基于Pro/ENGINEER的產品結構快速設計方法

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電梯直達

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發表于 2008-8-6 14:18:34 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

現在產品的競爭，尤其是消費類電子產品的競爭越來越激烈，如何縮短產品的開發周期，及時推出適合市場的新產品成為各大公司共同關心的問題。Pro/ENGINEER軟件以其強大的造型及結構設計功能在產品的開發設計中得到越來越廣泛的應用，為有效縮短產品的開發周期提供了條件。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，我們將會取得比預期更好的效果。在產品開發過程中，我們會發現絕大部分產品是近似的對稱結構；或者在同一產品中有許多相同或相似的特征；或者由于產品系列化的原因，以前的產品中曾有過相同或相似的結構。對于這些特征，我們沒有必要再去一步步設計它的尺寸結構。本文將介紹如何在Pro/ENGINEER 2001中快速復制這些特征，從而大大加快及優化我們的產品設計。
1 特征鏡像
我們在設計產品時，絕大部分都是對稱結構，這時我們可以很方便地利用鏡像命令復制另一半特征。具體操作為“Feature（特征）→ Copy（復制）→Mirror（鏡像）→Independent（獨立）/Dependent（從屬）→選擇要鏡像的特征→選擇或創建鏡像平面”。
2 鏡像幾何
有時我們需要把整個模型進行鏡像時，可以用鏡像幾何。即：“Feature（特征）→ Mirror Geom（鏡像幾何形狀）→選擇或創建鏡像平面”。當然，要完成整個模型的鏡像，也可以用上面介紹的特征鏡像命令，即：“Feature（特征）→ Copy（復制）→ Mirror（鏡像）→All Feat（所有特征）→Independent（獨立）/Dependent（從屬）→ 選擇或創建鏡像平面”。兩者的區別主要是。
(1)鏡像幾何所產生的特征是視為一體的，模型樹中只產生一個特征，尺寸完全與原模型相依，無法單獨只刪除某個特征；用鏡像所有特征時，產生和原來數目相等的特征，可個別修改或刪除某個特征。
(2)用鏡像所有特征時，再使用Insert Mode功能回到此Copy動作之前新增特征，則此特征并不隨著鏡像復制，除非使用Mirror Geom方式。
3 特征移動
我們還可以選擇模型中的一個特征進行平移或旋轉復制。具體步驟為：“Feature（特征）→Copy（復制）→Move（移動）→Independent（獨立）/Dependent（從屬）→選擇要移動的特征→ Translate（平移）/Rotate（旋轉）→定義平移或旋轉移動的方向及尺寸→定義特征需要變化的尺寸”。
4 陣列
陣列也是我們復制特征最常用的方法。
（1）對于實例相同的陣列，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→輸入這個方向陣列的數目→選擇第二方向要陣列的尺寸并輸入尺寸增量→輸入這個方向陣列的數目。
（2）有時實例的尺寸隨陣列而變化，這時我們就要選擇陣列屬性為Varying（變化）。
（3）在實例外形上可能有不同變化與彼此可能相交時，我們要選擇陣列屬性為General（一般）。
（4）對于連續多個特征的陣列，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）”的步驟進行陣列。
（5）對于圓形陣列，導引特征的尺寸標注中一定要有角度尺寸。如果無法建立角度尺寸時，可以用“Copy（復制）→Move（移動）→Rotate（旋轉）”的方式，先旋轉復制一個特征，再進行陣列；也可以通過建立基準平面的方法產生角度尺寸。
（6）有時也可以參考模型中的現有陣列，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
利用陣列表，通過對相同參照創建絕對尺寸作為導引，可以控制實例的位置。可以用表格形式輸入尺寸，并單獨編輯每個實例的尺寸。通過從表格中刪除條目，可以從陣列中刪除個別實例。該方法具有較大的靈活性，因為可以用不等距或不規則尺寸創建更復雜的實例組合。在下列情況下，應當考慮使用陣列表。
（1）無法使用增量尺寸控制陣列，因為它太復雜或不規則。
（2）設計意圖要求對相同參照定位各個實例，而不是對前一個實例進行增量來定位。
（3）多個模型必須共享相同陣列。
（4）需要為模型的不同變化創建多個陣列形式。
用陣列表創建陣列，一般的步驟為：Feature（特征）→ Pattern（陣列）→ 選擇要陣列的特征→Table（表）→選擇驅動器尺寸→Done（完成）→ Add（增加）/Read（讀取）陣列表。也可以把尺寸驅動陣列轉化為陣列表驅動的陣列，一般的步驟為：Feature（特征）→Redefine（重定義）→選擇一個陣列特征→Pattern（陣列）→ To Table（轉換至表）→ 輸入陣列表名稱→Done/Return（完成/返回）。現在將由陣列表來驅動陣列，Pro/ENGINEER自動更改標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 零件族
