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1、绪论本世纪的一个重大变革是全球市场的统一，它使市场竞争更加激烈，产品更新更快，但是有限的资源加上消费者对复杂产品的需求日益增加，使你合很难保持市场分额。在这种背景下，CAD/CAM/CAE技术得到迅速普及和极大发展。海湾战争结束当年，美国评出的最具影响的十大技术中，CAD/CAM/CAE技术便榜上有名。在为数众多的CAD/CAM/CAE软件中， 主流软件包种类繁多，PRO/E，UG， MASTERCAM都是其中极品，但PRO/E工业解决方案地位显赫，它是美国PTC公司的拳头产品，技术领先，在机械、电子、航空、航天、邮电、兵工、纺织等各行各业都有应用，是CAD/CAM/CAE领域少有的顶尖“人物
2、”。 PRO/ENGINEER软件包括的产品开发环境支持并行工作，它通过一系列完全相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。PRO/E能够让多个部门同时致力于单一的产品模型。包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等，其主要功能模块如下：一、工业设计(CAID)模块 工业设计模块主要用于对产品进行几何设计，以前，在零件未制造出时，是无法观看零件形状的，只能通过二维平面图进行想象。现在，用3D可以生成实体模型，但用3D生成的模型在工程实际中是“中看不中用”。用PRO/E生成的实体建模，不仅中看，而且相当管用。事实上，PRO/E后阶段的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。
3、二、机械设计(CAD)模块 机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具，它可绘制任意复杂形状的零件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面，如图1中的摩托车轮轱，这些称为自由曲面。随着人们生活水平的提高，对曲面产品的需求将会大大增加。用 PRO/E生成曲面仅需2步3步*作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多，因此PRO/E可以迅速建立任何复杂曲面。 三、 功能仿真(CAE)模块 功能仿真模块主要进行有限元分析。我们中国有句古话：“画虎画皮难画骨，知人知面不知心”。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。有限元仿真使我们
4、有了一双慧眼，能“看到”零件内部的受力状态。利用该功能，在满足零件受力要求的基础上，便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司，利用有限元仿真，分析其饮料瓶，结果使瓶体质量减轻了近20，仅此一项就取得了极大的经济效益。 四、 制造(CAM)模块 在机械行业中用到的 CAM制造模块中的功能是NC Machining(数控加工)。说到数控功能，就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。当时，苏联从日本东芝公司引进了一套五座标数控系统及数控软件CAMMAX，加工出高精度、低噪声的潜艇推进器，从而使西方的反潜系统完全失效，损失惨重。东芝公司因违反“巴统”协议，擅自出口高技术，受到了严厉的制裁。在这一事件中
5、出尽风头的CAMMAX软件就是一种数控模块。 六、 数据交换(Geometry Translator)模块 在实际中还存在一些别的CAD系统，如UG、EUCLID、CIMATRTON、MDT等，由于它们门户有别，所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中，往往需要接受别的CAD数据。这时几何数据交换模块就会发挥作用。本设计的通过应用PRO/E3.0来介绍电吹风的设计及数控自动编程。1 电吹风模型的建立1.1 建立新文件启动Pro/E系统，单击“文件”、“设置工作目录”、“F盘”、“毕业设计”“确定”。完成工作目录的设置。单击“文件”、“新建”，在新增对话框的类型中选择“零件”，子类型选择
6、“实体”，输入文件名称：DFC，取消选中的缺省模板，单击“确定”如图1-1。 图1-1 新建对话框 图1-2 新文件选项对话框在“新文件选项”对话框中选择“mmns-part-solid”、单击“确定”如图1-2。进入Pro/e建模界面。界面显示坐标系PRT-CSYS-DEF及基准面FRONT、TOP、RIGHT。1.2 建立旋转特征单击右工具条中的按钮，弹出如图1-3所示的控制面板。单击“位置”、“定义”选取FRONT面为草绘平面，接受箭头默认的参考平面和方向，单击“草绘”进入草绘器。绘制图1-4所示截面。单击 、返回图1-3，单击右下角的。图1-3 旋转操控面板图1-4 草绘截面单击，完成
