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1、n 本章导读n 本章内容n 理论学习1常用CAD软件:1.国外软件:AutoCAD、Cimatron、Solidedge、UG、I-DEAS、Solidworks、Pro/ENGINEER。2.国内软件:CAXA电子图板和CAXA制造工程师、开目CAD、GS-CAD98、金银花系统、高华CAD。计算机辅助设计CAD(Computer Aided Design)技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础，包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析(FEA)及优化设计、数控加工编程(NCP)、仿真模拟及产品数据管理等内容。随着Internet/Intranet网络和并行、高性能计算及事务处理的
2、普及，异地、协同、虚拟设计及实时仿真也得到广泛应用。1.1 参数化特征建模概述1.2 Pro/E5.0软件性能与改进1.3 管理文件1.4 视图操作1.5 界面组成与工作环境Pro/E核心设计思想：基于特征全参数化全相关性单一数据库特征：具有一定的设计功能和制造形状的，可以按一定原则加以分类的产品描述信息，是构成一个零件或者装配件的单元。从几何形状上看，它包含作为一般三维模型基础的点、线、面或者实体单元，并且改变与特征相关的形状或位置的定义，就可以改变与模型相关的形位关系。以最自然的思考方式人事设计工作。如：钻孔（Hole）、挖槽（slot）、倒圆角（round），只要给出孔的位置、孔径、孔深
3、就可钻出圆孔，而不需要绘孔的两个视图；以特征作为设计单位，可随时对特征做合理的调整（Reorder）、插入（Insert）、删除（Delete）、重新定义（Redefine）等修改工作。1特征的类型基准特征 工程特征 基础特征 基准特征（平面）工程特征（孔特征）基础特征各种特征工具基准特征基准特征：创建其他零件特征的基准，用来辅助构造其他零件特征，又称辅助特征，它不属于真正的实体零件特征。基准点、基准轴、基准曲线、基准平面以及基准坐标系等。基础特征基础特征：创建零件时首先要建立的特征，它很大程度上决定了零件的基本形状，是最重要的零件特征。由于基础特征必须通过草绘截面才能生成，因此又称为“草绘特
4、征”。基础特征包括拉伸特征、旋转特征、扫描特征、混合特征等。工程特征工程特征：在基础特征之上创建的一些特征，它是系统内部定义好的，只要按照系统提示设定相关参数，即可完成创建工作，又称“放置特征”或“构造特征”。它包括孔特征、倒圆角特征、倒角特征、筋特征、壳特征以及拔模特征等。创创建一个拉伸特征，确定模型的整体形状和大小。建一个拉伸特征，确定模型的整体形状和大小。建一个拉伸特征，确定模型的整体形状和大小。建一个拉伸特征，确定模型的整体形状和大小。在模型两端建立孔特征。在模型两端建立孔特征。在模型两端建立孔特征。在模型两端建立孔特征。在模型上表面在模型上表面在模型上表面在模型上表面边缘处边缘处建立
5、建立建立建立圆圆角特征。角特征。角特征。角特征。图：特征建模的步骤参数化就是将模型所有尺寸定义为参数形式。用户可以定义各参数之间的相互关系，这样使得特征之间存在依存关系。当修改某一单独特征的参数值时，会牵动其他与之存在依存关系的特征进行变更，以保持整体的设计意图。特征截面几何全参数化零件模型的全参数化装配组件模型的全参数特征截面的全参数化：是指Pro/E自动为每个特征的二维截面中的每个尺寸赋予参数，并进行排序。通过对参数的调整即可改变几何的形状和大小零件的全参数化：是指Pro/E自动给零件中特征间相对位置尺寸、外形尺寸赋予参数并排序，通过对参数的调整即可改变几何的形状和大小u特征定形参数：确定
6、特征大小和形状的尺寸参数u特征定位参数：确定特征在基础实体特征上的放置位置参数u特征数量参数：决定模型上特征的数量。修改以上任何一个参数都可以重新调整特征的设计意图启示：绘图时设计者可以暂时舍弃大多数繁琐的设计限制，只需抓只需抓住住图形的某些典型特征形的某些典型特征绘出出图形形，然后通过向图形添加适当的添加适当的约束条件束条件规范其形状，最后修改图形的尺寸数值，经过系统再生后即可获得理想的图形，这就是“尺寸驱动”理论。（如何绘制一个边长为10的正六边形）单一数据一数据库：所谓单一数据库就是在模型创建过程中，实体造型模块、工程图模块、模型装配模块以及数控加工模块等重要功能单元共享一个公共的数据库
