1 前言

　　在機(jī)械制造業(yè)，現(xiàn)在有很多企業(yè)把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、制造、產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理和信息技術(shù)集于一體.這種先進(jìn)的管理方式屬于企業(yè)信息化的范疇。并且這種先進(jìn)的管理方式也引發(fā)了設(shè)計(jì)領(lǐng)域的巨大的變化。第一次大的變化是八十年代CAD軟件的推廣，國(guó)內(nèi)普遍使用的是AutoCAD軟件。利用AutoCAD軟件使許多機(jī)械工程師逐漸地甩掉了圖板。第二次大的變化是大量三維CAD軟件的不斷出現(xiàn)，如:Pro/Engineer,aolidworks,3Dmax等。三維 CAD軟件不僅僅可以實(shí)體造型，還可以利用設(shè)計(jì)出的三維實(shí)體模型進(jìn)行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢驗(yàn)、機(jī)構(gòu)分析和動(dòng)態(tài)干涉檢驗(yàn)、動(dòng)力學(xué)分析、強(qiáng)度分析等。因此運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件的真正意義不僅僅在于設(shè)計(jì)模型本身，而是設(shè)計(jì)出模型后的處理工作。AutoCAD軟件雖然可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的三維實(shí)體模型設(shè)計(jì)，但設(shè)計(jì)出模型后的處理工作是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

　　2 Pro/Engineer軟件的介紹

　　Pro/Engineer軟件是美國(guó)PTC(參數(shù)技術(shù)公司)公司推出的工程設(shè)計(jì)軟件，簡(jiǎn)稱(chēng)Pro/E。其功能強(qiáng)大，參數(shù)化特征造型使其占據(jù)的三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域的軟件市場(chǎng)份額越來(lái)越大，尤其在我國(guó)的CAD/CAM研究所和工廠得到了廣泛應(yīng)用。它的技術(shù)特點(diǎn)就是參數(shù)化管理，所有的算法都是失量化的，三維與二維圖形元素間具有關(guān)聯(lián)性，是目前不可多得的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。Pro/E經(jīng)過(guò)了20,2000i,2000i2等版本的不斷升級(jí)，也隨著該公司對(duì)其他相關(guān)技術(shù)公司的合并進(jìn)程，很多新功能都引人進(jìn)來(lái)，因此使Pro/E的強(qiáng)大功能對(duì)所有產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者都具有高度的可用性。從"拖動(dòng)操作"到"智能制圖"，簡(jiǎn)化并精練了用戶(hù)對(duì)Pro/E的體驗(yàn)過(guò)程。簡(jiǎn)潔而直觀的工作流程把常規(guī)操作中鼠標(biāo)移動(dòng)距離和菜單打開(kāi)次數(shù)大大減少了。并且把行業(yè)中功能最強(qiáng)大、最高效的工具應(yīng)用到用戶(hù)所有的設(shè)計(jì)任務(wù)中。Pro/E還引用了行為建模功能:一種全面的、目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)工具，能讓工程師通過(guò)捕捉的設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)，來(lái)最佳地驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程。也包括了一些在整個(gè)裝配過(guò)程中評(píng)估行為的功能。在裝配零件時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以快速簡(jiǎn)單地把零件裝配起來(lái)，然后評(píng)估真實(shí)的產(chǎn)品將如何動(dòng)作。

　　3 軟件在設(shè)計(jì)裝配體中的應(yīng)用

　　在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)大腦中先產(chǎn)生的是三維實(shí)體圖像，然后利用工程圖學(xué)中的視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大、簡(jiǎn)化畫(huà)法等表達(dá)方法，及正投影規(guī)律，遵循工程圖學(xué)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，把大腦中產(chǎn)生的三維實(shí)體圖像用二維圖形表達(dá)出來(lái)。而三維軟件的產(chǎn)生如Pro/E使工程師在大腦中先產(chǎn)生的是三維實(shí)體圖像可以直接仿真到屏幕上，既形象又直觀。因此，應(yīng)用Pro/E軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)使工程師思想不經(jīng)"翻譯"直接直觀的交流，是直接自然的思維過(guò)程，表達(dá)更直接、準(zhǔn)確，清晰。與二維設(shè)計(jì)不同的是，在裝配體的設(shè)計(jì)中，不是先畫(huà)裝配圖。而是從每個(gè)零件的三維設(shè)計(jì)開(kāi)始，然后進(jìn)行裝配。在Pro/E軟件中裝配體設(shè)計(jì)有兩種方法:一種是在裝配環(huán)境中完成零件設(shè)計(jì)，這種方法稱(chēng)為"自上而下"的設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)中，工程師頭腦中先產(chǎn)生的是裝配體的形狀，再通過(guò)裝配的總體構(gòu)架詳細(xì)進(jìn)行每個(gè)零件的設(shè)計(jì)，最后把設(shè)計(jì)的零件自動(dòng)裝配在裝配體上，無(wú)須添加任何約束。另一種方法是先設(shè)計(jì)每個(gè)零件.然后把設(shè)計(jì)好的零件一個(gè)個(gè)地進(jìn)行裝配，發(fā)現(xiàn)間題及時(shí)進(jìn)行修改，利用同軸、貼面等裝配關(guān)系，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的拖拉就可以完成裝配。利用軟件的編輯功能，可以使工程師在設(shè)汁中自由地對(duì)裝配體上零件進(jìn)行修改，修改后會(huì)自動(dòng)地同步反映到該零件圖上。