7、的旋转体如图1-5所示。 图1-5 旋转体 图1-6 倒圆角操控面板1.3 建立倒圆角特征单击右工具栏上的按钮，进入如图1-6所示的控制面板，在角度中输入“25”，选择实体边界完成后如图1-7所示。 图1-7 倒圆角后 图1-8 拉伸操控面板1.4 建立拉伸实体特征单击右工具栏上的按钮，进入如图1-8所示的控制面板，单击“放置”、“定义”、选取基准面FRONT为草绘面，接受箭头默认方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图1-9所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“50”后单击右下角的。完成的拉伸如图1-10。图1-9 草绘截面 图1-10 完成拉伸体1.5 建立拉伸曲面特征单击右工具栏上
8、的按钮，进入如图1-8所示的控制面板单击，单击“放置”、“定义”、选取基准面FRONT为草绘面，接受箭头默认方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图1-11所示的截面，单击 在拉伸方式里选择，深度里输入“50”单击“选项”选取“封闭端”前的复选框如图1-12，后单击右下角的。完成的拉伸如图1-13。 图1-11 草绘截面 图1-12 选项 图1-13 完成拉伸曲面1.6 建立拉伸曲面特征单击右工具栏上的按钮，进入如图1-8所示的控制面板单击，单击“放置”、“定义”、选取基准面FRONT为草绘面，接受箭头默认方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图1-14所示的截面，单击 在拉伸
9、方式里选择，深度里输入“50”，单击“选项”选取“封闭端”前的复选框如图1-12，后单击控制面板右下角的完成。 图1-14 草绘截面 图1-15 草绘截面 单击右工具栏上的按钮，进入如图1-8所示的控制面板单击，单击“放置”、“定义”、选取基准面FRONT为草绘面，接受箭头默认方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图1-15所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“25”，方向向反方向，单击“选项”选取“封闭端”前的复选框如图1-12，后单击右下角的。完成的拉伸如图1-16。 图1-16 完成拉伸曲面 图1-17 草绘截面1.7 建立拉伸曲面特征单击右工具栏上的按钮，进入如图1-8所示的控制
10、面板单击，单击“放置”、“定义”、选取基准面TOP为草绘面，接受箭头默认方向的反方向（箭头朝上）、单击“确定”进入草绘器，绘制图1-17所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“20”. 后单击右下角的。完成的拉伸如图1-18。 图1-18 完成拉伸曲面1.8 合并曲面选取要合并的曲面单击，进行曲面合并（只能选取两个曲面进行合并，）。合并结果如图1-19。图1-19 完成曲面合并1.9 由曲面生成实体 选取合并好的曲面，单击“编辑”菜单里的“实体化”选项，弹出图1-20所示控制面板，单击右下角的。完成操作，此时合并后的曲面生成为实体，并和前面的旋转体结合为一体。图1-20 曲面实体化操控面板1.10
11、 建立拔模特征单击右工具栏上的按钮，进入如图1-21所示的控制面板如图1-22所示加亮的面为拔模面，选取基准面TOP为拔模曲轴，在拔模角度里输入“-2”。单击右下角的后完成拔模特征。图1-21 拔摸操控面板图1-22 拔摸曲面1.11 建立倒角特征单击右工具栏上的按钮，进入如图1-6所示的控制面板，在角度中输入“3”，选择实体边界完成后如图1-23所示。图1-23 倒圆角后1.12 建立抽壳特征单击右工具栏上的按钮，进入如图1-24所示的控制面板，在抽壳厚度中输入“2”，选择实体底平面和前端面作为去除面，单击右下角的完成后如图1-25所示。图1-24 抽壳操控面板图1-25 完成抽壳后1.13
12、 建立拉伸除料特征单击右工具栏上的按钮，进入如图1-8所示的控制面板，单击“”、再单击“放置”、“定义”、选取基准面RIGHT为草绘面，接受箭头默认方向的反方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图1-26所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“200”后单击右下角的。完成的拉伸如图1-27。 图1-26 草绘截面 图1-27拉伸除料单击右工具栏上的按钮，进入如图1-8所示的控制面板，单击“”、再单击“放置”、“定义”、选取基准面TOP为草绘面，接受箭头默认方向的反方向（箭头朝外）、单击“确定”进入草绘器，绘制图1-28所示的截面，单击 在拉伸深度里输入“30”后单击右下角的。完成的拉伸如图