7、。全相关全相关设计者不管在哪个模块中修改数据库中的数据，模型都会随时更新，系统中的数据是唯一的。不论在3D还是2D图形上作尺寸修改，其相关的2D图形或3D实体模型均自动修改，同时装配、制造等相关设计也会自动修改，这样可以确保数据的正确性，并且避免反复修改的耗时性。1.2.1 关于Pro/E1.2.2 Pro/E5.0软件新增功能Pro/E是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation，简称PTC）推出的新一代CAD/CAM/CAE软件，具有基于特征、全参数、全相关和单一数据库等特点。PTC公司是1985年成立，到目前为止已推出多个版本的Pro/E。198
8、8年：Pro/ENGINEER软件的第一个版本。2019年：Pro/E200i；2019年-Pro/E200i22000年：Pro/E20192019年：Pro/E Wildfire 1.02019年：Pro/E Wildfire 2.02019年4月：Pro/E Wildfire 3.02019年7月：Pro/E Wildfire 4.02009年5月：Pro/E Wildfire 5.02019年：PTC推出CREO通常Wildfire的第一个版本C000出来后就称为“测试版”（非正式版），然后就是从最终发行版F000开始的正式版M000，接着就是之间的小改版，如F010，F020.M01
9、0，M020等。Pro/ENGINEER广泛用于机械、模具、工业设计、汽车、航空航天、电子、家电、玩具等行业，是一个全方位的三维产品开发软件，它集三维实体造型、模具设计、钣金设计、铸造件设计、装配模拟、加工仿真、NC自动编程、有限元分析、电路布线、装配管路设计、产品数据库管理等功能于一体。机械 零件航空航天 电子产品 模具制造 1.3.1 新建文件1.3.2 打开文件1.3.3 保存或备份文件1.3.4 重命名、拭除或删除文件1.3.5 关闭窗口1.3.6 退出系统在新建图形文件时，可以分别指定文件的类型、名称和所使用的模板，零件名称可以采用系统缺省的“prt0001”，也可以修改，建议采用比
10、较有代表意义的名字，如“xiangti”，表示是箱体零件。Pro/E的文件名主要由文件名、文件类型和版本号3部分组成，并且文件名不支持汉字，中间也不能有空格。只能使用英文字母、数字和下划线组成。两种方式：1.使用Pro/E自带的浏览器打开文件2.使用传统方法打开如果同时打开了多个Pro/E文件窗口，则当前只有一个窗口是活动的，该窗口的标题栏中会显示“活动的”字样。如果想激活其他窗口，可以在要激活的窗口中选择“窗口”“激活”菜单，或者按下【Ctrl】+【A】组合键1.保存文件两种方式：（1）以当前名称、路径保存单击【文件】【保存】或用鼠标左键单击上工具箱中的 按钮，即可保存图形文件。（2）以其他
11、的名称、路径保存注意：Pro/E在保存文件时不同于其他一般的软件，系统每执行一次存储操作并不是简单地用新文件覆盖原来的旧文件，而是在保留文件前期版本的基础上新增一个版本文件。在同一设计过程中多次存储的文件将在文件名的后缀（扩展名）添加序号以示区别，序号数字越大，文件版本越新。例如，一个文件在设计过程中进行了3次保存，那么文件分别为prt0001.prt.1、prt0001.prt.2和prt0001.prt.3。Pro/E系统不允许设计者在执行文件存储时改变目录位置和文件名称，如果确实要改变文件的存储位置和文件名称，那么就需要使用【保存副本】功能。用于保存当前活动对象的副本，名称（即“新建名称
12、”）不能与已保存的文件名称相同。保存的目录没有限制，可以为当前目录，也可以是其他目录。2.备份文件文件以相同名称存储到不同目录。文件/备份1.重命名文件【文件文件】【重命名重命名】：两个选项在磁盘和会话中重命名：更改模型在硬盘及内存中的文件名称在会话中重命名：只更改模型在内存中的文件名称只有使用只有使用“重命名重命名”命令，才能使用其他关命令，才能使用其他关联文件不会出文件不会出错。2.拭除文件：从进程（内存）中清除文件。【文件文件】【拭除拭除】：两个：两个选项【当前】：将从进程（内存）中清除当前打开的文件，同时该模型的设计界面也被关闭，但是文件仍然保存在磁盘上；【不显示】：将清除系统曾经打开
13、，现在已经关闭，但是仍然驻留在进程（内存）中的文件。注意：从进程中（内存中）拭除文件的操作很重要。2.删除文件：将文件从磁盘上彻底删除【文件文件】【删除除】：两个选项【旧版本】：系统将保留该软件的最新版本，删除其他旧版本；【所有版本】：，系统将彻底删除该软件的所有版本，一定要考虑好再删除。单击【文件】【关闭窗口】，关闭当前设计窗口对应的文件，但该文件仍旧存在于进程中，不退出Pro/E系统。单击【文件】【退出】，退出Pro/E设计环境，注意退出前保存需要保存的文件。或单击窗口右上角的关闭按钮，也可退出系统。同同时清除所有清除所有驻留在留在进程中的文件。程中的文件。1.4.1 设置视图视角1.4.
