proe自顶向下设计的基础原理

本课程将讲授自顶向下设计的基础原理。该设计方式有力而稳定地扩展了参数设计，使产品设计更为有效。自顶向下设计使您可以在产品组件的环境中创建零件，并在

创建新零件特征时参照现有几何。

图 1

该设计方法不同于传统的自底向上设计方法，在自底向上设计方法中，各个元件是独立于组件进行设计的，然后再将这些元件组合到一起来开发顶级组件。

图 2

自顶向下设计是一种逐步进行的过程：

1.使用标准的起始组件创建一个顶级组件文件。

2.使用标准的起始零件在顶级组件中创建一个骨架。

3.在骨架元件中创建所需的骨架几何。

4.使用骨架模型参照创建并装配所需元件。

5.在元件中对所需特征进行建模，并使用骨架几何作为唯一的参数参照。

6.在组件中的适当级创建并装配一个映射零件。

7.在映射零件中创建所需参照。

8.创建并装配参照映射零件的元件。

9.在参照映射零件（如有必要，参照骨架）的元件中建立几何。

请注意，有更多关于自顶向下设计方面的高级功能和方法，例如，布局和发布几何，这些功能和方法将在

高级组件指南和大型组件指南两个课程中进行介绍。

当您决定使用“自顶向下设计”法时，需要了解一些Pro/ENGINEER的特点。

零件模式对组件模式

使用Pro/ENGINEER零件和组件文件有两种不同的方法。要对设计进行更改，可以在“零件模式”中修改零件文件本身，也可以在“组件模式”中的“组件”内容中修改零件文件。

在“零件模式”中，您仅操作零件的几何，且操作窗口中仅包含该零件。

在“组件模式”中，您操纵的是该组件，可以操作组件中的几何或其中零件的几何。

工作在“组件模式”时，若要为零件添加几何，必须选取考虑中的元件，右键单击并选择激活。这向系统表明您正在创建的特征属于所选的特定元件。如未“激活”(Active)该元件，则需要按上一课中的做法创建组件级特征。

当组件中使用的零件发生变更时（可能是尺寸修改或添加特征），这些变更在组件中是可见的，意识到这一点很重要。当零件单独打开并更改或在组件的内容中更改时，尤为如此。

这也是相关性（信息的双向流）的另一个范例。意识到一个零件仅有一个模型很重要。无论用在

设计、文档和制造工艺中何处，该模型将被参照（不是复制）。

创建不正确的外部参照

Pro/ENGINEER的一个重要功能就是将特征连接到一起，当发生设计修改时，在元件之间建立起关系并节省时间。但是，若要使这些关系正常运行，必须创建些设计中发生变更时可进行编辑和操作的可靠关系。

图 3

在上面的范例中，构成从动零件外径圆的草绘与驱动器零件的圆边对齐。无论此驱动器零件的外径何时改变，该从动零件的外径都将随之而变。

以这种方式应用自顶向下设计方法将创建组件元件间的关联：这些关系被称为外部参照。外部参照将一个元件中的特征定义联系到另一个零件的特征、边、面、平面或轴。

组件元件中的特征之间的参照不是显而易见的，意识到这一点很重要，因此必须小心使用参照。例如，由于零件的再生依赖于特征对齐参照和元件放置约束，因此如果任何参照失效或不存在都将发生再生失败。

您已经了解如果删除被另一个特征参照的特征，会怎样发生零件再生失败。同理应用到组件元件之间的外部参照。假设您已创建了几个不同零件的单个特征的多个参照。从组件中移除含有该特征的元件将导致每个零件中的所有特征失败。诊断组件再生失败的原因（使用解决模式）通常是复杂的，因为失败常常叠加。

使用骨架

在元件之间创建直接参照非常危险。这些零件中参照的边、面和基准可能因为两个原因而失效。首先，它们可被删除或更改而不再有效。其次，由于设计中的变更，包含这些参照的元件可被删除或替换，因此导致参照消失。

为避免这种情况，可使用的一个方法是利用“骨架”零件。“骨架”零件创建于组件中的最高级且创建时未添加任何其它元件。由于“骨架”零件在组件中的位置，它不依赖于任何其他元件。即使在有了一些已装配的模型以后创建“骨架”零件，系统依然会自动将其放置在组件中的第一个元件的位置。

“骨架”创建后，代表零件间界面的曲线和曲面将添加至其中。它们可以是组件界面、曲线或同时在组件的几个零件中需要用作参照的基准。

图 4

骨架的另一个优点是记录外部参照。如果确实发生了失败，用户知道通过“骨架”零件查找失败的参照。

使用缺省的基准特征

因此，为了有效使用“自顶向下”组件设计法，必须正确制定其结构，并在定义外部参照时非常小心。可通过遵守下列总则来改进Pro/ENGINEER组件的稳健性：

1.每个零件中的第一个特征应为缺省基准平面和坐标系。这使得这些基准成为最早出

现的特征：它们既不会被删除，也不会由于模型的更改而使其定义失效。

2.每个组件中的第一个特征应为缺省组件基准平面和坐标系。第一个元件应该总是

“骨架”。此“骨架”可以装配到缺省坐标系或缺省组件基准平面。下一个元件可以装配到此骨架。使用此法，Pro/ENGINEER可允许将来移除或替换任一组件元件。

3.无论何时在“组件模式”中创建几何，仅使用零件缺省基准平面用于草绘平面、参照

平面或尺寸参照。

4.只要可行（且有意义）时，可使用骨架中的几何来装配元件。由于这些特征相当稳

定，因此模型的更改不易使组件约束失效。

使用组件模式中的层

当使用含有多个零件的组件时，显示变得混乱，充满了“基准”图元（平面，轴，点和坐标系）。您已经了解如何使用基准显示工具栏设置来控制“基准”图元的显示。

图 5

但是，此法不能提供足够的灵活性以显示某些仅选取的“基准”图元。有选择地显示“基准”图元需要正确应用层功能。基本方法是定义一个包含缺省基准平面的层，再定义另一个包含所有其它基准平面的层以及更多包含所有基准轴、点等的层。然后可以改变层树中的隐藏/取消隐藏状态来有选择地控制相应层的显示，以获得所要显示的图元。

通常，如果使用标准的起始模板，模型中已经存在上述层。此外，当通过在config.pro 文件中设置缺省层创建基准图元时，基准图元可自动添加到层中。为了使用户之间顺利完成零件的交换，您的公司应建立标准的层设置和添加对象到指定层的练习。

进行自顶向下设计时，有选择地显示“基准”图元可以帮助您避免创建不必要的外部参照。

自顶向下设计过程通常通过创建顶级组件文件开始。该文件应仅包含缺省坐标系和缺省基准平面以及所有组件中公用的参数（如设计者姓名、零件号等）。

还必须使用符合统一命名约定的层。使用自顶向下设计方法时，您会逐渐理解使用此惯例的需要。

使用自顶向下设计时，必须在方法和标准的使用中保持层名、元件名和参数名等的一致性。

这可通过使用组件模板（或者也称为起始组件）来轻易实现。组件模板是一个组件文件，其中包含符合公司标准的需用基准平面、坐标系、层和参数。

层尤其重要，因其在Pro/ENGINEER中有个特殊功能。在层树中，Pro/ENGINEER 集合了具有相同名称的所有元件的所有层。因此，当所有元件（包括顶级组件）包含一个称为Default_Datums的层时，它们就被集合到一个使其极易操作的层次列表中。