13、1-29。图1-28 草绘截面 图1-29 最终的电吹风的外壳模型 2 电吹风模型模具型腔的建立2.1 建立新文件启动Pro/E系统，单击“文件”、“设置工作目录”、“F盘”、“毕业设计”“确定”。完成工作目录的设置。单击“文件”、“新建”，在新增对话框的类型中选择“制造”，子类型选择“模具型腔”，输入文件名称：MOLDING，取消选中的缺省模板，单击“确定”如图2-1，弹出图2-2所示的对话框。选取“mms-mfg-mold”后再单击“确定”按钮进入建模界面。图2-1 新建对话框 图2-2 新文件选项对话框2.2 建立Mold model（1）读取设计好的零件作为参考零件单击右工具栏里的按钮
14、，弹出如图2-3所示的布局对话框和图2-4所示的打开对话框。选取图2-4中的零件单击“确定”，并弹出2-5所示的对话框，单击“确定”又返回到“布局”对话框。单击“参照模型起点与方向”下的箭头弹出如图2-6所示的菜单，单击“动态”弹出如图2-7所示的对话框，在旋转角度里输入“90”单击“确定”又返回到布局对话框，单击“布局起点”下的箭头再选取“MOLD-DEF-CSYS”坐标系单击确定完成参考零件的布局。结果如图2-8所示。 图2-3 布局对话框 图2-4 打开对话框 图2-5 创建参考模型对话框 图2-6 坐标系菜单 图2-7 参照模型方向对话框 图2-8 参照模型零件（2）设置收缩率单击右工
15、具栏上的按钮，弹出如图2-9所示的对话框，选取“坐标系”下的箭头，然后选取“MOLD-DEF-CYSY”坐标系，在“收缩率”里输入“0.005”后单击。 图2-9 按比例收缩对话框 图2-10 元件创建对话框2.3 创建工件单击右菜单管理器中的“模具型腔”、“创建”、“工件”、“手动”，弹出如图2-10所示的对话框，单击“确定”后又弹出图2-11所示的对话框选择“创建特征”单选框后单击“确定”。返回“模具模型”菜单管理器，单击“实体”、“加材料”、“拉伸”、“实体”、“完成”，进入图1-8所示的对话框，单击“设置”、“定义”单击右侧工具栏上的选取“MAIN-PARTING-PLN”面作为基准面
16、向相反方向偏移30得到基准面DTM1，接受系统默认的方向选取FRONT为参照面单击“草绘”进入草绘器，绘制如图2-12所示的截面后单击，在拉伸深度里输入85后点击后完成工件的创建。此时工件为绿色。.图2-11 创建选项对话框 图2-12 草绘截面2.4 创建分型曲面（1） 复制参照零件的所有表面单击右工具栏上的进入创建分型曲面界面。单击“编辑”、“属性”弹出“属性”对话框，接受系统默认的名称单击“确定”。选取零件上表面的任意一个面（为了容易选取可以把工件隐藏起来），单击“编辑”、“复制”、“编辑”、“粘贴”打开粘贴对话框如图2-13，按住CTRL键的同时选取实体上所有上表面，然后单击。再选取实
17、体的上表面（有漏洞的面），单击“编辑”、“复制”、“编辑”、“粘贴”打开粘贴对话框如图2-13，把鼠标放在绘图区右击，从弹出的菜单里选“排除曲面并填充孔”再选取刚才选的曲面后单击，完成复制。按住CTRL键不放选取模型树中的复制1和复制2如图2-14，单击有工具栏上的打开对话框，在对话框中单击“连接”单选按钮如图2-15，按。图2-13 粘贴操控面板 图2-14 模型树图2-15合并操控面板（2）将复制的曲面延伸到工件选取要延伸的曲线1单击“编辑”、“延伸”打开延伸对话框，选择延伸到平面按钮，再选择工件的平面，单击。选取要延伸的曲线2单击“编辑”、“延伸”打开延伸对话框，选择延伸到平面按钮，再选
18、择工件的平面，单击。延伸结果如图2-16。图2-16 完成延伸曲面边界（3） 填充分型曲面单击“编辑”、“填充”打开填充对话框如图2-17所示，单击“参照”、“定义”选取“MAIN-PARTING-PPIN”作为草绘面接受系统默认的参照和方向后单击“草绘”进入草绘器，绘制如图2-18所示的图单击再单击填充对话框上的完成。 图2-17 填充操控面板图2-18 草绘填充截面（4） 合并分型曲面选取如图2-19所示的两个曲面单击打开合并对话框。单击箭头改变方向后单击。完成后如图2-20所示。单击右工具栏上的完成分型曲面的绘制。 图2-19 模型树图2-20 合并曲面2.5 分模单击右工具栏上的，弹出
19、如图2-21所示的菜单，选择“两个体积块”、“所有工件”、“完成”，弹出如图2-22所示的对话框，选取创建的分型曲面后单击确定弹出如图2-23所示的对话框单击“着色”、“确定”。结果如图2-24所示。又弹出如图2-25所示的对话框，单击“着色”、“确定”。结果如图2-26所示。 图2-21 模具菜单 图2-22 分割对话框 图2-23 属性对话框 图2-24 下模2-25 图2-25 属性对话框 图2-26 上模2.6 抽模单击右工具栏上的，弹出如图2-27所示的对话框单击后再单击“确定”。接受系统默认的名称，点。 图2-27 创建模具元件2.7 开模（1） 隐藏参考零件、工件、分型曲面单击按
