基于Pro/ENGINEER的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)快速設(shè)計(jì)方法

sunshine1026

現(xiàn)在產(chǎn)品的競爭，尤其是消費(fèi)類電子產(chǎn)品的競爭越來越激烈，如何縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，及時(shí)推出適合市場的新產(chǎn)品成為各大公司共同關(guān)心的問題。Pro/ENGINEER軟件以其強(qiáng)大的造型及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，為有效縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期提供了條件。但是，如果我們能有效地掌握Pro/ENGINEER軟件的一些高階功能和技巧，我們將會(huì)取得比預(yù)期更好的效果。    在產(chǎn)品開發(fā)過程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)絕大部分產(chǎn)品是近似的對(duì)稱結(jié)構(gòu)；或者在同一產(chǎn)品中有許多相同或相似的特征；或者由于產(chǎn)品系列化的原因，以前的產(chǎn)品中曾有過相同或相似的結(jié)構(gòu)。對(duì)于這些特征，我們沒有必要再去一步步設(shè)計(jì)它的尺寸結(jié)構(gòu)。本文將介紹如何在Pro/ENGINEER 2001中快速復(fù)制這些特征，從而大大加快及優(yōu)化我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
2 Q" T1 o+ y: J9 n    1  特征鏡像
    我們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，絕大部分都是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，這時(shí)我們可以很方便地利用鏡像命令復(fù)制另一半特征。具體操作為“Feature（特征）→ Copy（復(fù)制）→Mirror（鏡像）→Independent（獨(dú)立）/Dependent（從屬）→選擇要鏡像的特征→選擇或創(chuàng)建鏡像平面”。
! g( E' Z" l: @0 @- p! ~+ q' W+ Y8 I1 o    2  鏡像幾何
    有時(shí)我們需要把整個(gè)模型進(jìn)行鏡像時(shí)，可以用鏡像幾何。即：“Feature（特征）→ Mirror Geom（鏡像幾何形狀）→選擇或創(chuàng)建鏡像平面”。當(dāng)然，要完成整個(gè)模型的鏡像，也可以用上面介紹的特征鏡像命令，即：“Feature（特征）→ Copy（復(fù)制）→ Mirror（鏡像）→All Feat（所有特征）→Independent（獨(dú)立）/Dependent（從屬）→ 選擇或創(chuàng)建鏡像平面”。兩者的區(qū)別主要是。
    (1)鏡像幾何所產(chǎn)生的特征是視為一體的，模型樹中只產(chǎn)生一個(gè)特征，尺寸完全與原模型相依，無法單獨(dú)只刪除某個(gè)特征；用鏡像所有特征時(shí)，產(chǎn)生和原來數(shù)目相等的特征，可個(gè)別修改或刪除某個(gè)特征。
    (2)用鏡像所有特征時(shí)，再使用Insert Mode功能回到此Copy動(dòng)作之前新增特征，則此特征并不隨著鏡像復(fù)制，除非使用Mirror Geom方式。
    3 特征移動(dòng)
6 \, _6 g( e0 {4 i' {% l    我們還可以選擇模型中的一個(gè)特征進(jìn)行平移或旋轉(zhuǎn)復(fù)制。具體步驟為：“Feature（特征）→Copy（復(fù)制）→Move（移動(dòng)）→Independent（獨(dú)立）/Dependent（從屬）→選擇要移動(dòng)的特征→ Translate（平移）/Rotate（旋轉(zhuǎn)）→定義平移或旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的方向及尺寸→定義特征需要變化的尺寸”。
3 w' x) E# u* M' o    4 陣列
2 _( p) ?& x3 n: F4 p3 [5 f    陣列也是我們復(fù)制特征最常用的方法。
    （1）對(duì)于實(shí)例相同的陣列，我們比較容易掌握，即：Feature（特征）→ Pattern（陣列）→選擇要陣列的特征→ Identical（相同）→選擇第一方向要陣列的尺寸并輸入尺寸增量→輸入這個(gè)方向陣列的數(shù)目→選擇第二方向要陣列的尺寸并輸入尺寸增量→輸入這個(gè)方向陣列的數(shù)目。
    （2）有時(shí)實(shí)例的尺寸隨陣列而變化，這時(shí)我們就要選擇陣列屬性為Varying（變化）。
. l; e+ J: R5 @6 @( g    （3）在實(shí)例外形上可能有不同變化與彼此可能相交時(shí)，我們要選擇陣列屬性為General（一般）。
    （4）對(duì)于連續(xù)多個(gè)特征的陣列，我們要先把它們做成局部組（Local Group），然后利用“Feature（特征）→ Group（組）→Pattern（陣列）”的步驟進(jìn)行陣列。
