基于ProE手表造型设计

基于Pro/E手表造型设计
1Pro/E软件简介
Pro/Engineer 是美国PTC公司的产品，于1988年问世。

10多年来，经历20余次的改版，已成为全世界及中国地区最普及的3D CAD/CAM系统的标准软件，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航天、家电、玩具等行业。

Pro/E是全方位的3D产品开发软件包，和相关软件Pro/DESINGER（造型设计）、Pro/MECHANICA （功能仿真），集合了零件设计、产品装配、模具开发、加工制造、钣金件设计、铸造件设计、工业设计、逆向工程、自动测量、机构分析、有限元分析、产品数据库管理等功能，从而使用户缩短了产品开发的时间并简化了开发的流程；国际上有27000多企业采用了PRO/ENGINEER软件系统，作为企业的标准软件进行产品设计。

Pro/E独树一帜的软件功能直接影响了我们工作中的设计、制造方法。

与其他同类三维软件（MDT、UG、CATIA等）相比，Proe/ENGINEER的不同之处在于以下几点：（1）基于特征的（Feature-Based）Pro/ENGINEER是一个基于特征的（Feature-Based）实体模型建模工具，利用每次个别建构区块的方式构建模型。

设计者根据每个加工过程，在模型上构建一个单独特征。

特征是最小的建构区块，若以简单的特征建构模型，在修改模型时，更有弹性。

（2）关联的（Associative）通过创建零件、装配、绘图等方式，可利用Proe/ENGINEER验证模型。

由于各功能模块之间是相互关联的，如果改变装配中的某一零件，系统将会自动地在该装配中的其他零件与绘图上反映该变化。

（3）参数化（Parametric）Pro/ENGINEER 为一参数化系统，即特征之间存在相互关系，使得某一特征的修改会同时牵动其他特征的变更，以满足设计者的要求。

