基于PRO_E主控零件的产品设计

第28卷第6期2011年6月
机械设计
JOURNAL OF MACHINE DESIGN
Vol．28No．6
Jun．2011基于PRO/E主控零件的产品设计*
冯方，潘慧，胡国军
（绍兴文理学院元培学院，浙江绍兴312000）
摘要：研究用PRO/E主控零件的方式自上而下设计零件和产品，通过具体产品遥控器设计来详细讲解设计过程和设计变更。

该种方式的采用可以及时与客户的需求保持一致，改变传统的设计方式，提高设计效率。

关键词：主控零件；布局；分型
中图分类号：TH128文献标识码：A文章编号：1001－2354（2011）06－0012－03
在进行产品设计时，若所有的零件均在零件模块
下建模、创建及完成，进而再一一装配，则不符合设计的日常思路模式，并容易发生零件之间不匹配或发生干涉的现象；且当产品设计变更时，零件之间无法自动产生相应的变化；因此在一般的产品设计中，推荐使用自上而下的设计思路。

自上而下的设计方式有很多种，文中只针对有完整整体框架的产品进行阐述，如手机、电话机、遥控器等。

在设计中先设计整体框架，称为主控零件，进而再去拆分主控零件，形成一个个零件，最后将零件自动装配形成产品。

1设计的基本思路
在进行产品设计时，企业拿到客户的定单资料一般只有IGES资料，此时布局工程师利用客户提供的IGES资料进行产品零件的布局，形成布局图。

结构设计师利用客户提供的IGES资料和布局工程师提供的布局图进行结构设计和设计零件，电子设计工程师根据结构设计工程师的零件图，进行电子线路的布局，［1］如图1所示。

下面针对某型遥控器例子进行系统阐述。

图1设计流程图2电视遥控器的产品设计
2．1产品分析
根据分析，该产品包含3个零件，分别是“上盖”、“下盖”和“电池盖”，图2中主控零件是客户提供的IGES格式文件，此零件将3个零件融为一体，为了将3个零件分开，布局工程师创建布局图，在布局图中创建上下盖的分型面和电池盖的分型面，以及按键的分型线，结构设计师根据布局工程师提供的这些几何资料和客户提供的主控零件创建3个零件。

图2遥控器的产品设计流程图
2．2布局工程师创建布局图
布局工程师创建新零件（即布局图），采用插入菜单下的共享数据/自文件，导入IGES格式文件，产生遥控器的主控零件，在该零件上进行布局设计。

以拉伸的方式设计上下盖的分型面；分型面的草绘图如图3所示，对草绘图进行对称拉伸形成遥控器上下盖的分型面。

*收稿日期：2011－01－30；修订日期：2011－03－14
基金项目：国家自然科学基金资助项目（Y1090153）
作者简介：冯方（1974—），男，浙江绍兴人，实验师，主要从事CAD/CAM方面的教学，发表论文7篇。

图3上下盖分型面的草图绘制
以拉伸的方式设计电池盖的分型面；分型面的草绘图如图4所示，对草绘图进行对称拉伸并拉伸成曲面，在选项面板中选中封闭端，将曲面的两端封闭。

图4电池盖分型面的草图绘制
以投影的方式设计出按键的分型线；以相切于上盖底面的平面作为草绘平面绘制（如图5所示），选择编辑菜单下的投影，以上盖面的顶面为投影面，将草图投影到上盖面的顶面上，如图6所示。

图5
按键分型线的草图绘制
图6投影前后的比较图
通过以上的操作完成布局图的设计，在主控零件上设计了上下盖的分型面和电池盖的分型面，以及按键的分型线，如图7所示。