5 [$ A- j2 G% I! M& }' `    （5）對(duì)于圓形陣列，導(dǎo)引特征的尺寸標(biāo)注中一定要有角度尺寸。如果無法建立角度尺寸時(shí)，可以用“Copy（復(fù)制）→Move（移動(dòng)）→Rotate（旋轉(zhuǎn)）”的方式，先旋轉(zhuǎn)復(fù)制一個(gè)特征，再進(jìn)行陣列；也可以通過建立基準(zhǔn)平面的方法產(chǎn)生角度尺寸。
1 K, S: ?% g1 x( {3 E% Q    （6）有時(shí)也可以參考模型中的現(xiàn)有陣列，即在特征樹中選擇要陣列的特征單擊右鍵，選擇“Pattern（陣列）→ Ref Pattern（參考陣列）”的方式快速完成和前面相同尺寸的陣列。
    5 陣列表
1 e8 z6 G8 _* Y$ C% _! D    利用陣列表，通過對(duì)相同參照創(chuàng)建絕對(duì)尺寸作為導(dǎo)引，可以控制實(shí)例的位置。可以用表格形式輸入尺寸，并單獨(dú)編輯每個(gè)實(shí)例的尺寸。通過從表格中刪除條目，可以從陣列中刪除個(gè)別實(shí)例。該方法具有較大的靈活性，因?yàn)榭梢杂貌坏染嗷虿灰?guī)則尺寸創(chuàng)建更復(fù)雜的實(shí)例組合。在下列情況下，應(yīng)當(dāng)考慮使用陣列表。
    （1）無法使用增量尺寸控制陣列，因?yàn)樗珡?fù)雜或不規(guī)則。
    （2）設(shè)計(jì)意圖要求對(duì)相同參照定位各個(gè)實(shí)例，而不是對(duì)前一個(gè)實(shí)例進(jìn)行增量來定位。
+ J5 E7 w0 i, i, W, N    （3）多個(gè)模型必須共享相同陣列。
    （4）需要為模型的不同變化創(chuàng)建多個(gè)陣列形式。
    用陣列表創(chuàng)建陣列，一般的步驟為：Feature（特征）→ Pattern（陣列）→ 選擇要陣列的特征→Table（表）→選擇驅(qū)動(dòng)器尺寸→Done（完成）→ Add（增加）/Read（讀取）陣列表。也可以把尺寸驅(qū)動(dòng)陣列轉(zhuǎn)化為陣列表驅(qū)動(dòng)的陣列，一般的步驟為：Feature（特征）→Redefine（重定義）→選擇一個(gè)陣列特征→Pattern（陣列）→ To Table（轉(zhuǎn)換至表）→ 輸入陣列表名稱→Done/Return（完成/返回）。現(xiàn)在將由陣列表來驅(qū)動(dòng)陣列，Pro/ENGINEER自動(dòng)更改標(biāo)注方案以使其為非增量式。可以使用Modify（修改）→Pattern Table（陣列表）來編輯陣列表。
6 ^7 Z0 G1 q! f- v    6 零件族
    當(dāng)我們要建立一系列非常類似的零件時(shí)，可以利用零件族的設(shè)置完成。設(shè)定零件族時(shí)，一開始必須建立一個(gè)基準(zhǔn)零件，基準(zhǔn)零件在此稱為Generic Model，之后通過設(shè)定零件族窗體，而根據(jù)Generic Model產(chǎn)生的零件稱為Instance。具體操作步驟為：Family Tab（族表）→在所選行插入新的實(shí)例→增加/刪除表列→定義可改變的尺寸或定義選擇性的特征。
    7 特征庫
    用戶自定義特征（User-Defined Feature）是用來復(fù)制相同外形的特征組，它需要我們根據(jù)企業(yè)自身產(chǎn)品的特點(diǎn)，把一些在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)用到的特征定義成UDF，組成特征庫，以方便在以后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中調(diào)用，從而大大提高產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的速度。UDF特征的完成，一般分兩個(gè)步驟，第一是UDF的建立與定義，其步驟為：Feature（特征）→UDF Library（UDF庫）→Creature（創(chuàng)建）→輸入U(xiǎn)DF名稱→選擇UDF屬性(Stand Alone / Subordinate ) →選擇要加入到UDF的特征→輸入特征放置時(shí)的參考提示→按需要定義Var Elements或Var Dims；第二是UDF的放置，其步驟為：Feature（特征）→ Creature（創(chuàng)建）→User Defined（用戶定義的）→選擇要放置的UDF文件名→指定放置選項(xiàng)（Independent/UDF Driven）→指定Scale與指定顯示選項(xiàng)→ 按照提示選擇放置的參考。
    8 帶零件族的特征庫
( C5 X3 j+ C& D+ T' A+ t    這是兩種高級(jí)命令零件族和特征庫的綜合應(yīng)用。在我們建立特征庫的過程中，我們有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)用在一系列產(chǎn)品中的UDF，只是尺寸和特征數(shù)目稍微有些不同，而形狀完全相同，這時(shí)我們?cè)诙xUDF時(shí)運(yùn)用零件族就非常方便了。其建立的過程與上面介紹的特征庫的建立過程相似，只是在特征定義對(duì)話框中的元素都定義完成后，選擇可選項(xiàng)Family Table（族表）→Define（定義），然后可根據(jù)上面介紹的定義零件族的方法進(jìn)行。在放置UDF時(shí)，選擇UDF文件名后，會(huì)出現(xiàn)Instance選項(xiàng)，讓我們選擇要放置的Instance。