如果某一特征参考到其他特征时，特征之间即产生父/子（parent/child）关系。

（4）构造曲面（surface）复杂曲面的生成主要有三种方法：1）由外部的点集，生成三维曲线，再利用Pro/E下surface 的功能生成曲面。

2）直接输入由Pro/desinger（造型设计）产生的曲面。

3）利用import（输入）功能，以IGES、 SET、VDA、Neutral等格式，输入由其他软件或三维测量仪产生的曲面。

（5）在装配图中构建实体根据已建好的实体模型，在装配（component）中，利用其特征（平面，曲面或轴线）为基准，直接构建（Create）
新的实体模型。

这样建立的模型便于装配，在系统默认（default）状态下，完成装配。

2产品设计过程
本设计主要是以Pro/E软件为设计平台，以软件中的基本特征创建为主线，实现新型手表在Pro/E软件中的三维造型设计、虚拟装配。

2.1创建大表盘
（1）利用拉伸工具，创建拉伸特征截面，如图1所示。

（2）设置表面的厚度为0.05mm，单击确定按钮
，完成特征模型，如图2所示。

图1 表盘实体特征截面图2 表盘实体特征模型
2.2创建小刻度
（1）利用拉伸工具，创建拉伸特征截面，如图3所示。

（2）设置高度0.010mm，单击确定按钮
，完成创建。

（3）利用阵列工具对刻度进行圆周阵列。

（4）设置类型“轴”，数目选择60，角度选择6°，确定按钮
，完成表盘刻度创建，如图4所示。

图3 表盘刻度特征截面
图4表盘刻度“阵列”效果图
2.3创建大刻度
（1）利用拉伸工具，创建拉伸特征截面，如图5所示。

（2）打开左侧的模型树，右击【拉伸】→【列阵】命令，如图7所示。

弹出【列阵】特征面板，参数设置如图6所示。

图5刻度时刻特征截面
图6 表盘刻度“阵列”特征面板
图7模型树目录
图8 表盘刻度最终效果图
2.4创建中心孔
（1）利用孔工具，创建中心孔。

（2）设置为直径 1.00mm，单击确定按钮
，完成中心孔创建，如图9所示。

图9 中心孔最终效果图
2.5创建数字
（1）利用拉伸特征工具，创建字体，如图10所示。

（2）设置字体高度为0.10mm，单击确定按钮
，完成特征创建。

最终效果如图11所示。

图10 字体特征截面
图11表盘数字最终效果图
2.6创建字体
（1）利用拉伸特征工具，创建字体，如图12所示。

（2）设置字体高度为0.10mm，单击确定按钮
，完成特征创建。

（3）渲染效果如图13所示。

图12表盘文字特征截面
图13表盘渲染效果图
3创建表壳基体
3.1创建基体
（1）利用拉伸工具，创建特征截面，如图14所示。

（2）设置高度3.50mm，单击确定按钮，完成特征模型，如图15所示。

图14表壳基体特征截面图15表壳基体特征模型
3.2创建过渡圆弧
(1)利用倒角工具，创建倒角特征，设置参数为D×D，数值为1.30mm，完成特征创建。

(2)利用倒圆工具，创建过渡圆弧。

设置倒圆半径为 2.50mm，选择壳体的边界，单击确定按钮
，效果如图16所示。

图16创建“倒角”特征后效果图
3.3创建表亮细节
(1)利用拉伸工具，绘制特征截面，如图17所示。

(2)设置参数，拉伸为 1.8mm，单机确定按钮
，效果如图18所示。

图17截面特征图18效果图
(5)利用拉伸特征工具绘制特征截面，如图19所示。

(6)选择去除材料按钮，然后单击确定按钮，完成特征创建，效果图如图20所示。

(7)创建表壳细节，完成倒圆角，最终效果如图21所示。

图19壳体特征截面图20表壳基体特征效果图
图21表壳基体特征效果图
3.4创建表盘位置
(1)利用拉伸特征工具，创建特征截面，如图22所示。

(2)选择去除材料按钮，单击确定按钮
，完成模型创建，如图23所示。

图22创建特征截面图23创建“去除材料”特征
3.5创建指针位置
(1)利用拉伸特征工具，创建特征截面，在指针位置绘制1.00mm的圆。

(2)设置高度为0.80mm，单击确定按钮
，完成凸台创建。

(3)创建拉伸特征。

1）在1.00mm的圆柱上绘制如图所示的圆0.60mm，设置高度为0.30mm，单击确定按钮，完成模型创建，如图24所示。

