布局后,要用“声明”使其与其他布局或 模型关联起来,布局的内容才能起作用。 各个命令功能说明如下。
声明布局 取消声明布局 表 声明名称 取消声明名称 列出声明
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3.4.7 布局控制设计实例
假如要设计的产品是一 个带把手滚子,由3个零 件组成,如图3-71所示。 下面以此为例介绍使用 布局控制产品设计的方 法。 步骤1:创建布局 步骤2:准备零件 步骤3:用声明创建 关联 步骤4:装配模型 步骤5:设计更改
3.4.4 参数与尺寸
参数和尺寸是布局的核心内容,从布局向 下传递到零件和装配的主要内容就是参数 和尺寸。布局中的参数与尺寸是基本相同 的,不同之处在于尺寸是在图上标注出来 的数据,布局的参数中包括尺寸的数据。 1. 创建参数 2. 创建尺寸 3. 创建关系
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3.4.5 布局说明注释
在布局中加入说明注释,可提高布局图 纸的可读性,便于存档和企业间的传递。 可加入的说明注释有以下几种类型。 注释 球标 参数表
步骤1:准备装配模型 步骤2:调入管接头零件 步骤3:设计垫片 步骤4:设计管接头两侧的垫片 步骤5:设计更改
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3.3 关

3.3.1 关系概述 关系用来定义工程中的参数与参数之间联系, 它是符号尺寸与参数之间的数学表达式。 关系的类型有两种。 等式: 使方程左边的参数等于右边的表达式。 使方程左边的参数等于右边的表达式。这 类关系用于给尺寸和参数赋值。 类关系用于给尺寸和参数赋值。 比较: 比较方程左边的表达式和右边的表达式。 比较方程左边的表达式和右边的表达式。 这种关系通常用于作为一个约束, 这种关系通常用于作为一个约束,或用于 逻辑分支的条件语句中。 逻辑分支的条件语句中。

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3.4.2 绘制图元
使用格式库中的a3_prt.frm 创建一个布局后,就进入了 布局绘制模式,如图3-60所 示。 在绘制图形元素时,会弹出 “捕捉参照”对话框,如图 3-61所示。从中选定现有图 元,创建图元时就可以参照 这些现有图元以便与其相接 或相切等。
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3.4.3 参考基准
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3.3.2 关系式中的参数
为了区分不同类型、不同对象中的参数, Pro/ENGINEER对参数类型规定如下。 1. 尺寸符号 2. 公差 3. 实例数 4. 用户定义参数 5. 系统参数
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3.3.3 关系式中的运算符
1. 算术运算符
关系式中的算术运算符如表3-1所示。(参见教材 P74)
2. 赋值运算符
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3.5 骨 架 模 型
3.5.1 骨架模型概述
骨架模型是根据组件内的上下关系创建的特殊零件模 型,它作为一个元件放置在装配体中,用来控制装配 结构和尺寸,其他零件参照骨架模型并以骨架模型作 为设计规范。骨架模型也可通过声明与布局建立关联, 可实现布局控制骨架、骨架控制装配和零件的自顶向 下设计的数据传递关系。 骨架模型包括以下三种类型。
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3.1 自顶向下设计简介
在一开始学习Pro/ENGINEER 装配时,都是先将每一个零件 绘制好以后再进入装配模式下 逐个调入并约束其位置。在实 际设计中,如果先将零件设计 好,并绘制成三维模型,然后 将这些零件装配成装配体,这 种设计方法称为自底向上设计 (Down-Top),如图3-1所示。 在实际的产品开发中,通常都 需要先进行概念设计,即先设 计产品的原理和结构,然后再 进一步设计其中的零件,这种 方法称为自顶向下设计(TopDown),如图3-2所示。
1. 标准骨架 2. 运动骨架 3. 主体骨架
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3.5.2 骨架模型控制产品结构