　　4 設(shè)計(jì)實(shí)例:滑動(dòng)軸承的裝配

　　滑動(dòng)軸承的裝配是機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的傳動(dòng)組件，是典型的活動(dòng)零件裝配，創(chuàng)作步驟如下:

　　(1)啟動(dòng)PnolEngineer。在菜單欄中執(zhí)行File->New命令。在彈出的New對(duì)話框中選擇Type欄中的Assembly單選框和 Sub-type欄中的Design單選框，并在Name輸入框中填寫(xiě)文件名，最后單擊OK按鈕確認(rèn)，即可開(kāi)始零件裝配。

　　(2)調(diào)人滑動(dòng)軸承軸承蓋零件。執(zhí)行菜單管理器中的Component"Assembly命令，在Open對(duì)話框中選取第五篇中制作的實(shí)例88滑動(dòng)軸承軸承蓋，單擊Open按鈕，調(diào)人裝配窗口。如圖1所示。單擊OK按鈕關(guān)閉Component Placement對(duì)話框。

　　(3)調(diào)人滑動(dòng)軸承軸承座零件。執(zhí)行菜單管理器中的Component"Assemble命令，在Open對(duì)話框中選取滑動(dòng)軸承軸承座，單擊Open按鈕，調(diào)人裝配窗口。如圖2所示。

　　(4)接合面吻合定位。在如圖3所示的Component Placement對(duì)話框中的Conetraint Type欄下選取Mate項(xiàng)。分別選取軸承蓋和軸承座的接合平面，如圖4所示。

　　(5)圓柱面定位。在component Placement對(duì)話框中的Canstrairtt Type欄中選取Insert項(xiàng)。選取軸承座和軸承蓋對(duì)應(yīng)的軸圓柱面，如圖5所示。

　　(6)軸線定位。在Component P2aesment對(duì)話框中的Constraint Type欄下選取Align項(xiàng)。分別選取軸承座上的螺紋孔的軸線與軸承蓋的對(duì)應(yīng)的螺紋孔的軸線，單擊Component Placement對(duì)話框中的OK按鈕，完成本步操作。

　　(7)調(diào)人油杯零件。執(zhí)行菜單管理器中的component Assemble命令，在Open對(duì)話框中選取旋蓋式油杯，單擊Open命令.調(diào)人裝配窗口。如圖6所示。

　　(8)接合面平移定位。在Gomponent Placement對(duì)話框中的Gonstraint Type欄下選取Mate項(xiàng)。分別選取軸承蓋放置油杯的頂面和油杯的底圓面，單擊Component Placement對(duì)話框中的Mate的offset屬性，修改值為-5。如圖7所示。

　　(9)圓住面定位。在Component Placement對(duì)話框中單擊按鈕，在Constraint Type欄中選取Insert項(xiàng)卜選取油杯接口圓柱面和軸承蓋放置油杯孔的圓柱面，單擊Component Placement對(duì)話框中的OK按鈕，完成裝配，效果如圖8所示。

　　5 結(jié)論

　　隨著三維設(shè)計(jì)的發(fā)展，將會(huì)出現(xiàn)無(wú)圖紙化生產(chǎn)，即通過(guò)三維軟件設(shè)計(jì)的模型，不在經(jīng)過(guò)工程圖，直接經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)加工軟件處理，在數(shù)據(jù)加工設(shè)備上進(jìn)行加工，生產(chǎn)出產(chǎn)品。用Pro/Engineer軟件在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題如在三維實(shí)體生成二維圖紙時(shí)，是完全按照投影關(guān)系得到的.而且在裝配體設(shè)計(jì)中，會(huì)有很多標(biāo)準(zhǔn)件，如齒輪、軸承、螺紋聯(lián)結(jié)和彈簧等，直接投影不符合我國(guó)制圖標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的畫(huà)法，給看圖的人帶來(lái)視覺(jué)上的困難。解決的辦法是:設(shè)不同的圖層，將實(shí)際三維實(shí)體放在一個(gè)圖層上，再設(shè)一個(gè)特定三維實(shí)體，使其生成的二維圖紙符合我國(guó)制圖標(biāo)準(zhǔn)，放在另一個(gè)圖層上，三維實(shí)體生成二維圖紙時(shí)，關(guān)閉一個(gè)實(shí)際三維實(shí)體的圖層，使其生成的二維圖紙符合我國(guó)制圖標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的畫(huà)法。