2）在刚创建的圆柱面0.60mm，上创建直径是0.40mm，高度设置为0.30mm的圆柱，最终模型如图33所示。

3）在刚创建的直径是0.40mm，高度为0.30mm的圆柱端面上绘制一个直径是0.20mm，高度为0.20mm的圆柱。

如图26所示。

整体效果如图27所示。

图24创建拉伸特征图25创建拉伸特征图26创建拉伸特征
图27表壳基体效果图
3.6创建旋钮孔
(1)创建基准平面DTM1。

如图28所示
(2)拉伸特征工具，创建特征截面，如
图29所示。

(3)设置深度为15.00mm，选择去除材料按钮
，单击确定按钮
，完成孔的创建，如图30所示。

图29创建基准平面图29创建“孔”特征截面
图30创建“孔”特征
3.7创建大表盖位置
(1)利用拉伸工具,创建特征截面，如图31所示。

(2)设置深度为0.40mm，单击确定按钮
，完成模型创建，如图32所示。

图31创建表盖特征截面图32表壳基体效果图
3.8创建表链连接孔
(1)利用拉伸工具，创建孔截面特征，特征截面如图33所示。

(2)选择去除材料按钮，单击确定按钮
，完成孔特征的创建，如图34所示。

图33表链接接孔效果图图34表壳基体效果图
3.9修饰
(1)利用倒圆工具，创建倒圆特征。

设置半径为0.30mm，单击确定按钮完成特征。

(2)渲染实体。

最终效果图35所示。

图35表壳基体渲染效果图
4创建时针
(1)利用拉伸工具，创建时针截面特征，如图36所示。

(2)设置厚度为0.20mm，单击确定按钮
，得到实体，如图37所示。

(3)渲染实体。

效果如图38所示。

图36创建时针特征截面
图37时针特征效果图图38时针渲染效果图
4.1创建分针
(1)利用拉伸工具，创建分针特征参照时针创建过程，特征截面如图39所示。

(2)渲染实体，最终效果如图40所示。

图39分针创建特征图40分针渲染效果图
4.2创建秒针
(1)利用拉伸工具，创建秒针截面特征，如图41所示。

(2)设置表针厚度为0.15mm，然后单击
，完成特征创建。

(3)渲染实体，最终效果如图42所示。

图51创建秒针特征截面图42秒针渲染效果图
5创建玻璃表盖
(1)利用拉伸工具，创建表盘盖体，截面特征如图43所示。

(2)设置厚度为0.40mm，单击确定按钮
，完成表盖创建。

(3)利用倒圆工具，创建倒圆特征。

设置倒圆半径为0.20mm，完成特征创建。

(4)色彩渲染。

如图44所示。

图43创建表盖特征截面图44表盖渲染效果图
6创建旋钮
(1)利用旋转工具，创建旋转截面特征，如图45所示。

(2)设置旋转角度为360°，如图46所示，单击确定按钮
，完成特征创建。

(3)利用倒圆工具，创建倒圆特征，设置倒圆半径为1.00mm，完成特征创建。

(4)实体渲染，最终效果如图47所示。

图45创建旋钮特征截面图46旋转参数设置
图47旋钮渲染效果图
7创建长表链
7.1创建表链基体
(1)利用拉伸工具，创建拉伸特征截面，如图48所示。

(2)设置厚度为1.6mm，单击确定按钮，完成特征创建。

图48创建表链特征截面
7.2创建表链轴孔
(1)创建基准平面DTM1，如图49所示。

图49创建基准平面
（2）利用拉伸工具，创建拉伸特征截面，选择去除材料按钮，单击确定按钮
，完成模型创建，如图50所示。

图50创建表链轴孔特征截面
7.3创建表链孔
(1)创建孔。

利用拉伸去除材料在表链上绘制长轴为1.60mm，短轴为0.80mm的椭圆孔，选择去除材料按钮，单击确定按钮
，完成模型创建，如图51所示。

图51创建表链特征截面
7.4创建细节
(1)利用倒圆工具，设置倒圆半径为5.00mm，将表链尾端进行倒圆，完成创建。

(2)利用倒圆工具，设置倒圆半径0.50mm，将表链基体进行倒圆，完成创建。

（3）渲染特征，最终效果如图52所示。

图52表链渲染效果图
8创建短表链
8.1创建短表链基体
(1)利用拉伸工具，创建拉伸特征截面，孔大小为直径0.7mm，单击确定按钮，完成
模型创建，如图54所示。