當我們要建立一系列非常類似的零件時，可以利用零件族的設置完成。設定零件族時，一開始必須建立一個基準零件，基準零件在此稱為Generic Model，之后通過設定零件族窗體，而根據Generic Model產生的零件稱為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）是用來復制相同外形的特征組，它需要我們根據企業自身產品的特點，把一些在產品設計中經常會用到的特征定義成UDF，組成特征庫，以方便在以后的產品設計中調用，從而大大提高產品開發設計的速度。UDF特征的完成，一般分兩個步驟，第一是UDF的建立與定義，其步驟為：Feature（特征）→UDF Library（UDF庫）→Creature（創建）→輸入UDF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（創建）→User Defined（用戶定義的）→選擇要放置的UDF文件名→指定放置選項（Independent/UDF Driven）→指定Scale與指定顯示選項→ 按照提示選擇放置的參考。
8 帶零件族的特征庫
這是兩種高級命令零件族和特征庫的綜合應用。在我們建立特征庫的過程中，我們有時會發現用在一系列產品中的UDF，只是尺寸和特征數目稍微有些不同，而形狀完全相同，這時我們在定義UDF時運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，只是在特征定義對話框中的元素都定義完成后，選擇可選項Family Table（族表）→Define（定義），然后可根據上面介紹的定義零件族的方法進行。在放置UDF時，選擇UDF文件名后，會出現Instance選項，讓我們選擇要放置的Instance。
9 同一模型中特征的復制
在我們創建模型的過程中，有時后續的特征形狀和前面的特征完全相同，只是特征的個別尺寸和參照稍微有些不同，這時我們可以在同一模型中進行復制。其建立過程為：Feature（特征）→Copy（復制）→Same Refs（相同參考）→Independent（獨立）/Dependent（從屬）→選擇要復制的特征→定義要修改的尺寸。如果選擇New Ref（新參考），則可重新定義復制特征的繪圖面、參考面、尺寸標注參考等相關項目。此外，我們還可以復制同一模型但不同文件存儲版本上的特征，即選擇復制特征時選擇From Dif Vers（不同版本），其建立過程有點類似于下面介紹的不同模型間特征的復制。
10 不同模型間特征的復制
相對于同一模型中特征的復制，我們也可以在不同模型間進行特征的復制，從而直接運用以前的模型中曾經制作的特征，這點有點類似于UDF特征。其建立過程為：Feature（特征）→Copy（復制）→New Refs（新參考）→From Dif Model（不同模型）→Independent（獨立）→選擇用來復制的模型或者選擇要復制的特征→設定比例→對參考模型中出現的加亮參照在新模型中分別作出選擇。
11 利用曲面復制特征
利用曲面復制特征時，先將要復制特征的表面復制成曲面，然后利用“Feature（特征）→ Create（創建）→ Surface（曲面）→Transform（轉換）→Move（移動）/Mirror（鏡像）”的操作完成復制，復制曲面特征，最后將復制的曲面在生成實體。我們常常利用曲面復制特征，再進行曲面的平移或旋轉，然后再進行陣列，最后生成實體，這樣可避免產生過多的特征。
我們也常常利用曲面來鏡像整個模型，其操作為先將整個模型復制成曲面，即Feature（特征）→ Create（創建）→Surface（曲面）→Copy（復制）→實體曲面→選擇模型。然后再轉換曲面，將曲面無復制鏡像，即：Surface（曲面）→Transform（轉換）→ Mirror（鏡像）→No Copy（無復制）→選擇要鏡像的曲面→選擇或創建鏡像平面。用這種方法和鏡像幾何類似，都能對整個模型進行鏡像，主要區別在于鏡像幾何復制前面的所有特征，包括基準面、坐標系和曲面特征等；而利用曲面特征復制特征時，只會鏡像復制實體特征。
12 裝配圖中生成對稱零件
如果要設計的兩個零件完全對稱時，我們可以在裝配圖中復制一個零件而生成對稱的另一個零件。其操作過程為：Component（元件）→Create（創建）→part（零件）→Mirror（鏡像）→選擇要鏡像的零件→選擇或創建鏡像平面。
上面介紹的一些快速結構設計的方法，如果能合理應用的話，可以大大提高我們產品設計的速度。我們在設計過程中，應盡量采用一些相同的參照，這樣在復制特征時，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英寸彩色電視機前框和后蓋，在結構設計過程中就運用到上面介紹的絕大部分快速設計方法，這樣整個結構設計時間可縮短1/3左右。

圖1 彩色電視機前框

圖2 彩色電視機后蓋

另外，我們在結構設計的過程中，不僅僅只考慮把產品的結構設計出來，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聯，哪些特征不要關聯，這樣才能為以后的設計更改提供方便，因為這樣的設計更改往往是不可缺少的。

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