使用骨架模型在设计产品装配结 构时非常方便,零件可以参照骨 架模型中的曲线或曲面创建特征, 同时也参照骨架模型中的基准特 征,从而可以通过骨架模型方便 地控制零件的尺寸、形状和装配 位置。 例如要设计一种将计算机硬盘作 为外置驱动器的硬盘盒,如图386所示。
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3.5.4 基于骨架模型的产品协同设计
下面还是以四杆机构为例,介绍这种协同 设计的实现方法。假设四杆机构的概念设 计已经完成,并做好了骨架模型,现在要 将零件的设计任务进行分配,最终完成整 个机构的设计。 步骤1:分配任务 步骤2:零件设计 步骤3:定义连杆间的运动关系 步骤4:设计更改
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3.2 基于数据共享的自顶向下设计
3.2.1 内部共享 所谓内部共享,是在一个装配体 中,有一个或几个零件的尺寸或 参数控制着其他的零件,这种零 件称为控制件,控制件上的数据 传递到其他零件上,其他的零件 将参照这些数据创建。 这里将举例说明内部共享的自顶 向下设计方法:假设要设计某一 管接头装配结构,已经设计好了 管接头主体零件,现在要设计管 接头上端的密封垫片,如图3-3所 示。 步骤1:准备装配模型 步骤2:调入管接头零件 步骤3:设计垫片 步骤4:设计更改
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3.3.8 关系控制模型实例
有一零件如图3-48所示,要求控制此零件侧边的周长为 600mm,大圆柱的直径始终为小圆柱直径的2倍。另外, 在装配时小圆柱需要与一个零件配合,要求与小圆柱配合 的零件上的孔径始终与小圆柱的直径保持一致。
1. 创建零件模型 2. 创建矩形和周长关系 3. 设计装配体 4. 设计更改
字符串运算符如表3-5所示。
运算符 == !=, <>, ~= + 意 义 比较字符串相等 比较字符串的不等 合并字符串
字符串函数如表3-6所示。
函 数 itos(int) search(string, substring) extract(string, position, length) 意 义 将整数转换为字符串。其中,int 可以是一个数字或表达式。对非 整数进行四舍五入 搜索子串。结果值是子串在串中的位置(如未找到,返回0) 提取一个子串
3.6 互 换 设 计
在Pro/ENGINEER中提供了以下几种实现互换的方法。
族表:用零部件族表中的其他规格替换。这种方法适用于带有族 表的零部件。族表内的各种规格都是可以替换的。 互换:用互换装配中的其他零件或部件替换。互换装配是装配的 一种类型,被添加进同一互换装配的零部件可以实现互换功能。 参照模型:用包含外部参考的其他零件替换。利用这种替换方法, 可用收缩包络模型替换主模型(反之亦然),同时维持所有的有效 参照。 布局:组件中可利用布局来替换元件并自动替换模型。必须在布 局中定义全局放置参照,然后将相应的放置参照声明至元件本身。 系统将替换模型装配到与原始元件所在位置相同的位置,并使用 与原始元件相同的约束。 通过复制:用新创建的模型副本替换元件模型。利用这种替换方 法,可根据现有的模型创建一个新元件,并Leabharlann Baidu用副本来替换元件。 不相关的元件:相当于将原有模型删掉,再重新装配一个模型, 替换时将会出现选项操控板,要求用户对元件的放置重新进行定 义。
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3.6.1 使用族表实现互换
下面介绍一个实例来说明 此方法的操作过程。 有一装配模型如图3-143 所示,设计更改后,原来 的螺栓不能伸出到螺母以 外,螺栓长度不能满足要 求,现在要替换一个更长 的螺栓以使其满足装配要 求。 步骤1:准备模型 步骤2:替换螺栓
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3.6.2 使用布局实现互换
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第3章 自顶向下设计
产品设计是一个从无到有的过程,都是要先进行概 念设计,然后再设计装配结构和零部件。概念设计 的过程是创造性思维过程,设计的是产品实现其功 能的原理和方法。在实际应用中,将概念设计中的 设计思想完整正确地传达到每个零件当中,使这些 零件最终装配起来能够实现概念设计预期的目标, 一直是设计人员竭力追求的。 Pro/ENGINEER提供了自顶向下设计的工具,为 设计人员提供了一个整体性、关联性的设计平台, 它能够控制产品整体的设计方向并提高设计效率。