7 _4 {/ @: d9 M, U    9 同一模型中特征的復(fù)制
    在我們創(chuàng)建模型的過程中，有時(shí)后續(xù)的特征形狀和前面的特征完全相同，只是特征的個(gè)別尺寸和參照稍微有些不同，這時(shí)我們可以在同一模型中進(jìn)行復(fù)制。其建立過程為：Feature（特征）→Copy（復(fù)制）→Same Refs（相同參考）→Independent（獨(dú)立）/Dependent（從屬）→選擇要復(fù)制的特征→定義要修改的尺寸。如果選擇New Ref（新參考），則可重新定義復(fù)制特征的繪圖面、參考面、尺寸標(biāo)注參考等相關(guān)項(xiàng)目。此外，我們還可以復(fù)制同一模型但不同文件存儲(chǔ)版本上的特征，即選擇復(fù)制特征時(shí)選擇From Dif Vers（不同版本），其建立過程有點(diǎn)類似于下面介紹的不同模型間特征的復(fù)制。
    10 不同模型間特征的復(fù)制
    相對(duì)于同一模型中特征的復(fù)制，我們也可以在不同模型間進(jìn)行特征的復(fù)制，從而直接運(yùn)用以前的模型中曾經(jīng)制作的特征，這點(diǎn)有點(diǎn)類似于UDF特征。其建立過程為：Feature（特征）→Copy（復(fù)制）→New Refs（新參考）→From Dif Model（不同模型）→Independent（獨(dú)立）→選擇用來復(fù)制的模型或者選擇要復(fù)制的特征→設(shè)定比例→對(duì)參考模型中出現(xiàn)的加亮參照在新模型中分別作出選擇。
    11 利用曲面復(fù)制特征
3 f& G& s9 {6 n8 p/ s/ A, w    利用曲面復(fù)制特征時(shí)，先將要復(fù)制特征的表面復(fù)制成曲面，然后利用“Feature（特征）→ Create（創(chuàng)建）→ Surface（曲面）→Transform（轉(zhuǎn)換）→Move（移動(dòng)）/Mirror（鏡像）”的操作完成復(fù)制，復(fù)制曲面特征，最后將復(fù)制的曲面在生成實(shí)體。我們常常利用曲面復(fù)制特征，再進(jìn)行曲面的平移或旋轉(zhuǎn)，然后再進(jìn)行陣列，最后生成實(shí)體，這樣可避免產(chǎn)生過多的特征。
3 D  r1 f, @) Y+ u& f. W3 H  t    我們也常常利用曲面來鏡像整個(gè)模型，其操作為先將整個(gè)模型復(fù)制成曲面，即Feature（特征）→ Create（創(chuàng)建）→Surface（曲面）→Copy（復(fù)制）→實(shí)體曲面→選擇模型。然后再轉(zhuǎn)換曲面，將曲面無復(fù)制鏡像，即：Surface（曲面）→Transform（轉(zhuǎn)換）→ Mirror（鏡像）→No Copy（無復(fù)制）→選擇要鏡像的曲面→選擇或創(chuàng)建鏡像平面。用這種方法和鏡像幾何類似，都能對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行鏡像，主要區(qū)別在于鏡像幾何復(fù)制前面的所有特征，包括基準(zhǔn)面、坐標(biāo)系和曲面特征等；而利用曲面特征復(fù)制特征時(shí)，只會(huì)鏡像復(fù)制實(shí)體特征。
; L8 c; d! E" t/ O$ _5 m    12 裝配圖中生成對(duì)稱零件
! I4 X" ]5 o0 v' X4 Y    如果要設(shè)計(jì)的兩個(gè)零件完全對(duì)稱時(shí)，我們可以在裝配圖中復(fù)制一個(gè)零件而生成對(duì)稱的另一個(gè)零件。其操作過程為：Component（元件）→Create（創(chuàng)建）→part（零件）→Mirror（鏡像）→選擇要鏡像的零件→選擇或創(chuàng)建鏡像平面。
% e: L3 ]# ^' y/ O2 w- a( k. ?    上面介紹的一些快速結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，如果能合理應(yīng)用的話，可以大大提高我們產(chǎn)品設(shè)計(jì)的速度。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量采用一些相同的參照，這樣在復(fù)制特征時(shí)，可避免要選擇過多的特征放置參考。如圖1和圖2所示的29英寸彩色電視機(jī)前框和后蓋，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中就運(yùn)用到上面介紹的絕大部分快速設(shè)計(jì)方法，這樣整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)間可縮短1/3左右。

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圖1 彩色電視機(jī)前框

圖2 彩色電視機(jī)后蓋

    另外，我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，不僅僅只考慮把產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來，而且需要考慮采用最少的特征，采用最簡單的方法，還需要考慮哪些特征需要關(guān)聯(lián)，哪些特征不要關(guān)聯(lián)，這樣才能為以后的設(shè)計(jì)更改提供方便，因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)更改往往是不可缺少的。