图54创建表链轴孔效果图
8.2创建缺口
(1)利用拉伸工具，创建拉伸特征截面，选择去除材料按钮，单击确定按钮
，完成模型创建，如图55所示。

图55表链缺口特征截面
8.3创建细节
(1)利用倒圆工具，设置倒圆半径为0.40mm，将表链基体进行倒圆，完成创建。

(2)渲染特征，最终效果如图56所示。

图56表链渲染效果
8.4创建连接轴
(1)利用旋转工具，创建旋转特征截面，如图57所示。

(2)设置选择角度360°，单击确定按钮
，完成特征创建。

(3)渲染参数设置和创建步骤参照连接轴的创建过程，效果如图58所示。

图57创建连接轴特征截面图58连接轴渲染效果图
8.5创建铲子
(1)利用拉伸工具，创建拉伸特征截面，如图59所示。

(2)设置厚度为3.0mm，单击确定按钮，完成特征创建。

图59创建铲子特征截面
（3）利用倒圆工具，设置倒圆半径为0.1mm，将铲子进行倒圆，完成创建。

(4)渲染特征，最终效果如图60所示。

图60铲子渲染效果图
8.6创建夹子
(1)利用拉伸工具，创建拉伸特征截面。

(2)设置厚度为3.0mm，单击确定按钮，完成特征创建。

(3)利用倒圆工具，设置倒圆半径0.2mm，将铲子进行倒圆，完成创建。

(4)渲染特征：最终效果如图61所示。

图61夹子渲染效果图
8.7创建表链栓
(1)利用拉伸工具，创建拉伸特征截面。

(2)设置厚度为3.0mm，单击确定按钮，完成特征创建。

(3)利用倒圆工具，设置倒圆半径为0.2mm，将铲子进行倒圆，完成创建。

(4)渲染特征，最终效果如图62所示。

图62铲子渲染效果图
9产品的虚拟装配
9.1产品虚拟装配设计
对手表各个零件部件进行虚拟装配，装配步骤如下：
(1)用缺省装配形式装配手表主壳体；
(2)单击装配按钮，把手盘打开，
约束类型选择“对齐”，使两轴对齐，新建一个约束类型为“匹配”，使配合面对齐。

(3)单击装配按钮，把时针打开，
为了实现机构运动仿真，用户定义选择，约束类型选择“对齐”，使两轴对齐，新建一个约束类型为“匹配”，使配合面对齐。

(4)单击装配按钮，把秒针打开，约束类型选择“对齐”，使两轴对齐，
新建一个约束类型为“匹配”，使配合面对齐。

(5)单击装配按钮，把秒针打开，约束类型选择“对齐”使两轴对齐，新
建一个约束类型为“匹配”，使配合面对齐。

(6)单击装配按钮，把旋钮打开，约束类型选择“对齐”，使轴和孔轴线
对齐，新建一个约束类型为“匹配”，使配合面对齐。

(7)单击装配按钮，把连接轴打开，约束类型选择“对齐”，使两轴对齐，
新建一个约束类型为“匹配”，使配合面对齐。

(8)单击装配按钮，把长表链打开，约束类型选择“对齐”，使两轴对齐，
新建一个约束类型为“匹配”，使配合面对齐。

(9)单击装配按钮，把短表链打开，约束类型选择“对齐”，使两轴对齐，
新建一个约束类型为“匹配”，使配合面对齐。

(10)单击装配按钮，把铲子打开，约束类型选择“对齐”，使两轴对齐，
新建一个约束类型为“匹配”，使配合面对齐。

(11)单击装配按钮，把表链栓打开，约束类型选择“对齐”，使两轴对齐，新建一个约束类型为“匹配”，使配合对齐
(12)装配完成后，效果如图63所示。

图63装配效果图
10总结
时至今日，论文基本完成，从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再对思路的逐渐的清晰，整个写作过程很失落，有感概，也有激动，难以一语而概括。

脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难，坚持不懈，吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。

我感觉到这是一次意志的锻炼，是对我实际能力的一次提升，是对我们解决困扰，摸索前进的考验，也将会为我未来的学习和工作提供宝贵的经验。

通过这次的设计，对Pro/E软件的基本运用有了更深刻的了解。

对我们所学习的专业知识有了更清楚的认识，是我不知不觉的喜欢上了我们的专业。

现在我可以说，我完全可以单独完成一个简单产品的设计加工。

在这里我也深刻的知道，我在实践方面是很不够的，这将在以后的工作中慢慢的去领悟、学习。

这次毕业设计，给我最大的体会就是熟练操作技能来源我们队专业的熟练程度
当然由于知识水平有限，设计肯定也会存在着很多不足之处，在此希望各位老师
给予批评指导！再次感谢帮助过我的老师和同学，谢谢！。