14、2 设置视图显示样式1.4.3 设置视图颜色重定向：【视图】/【方向】/【重定向】或按参照定向：是系统的默认类型，通过指定两个互相垂直的参考方向，将模型旋转至投影视角，该类型最重要也最常用。动态定向：通过设定模型的平移、缩放和旋转参数来定向模型。优先选项：用于设置模型的“旋转中心”和“默认方向”。说明：主要用来创建各种平面视图该方式为默认方式，其定位模型方向依据取决于所选参照。当定位模型显示视图时，一般需要定义两个相互垂直方向的参照。单击“重定向视图”按钮，打开“方向”对话框 1从“参照1”下拉列表中选择“前”（表示从前方观察特征）2将“FRONT”基准平面作为前参照，将“TOP”基准平面作为
15、上参照，进行重定向，得到的视图效果选择该方式，则模型的定位依据动态旋转、平移或缩放的方式进行。只需要拖动对话框中各选项后的滑块，即可进行模型方向上的定位。平移缩放旋转该方式通过定义模型显示的默认旋转中心和默认方向，对模型进行定位。执行的操作执行的操作三维模型三维模型二维环境二维环境旋转按住鼠标中键拖动无平移按住shift+中键拖动拖动鼠标中键缩放中键或按住ctrl+中键中键或按住ctrl+中键显示样式主要用于设置视图中模型的显示效果，包括着色、隐藏线、无隐藏线、线框和实时渲染5种类型。线框显示隐藏线显示消隐显示着色显示实时渲染线框隐藏线无隐藏线着色包括两个方面：系统颜色的设置：改变系统背景、图
16、元对象和用户界面的显示效果。模型颜色的设置：设置模型的颜色和外观，以使模型看起来更加真实。通过设置系统颜色可以改变系统背景显示，以及几何图形，辅助参照和尺寸注释等项目的颜色显示，从而直观上改变系统的视觉效果。【视图】|【显示设置】|【系统颜色】布置：设置系统背景和模型主体颜色。图形：用于设置草绘图形、基准曲线、基准特征，以及预先加亮的显示颜色。基准：可通过继承其他图形的颜色而改变基准特征的颜色显示。几何：可设置所选参照、面组、钣金件曲面和模具或铸造曲面等几何对象的显示。用户界面：可设置Pro/E5.0操作界面的文本、选定文件、背景和选定区域等界面的显示。草绘器：可设置草绘界面、中心线、注释文本
17、和样条控制线等二维草绘图元颜色的显示。通过设置颜色和外观，可以赋予模型颜色，使模型看起来更加接近真实。此外模型上的各个表面可以分别赋予不同的颜色，以加以区分。【外观库】1.5.1 基本界面介绍1.5.2 工作环境介绍菜单栏工具栏浏览器和绘图区导航器信息栏过滤器特征操控面板标题栏 系统工具栏区 菜单栏 特征工具栏区 导航器 状态栏操控板 拆分条 浏览器 单击拆分条空白处并左右拖动可调整拆分条两侧区域大小单击拆分条箭头区可扩展一侧区域，并隐藏另一侧区域4名称名称功能说明功能说明文件处理文件，如创建新文件、保存、重命名、打印文件，导入和打印不同格式的文件等。编辑包含镜像、复制、投影、设置、阵列表、修
18、剪、设计变更、删除和动态修改等编辑功能。视图控制模型的显示设置与视角插入插入特征分析测量模型的物理性质，对曲线和曲面的性质进行分析信息显示实体模型的各种相关信息应用程序包含钣金件、逆向工程、有限单元分析、机械加工后处理和会议等不同模块的应用程序工具包含关系、参数、程序、族表、工作环境与其他功能窗口对模型窗口进行管理帮助提供在线帮助说明和关键字查询等功能。主工具栏（系统工具栏）特征工具栏“文件”工具栏，用于新建、打开、保存、删除文件等“编辑”工具栏，用于撤销已执行的操作，恢复被撤销的操作，以及执行剪切、粘贴等操作“视图”工具栏，用于调整视图“模型显示”工具栏，单击不同按钮，可以不同方式显示实体模
19、型“基准显示”工具栏，单击不同按钮，可打开/关闭基准面、基准轴、基准点和基准坐标系“帮助”工具栏，单击帮助按钮，然后单击各工具按钮或选择某个菜单项，可以打开相应的帮助页面系统工具栏包括“文件”、“编辑”、“视图”、“模型显示”和“基准显示”工具栏。“基准”工具栏，单击“草绘工具”按钮可进入草绘画面，单击其余按钮可分别创建基准面、基准轴等 “基础特征”工具栏，用来创建拉伸、旋转等基础特征“编辑特征”工具栏，用来镜像复制、阵列复制特征等“注释”工具栏，用来为图形插入注释特征“工程特征”工具栏，用来创建孔、壳等工程特征特征工具栏包括“基准”、“基础特征”、“工程特征”、“注释”和“编辑特征”工具栏。