滚子从布局到装配已 经制作完成,现在要 将原来的圆柱形滚子 换为带有凹槽的滚子, 如图3-148所示。 步骤1:声明替换 模型 步骤2:替换模型
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3.6.3 使用互换装配实现互换
在Pro/ENGINEER中,互 换装配是一种特殊的组件 类型,专门用来定义零件 与零件之间的互换性。新 建文件时,类型选择“组 件”,子类型选择“互 换”,即可创建一个互换 装配,如图3-152所示。将 多个零件或部件添加到互 换装配中并定义互换性的 参考,就可以在这些零件 之间建立起互换关系,从 而在装配时实现自动替换。
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外部共享的原理与内部共享是相同的,不同 之处在于控制参数的零件不是在装配体中, 而是一个装配体中不存在的零件,装配体中 的主要零部件的外形尺寸都是参照这个零件 上的参数而创建的,这个控制整体参数的零 件称为主控件。 现在要设计一个优盘的外壳,外壳由3部分 组成,分别是上壳、下壳和盖子。在设计时 并不是分别设计这3个零件,而是先设计外 壳的整体形状,即主控件,再将主控件的形 状传递到组成外壳的3个零件上,使得它们 装配起来正好符合主控件的形状,并可通过 修改主控件控制外壳装配体的整体形状。外 壳主控件如图3-14所示。
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3.6.3 使用互换装配实现互换
下面举例说明使用互换装 配实现互换的操作方法。 如图3-153所示,要设计 的产品是一种阀门,这种 阀门有两种型号,两种型 号的阀门使用了不同的把 手,现在使用互换装配来 实现不同把手的自动替换。 步骤1:创建互换装配 步骤2:自动替换
关系式中的赋值运算符如表3-2所示。(参见教材 P75)
3. 比较运算符
关系式中的比较运算符如表3-3所示。 (参见教 材P75)
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3.3.4 关系式中的函数
1. 数学函数
关系式中的数学函数如表3-4所示。(参见教材P75)
2. 曲线表计算函数
可利用曲线表计算函数,并使用曲线表特征驱动尺寸。 这些尺寸可为截面、零件或组件尺寸。格式如下:
步骤1:创建骨架模型 步骤2:创建筒状铝壳 步骤3:创建后盖 步骤4:创建前盖 步骤5:创建前后开孔 步骤6:设计更改
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3.5.3 骨架模型控制运动机构
这里以设计四杆机构为例, 介绍使用骨架模型对运动机 构进行设计的方法。四杆机 构的初步概念设计如图3105所示。 步骤1:创建骨架模型 步骤2:创建第一个连杆 步骤3:创建其余的两个 连杆 步骤4:定义连杆间的运 动关系 步骤5:设计更改
evalgraph("graph_name", x)
3. 复合曲线轨道函数
可在关系中使用复合曲线的轨迹参数 trajpar_of_pnt。 下列函数返回一个 0.0 和 1.0 之间的值。
trajpar_of_pnt("trajname", "pointname")
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3.3.5 字符串运算符和函数
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3.4 布
3.4.1 布局概述
在Pro/ENGINEER中,提供了一种 绘制结构草图的工具,称为“布 局”。布局是一种非参数化的草绘, 它允许设计人员像绘制草图那样绘 制一些示意性的图形,然后在图形 上定义一些参数和尺寸等,这些数 据可以在进行具体的设计时向下传 递到骨架模型、装配、零件中,从 而在设计产品的零件和部件时,不 丢失整体的设计意图,从整体上控 制产品的设计。 要创建一个布局,可以在新建文件 时选择新建的文件类型为“布局”, 如图3-58所示。确定后弹出“新布 局”对话框,如图3-59所示。
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