20、钮，弹出图2-28所示对话框，选取“MFG0001”、“PRT0003”然后单击遮蔽按钮。再单击图2-28所示对话框上的分型面，选取PART-SURF-1将其遮蔽。单击关闭。图2-28 模具菜单 图2-29 遮蔽-取消遮蔽对话框（2）定义开模单击右工具栏上的弹出图2-29所示的菜单，单击“定义间距”、“完成/返回”。选取移动件：选取上模。选取移动参考方向：选取上模的上表面。输入“100”。以相同的方式移动下模想下100。完成如图2-30。 图2-30 上、下开模状态3 电吹风下模的加工3.1 建立新文件启动PRO/E系统，单击“文件”、“设置工作目录”、“F盘”、“毕业设计”“确定”。完成工作
21、目录的设置。单击“文件”、“新建”，在新增对话框的类型中选择“制造”，子类型选择“NC组件”，输入文件名称：ZHIZAO，取消选中的缺省模板，单击“确定”。弹出对话框。选取“mms-mfg-nc”后再单击“确定”按钮进入加工界面。单击右菜单的“制造模型”、“装配”、“参考模型”进入打开对话框，选择mold-vol-1-1.part后单击打开。弹出“放置”对话框选取缺省“确定”。3.2 创建工件单击“制造模型”、“创建”、“工件”在工件名称里输入“PART”后单击确定。弹出菜单选择“拉伸”、“加材料”、“完成”。弹出图1-8所示的对话框，单击“设置”、“定义”选取零件底面作为基准面，接受系统默认
22、的方向选取FRONT为参照面单击“草绘”进入草绘器，绘制如图3-1所示的截面后单击，在拉伸深度里输入60后点击后完成工件的创建。此时工件为绿色。图3-1 草绘截面3.3 定义加工操作单击右菜单管理器中的“制造设置”，弹出图3-2所示的对话框单击NC机床右边的，弹出“机床设置对话框”，接受系统默认的参数单击“确定”。又返回到“制造设置”。单击加工零点后的箭头，创建坐标系。选取工件的上表面、NC-ASM-PIGHT、NC-ASM-FRONT确定其位置。单击退刀后面的箭头弹出图3-3所示的对话框，选取“沿Z轴”在里面输入“10”、“确定”。返回“操作设置”，在“公差”里面输入“0.01”、“确定”。
23、图3-2 操作设置对话框 图3-3退刀选取对话框（1）创建NC加工类型单击菜单管理器中的“加工”、“NC序列”、“体积块”、“3轴”“完成”。弹出图3-4所示的菜单，单击“完成”。弹出图3-5所示的“刀具设置”对话框。在刀具类型里选择“端铣刀”。刀具直径里输入12。单击“应用”、“确定”。返回“制造参数”对话框图3-6，单击“设置”弹出“设置”对话框，设置参数如图3-7所示，单击“保存”“确定”。返回图3-4所示的菜单，单击“完成”。 图3-4序列设置菜单 图3-5 刀具设置对话框 图3-6 制造参数菜单图3-7 参数树对话框3.4 创建体积块单击主菜单上的“插入”、“制造几何”、“铣削体积块
24、”，单击右工具栏上的按钮，进入如图1-8所示的控制面板，单击“放置”、“定义”、选取基准面工件的上表面为草绘面，接受箭头默认方向（箭头朝下）、选取FRONT面为参照平面，单击“确定”进入草绘器，绘制图3-8所示的截面，单击 在拉伸深度选择后选取工件的下表面为基准，单击右下角的。完成的拉伸。图3-8 草绘截面3.5 修剪体积块单击“编辑”、“修剪”选取参照零件，完成修剪。单击右工具栏上的完成。返回到图3-9所示的菜单。单击“演示轨迹”、“屏幕演示”弹出图3-10所示的对话框，单击开始演示加工轨迹。 图3-9 制造菜单 图3-10 播放路径对话框演示完后单击“关闭”，返回菜单单击“完成序列”、“加
25、工”、“CL数据”、“输出”、“NC序列”、“体积块铣削”、“文件”、“MCD文件”、“完成”、“确定”、“完成”弹出图3-11所示的菜单，选择“UNCX01.P11”，选取完毕后系统自动进行后处理。最后生成的NC程序保存在PRO/E当前的工作目录下。使用记事本打开“.tap”的NC程序文件，该NC程序如图3-12所示。图3-11 自动后处理文件 图3-12 NC程序结论通过本次设计发现Pro/ENGINEER的造型功能强大。如果要掌握一些技巧，也能像MASTERCAM、UG等编程软件那样简单、方面。Pro/ENGINEER在加工方面也是相当出色的。在Pro/ENGINEER的加工模块中，同样也有SURFACE和SOLID功能，Pro/ENGINEER的薄体(SURFACE)、延伸(EXTEND)和剪切(TRIM)功能，使加工过程中刀具的下刀点容易控制，避免直接撞刀。还发现自己在曲面方面存在不足，希望自己以后能够在这方面努力，使自己能够更准确、熟练的应用PRO/E。