20、在Pro/E中：浏览器用来访问网络页面和Pro/E模型文件路径；工作区用来显示模型和图形元素。两者占用Pro/E窗口的同一区域，单击出现在该区域左侧或右侧拆分条的中部，可在两者之间切换。拖动拆分条可以将两者同时显示出来。导航器主要用于查看硬盘或网络上的文件。模型树：以节点形式记录零件或组件中所有特征的创建顺序、名称、编号和状态等相关数据，每一类特征均有该类特征的图标。此外模型树也是进行编辑操作的区域。文件夹浏览器：主要用于查看硬盘或网络上的文件。个人收藏夹：用于保存用户常用的网页地址。信息栏记录当前窗口进行的一切操作和操作结果，并同时显示工具栏图标的功能解释。每条消息的前面都有一个图标，其中
21、代表提示；代表信息；代表警告；代表出错；代表危险过滤器提供不同的对象选择范围，使选择操作更为快捷和方便。6种过滤方式：1.智能：在默认的选择范围内，由鼠标直接选取对象。2.特征：选取的对象限制为组件环境或零件环境中的特征。3.几何：选择的对象为模型的表面、边线和顶点。4.基准：选取的对象为基准面、基准轴和基准点等基准特征5.面组：选取的对象为空间曲面。6.注释：选取的对象为3D注释或2D注释。特征操控面板是各种特征命令的载体。主设定区扩展选项区：也称下滑面板确认区Pro/E包含的功能模块较多，由于通常只在其中一个模块环境下工作，当需要使用其他工作模块时，则必须切换工作环境，或者调用其他功能模块
22、。打开【新建】对话框，该对话框中包括建模所有模块类型，并且【零件】、【组件】、【制造】类型中还包括许多子模块。1.草绘：进入草绘环境，文件后缀名为“.sec”。2.零件：进入三维建模环境，文件后缀名为“.prt”。3.组件：选择该类型，并选择其右侧的子类型，可以执行组件装配、互换性设计和组件检验等操作，其后缀名为“.asm”。4.制造：选择该类型，并选择其右侧的子类，可以执行NC组件、钣金件、模具型腔和铸造型腔等模具设计，其后缀名为“.mfg”。5.绘图：可以直接进入零件或装配体的工程图设计，其后缀名为“.drw”。6.格式：可以设置图幅格式、大小和附属的标题栏等制图标准，其后缀名为“.frm
23、”。7.报表：可以设置组件的产品或材料明细表、标准件规格表等统一性表格，其后缀名为“.rep”。8.图表：可通过新建的图表文件执行电路或集成电路图的设计，其后缀名为“.dgm”。9.布局：可以新建布局文件，实际上这是工程图环境下草绘装配元件的布置方式，以实施装配元件的自动装配，其后缀名为“.lay”。10.标记：新建装配模型的标记文件，其后缀名为“.mrk”。草绘模块：用来创建和编辑二维草图。草图主要作为三维零件模型的截面、轨迹线和其他辅助线，是三维实体造型的基础。零件模块：此模块是Pro/E软件的核心模块，大多数的三维模型都是在该模式下进行设计的。用户可以利用该模块下提供的各种特征工具构建自
24、己想要的产品模型，并可以非常方便地进行修改。曲面模块：对于一些具有特殊外观的产品造型，需要使用灵活多变的曲面来构建。使用该模块下提供的曲面工具构建出产品的轮廓，再进行一些合并、修剪等操作，最后将其转化成实体。装配模块：用来将多个零部件组装成一个完整的产品模型，以检查设计是否合理。此外，在装配的过程中也可以对零件进行修改。工程图模块：用来为零件模型制作二维工程图，供生产加工人员使用。工程图通常由多种视图（如投影图、局部图等）和一些标注（如尺寸、注释等）组成。准备零件模型创建新零件建模通过装配零件创建新组件创建工程图步骤1：建立水壶本体的外形步骤2：进一步修饰水壶本体的外形设计步骤3：加把手步骤4：进一步修饰水壶本体的外形设计步骤5：做水壶本体与盖子的组合步骤6：做工程图步骤7：做设计变更步骤8：检查零件设计变更是否影响3D组立件及2D工程图介绍了Pro/E5.0的主要性能介绍了参数化建模的概念和设计思路文件操作新建文件打开文件保存或备份文件重命名、拭除或删除文件视图操作界面与工作环境介绍