图7布局图
2．3结构设计师创建零件
根据布局工程师的总体布局，有3个零件，分别是“上盖”、“下盖”和“电池盖”。

在这3个零件中并不是每个零件都要用到布局工程师布局图中所有的分型线和分型面，也就是部分的几何特征在零件中可能不需要。

鉴于此，可以考虑主控零件从客户IGES 资料导入，而零件需要用到的几何特征从布局图中导入。

如创建上盖新零件；采用插入菜单下的共享数据/自文件，导入IGES格式文件，产生的主控零件，再次采用插入菜单下的共享数据/复制几何，选择布局工程师的布局零件图，上盖需要用到上下盖的分型面，以及按键的分型线，将这些几何特征选中导入；以上下盖分型面为界，采用编辑菜单下的实体化切除下盖的实体，然后进行抽壳，最后在草绘中复制按键的分型线，对其进行拉伸去除材料，得到最后的上盖零件实体。

具体流程如图8所示。

图8上盖零件创建流程
同样采用这种方式可以创建下盖和电池盖，从而完成3个零件的创建。

2．4零件的装配
由于3个零件是基于主控零件，并采用布局图进行分割，故3个零件的缺省位置实际上已经形成了装配，所以装配时只要将零件逐个采用缺省组装即完成零件的装配，并不需要定义约束。

2．5结构的设计变更
客户的订单并不是一成不变的，如客户改变主控零件的尺寸，则对于布局工程师来讲只要将布局图重新定义，加载新的IGES格式文件替代原来的IGES文件对布局图重新进行拆件规划，对分型线和分型面重新进行规划，对不合理的地方进行修改，但不删除里面的任何分型线和分型面。

布局工程师完成布局图形的修改，则结构设计工程师只要逐个打开零件，重新定义加载新的IGES格式文件，重新生成零件即完成零件的更新。

一旦零件更新完成，则装配图即发生自动更新。

整个设计变更流程如图9所示。

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2011年6月冯方，等：基于PRO/E主控零件的产品设计
图9设计变更流程
3结论
从上可知，这种基于PRO/E主控零件的产品设计特别适用于小家电和整体性很强的产品。

该产品设计模式的采用能快速、有效地将客户、布局设计师及结构设计师等人员很好地协调起来，为产品的更新换代提供可靠的保障。

参考文献
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PRO/E based product design of master part
FENG Fang，PAN Hui，HU Guo-jun
（Yuanpei College of Shaoxing University，Shaoxing312000，China）
Abstract：The top-down design of parts and products is stud-ied by using PRO/E-based master parts，and to explain the design process and design changes in detail through remote control of spe-cific products．This method can be consistent with requirements of customers in time，changing the traditional design mode and impro-ving the design efficiency．
Key words：master pat；layout；type
Fig9Tab0Ref3“Jixie Sheji”
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Numerical study on adhesion area of wheel-rail
LIU Hai-ping，WANG Cai-yun，SHEN Peng，LIU Qi-yue，ZHOU Zhong-rong
（Tribology Research Institute，Southwest Jiaotong University，Chengdu610031，China）
Abstract：By applying the Non-Hertz rolling contact theory and the numerical method CONTACT，the influence on the propor-tion of total contact spot area to the adhesion/slide area by the curve radius，traverse amount and wheel to yaw angle of two kinds of com-monly used train wheel tread（worn profile and taper）in our coun-try under the condition that the train is in static contact has been calculated respectively．The calculation and analysis results indi-cate that the total contact spot area of taper tread is bigger than that of the worn profile under any conditions．The contact spot area will not change while the curve radius of the rails increases，but the ad-hesion coefficient will increases，and the proportion of the adhesion area in the contact spot area decreases．When the traverse amount increases up to10mm，the contact spot area reduces very rapidly and the adhesion area in the total contact spot area also decreases very rapidly．When entering the full slide area，the rail climbing occurs．The contact spot area hardly changes while the wheel to yaw angle is changing．When the wheel to yaw angle is bigger than 0.4ʎ，the contact spot is in full slide state，and the proportion of adhesion to total area decreases rapidly．
Key words：wheel and rail adhesion；curve radius；traverse amount；yaw angle
Fig7Tab0Ref13“Jixie Sheji”0364
41机械设计第28卷第6期。