Pro_ENGINEER軟件在小家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf

福建省科協(xié)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)“數(shù)字化制造及其它先進(jìn)制造技術(shù)”專題學(xué)術(shù)會(huì)議305Pro/ENGINEER軟件在小家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用陳仙清（漳州燦坤公司研發(fā)部福建漳州363107）摘要:本文主要介紹了Pro/ENGINEER在小家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)三維仿真參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)過程分析等方面的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Pro/ENGINEER參數(shù)化設(shè)計(jì)1前言隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)的快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)展，使得工程設(shè)計(jì)業(yè)和制造業(yè)發(fā)生了深刻的變化，這一點(diǎn)在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)的尤為顯著。三維造型技術(shù)、參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等新概念1、新辦法已滲透到傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，并發(fā)揮出前所未有的作用，推動(dòng)工程設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展。PTC公司的Pro/ENGINEER是現(xiàn)代CAD系統(tǒng)的代表，由它率先采用的革命性的設(shè)計(jì)思想基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)，領(lǐng)導(dǎo)了現(xiàn)代CAD發(fā)展的潮流。其主要模塊有：零件設(shè)計(jì)、零件裝配、模具開發(fā)、NC加工、鈑金設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析和流動(dòng)分析等；其主要功能是基于特征的參數(shù)化模型建模、先進(jìn)的資料管理系統(tǒng)和裝配管理工程數(shù)據(jù)庫再利用等。它易于使用，可在各種硬件平臺(tái)上運(yùn)行。可讓使用者同時(shí)完成工業(yè)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能，模擬加工制造，縮短產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間和流程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)也節(jié)約了產(chǎn)品研發(fā)成本。2應(yīng)用實(shí)例在產(chǎn)品的開發(fā)初期和設(shè)計(jì)中，我們經(jīng)常會(huì)遇到諸如下面的問題：a.只知道整個(gè)產(chǎn)品的大致結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及部品的明細(xì)、配合細(xì)節(jié)不清楚；b.產(chǎn)品中每個(gè)部件的具體尺寸不清楚，只知道整個(gè)產(chǎn)品的大概外形尺寸。在這種情況下，已有的方法通過設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)以及一次次的修改來達(dá)到設(shè)計(jì)最終產(chǎn)品的目的無疑是事倍功半。而通過PRO/E軟件將產(chǎn)品的三維模型展現(xiàn)在我們的面前，對其進(jìn)行詳細(xì)的研究、分析、模擬直至產(chǎn)品在理論狀態(tài)達(dá)到最佳無疑是事半功倍。我們已成功地把Pro/E軟件應(yīng)用在小家電的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。在小家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，一般是工業(yè)設(shè)計(jì)師或客戶提供產(chǎn)品大致外形尺寸以及產(chǎn)品最終的功能需求；此時(shí)可以根據(jù)所得到的二維曲線應(yīng)用Pro/E的Part和Assembly兩個(gè)模塊來進(jìn)行產(chǎn)品的初始設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程如下：2.1產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)根據(jù)所得到的二維曲線圖面、外形尺寸要求、草圖以及產(chǎn)品功能需求，利用Pro/E的Part板塊，通圖1產(chǎn)品外觀圖Pro/ENGINEER軟件在小家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用306過草圖模式(Sketcher)、產(chǎn)生基本特征(FeatureCreationBasics)、加入特征（ConstructionFeature）、產(chǎn)生曲面特征（CreatingSurfaceFeature）、操作自由造型（FreeformManipulstion）2,3等等操作功能建構(gòu)出產(chǎn)品的整體外觀；2.2零部件的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)從產(chǎn)品外觀修飾要求及功能的需求出發(fā)，根據(jù)開模難易、不同部品的材質(zhì)選擇，在assembly里對產(chǎn)品進(jìn)行拆分零部件；零部件拆分出來后，從易于裝配、部品易于開模、成型等綜合考慮，設(shè)計(jì)零部件之間的配合關(guān)系，如下圖定出螺絲定位位置及卡勾位置；圖2裝配關(guān)系圖2.3零部件細(xì)部設(shè)計(jì)定出產(chǎn)品的配合方式及裝配位置以后，就可以針對每個(gè)零部件進(jìn)行細(xì)部設(shè)計(jì)；細(xì)部設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品的材質(zhì)特征及是否好開模等因素綜合考慮，完成具體的零件設(shè)計(jì)；當(dāng)然同時(shí)也必須考慮零件之間組裝后是否會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，若在組立圖里（Assembly）進(jìn)行設(shè)計(jì)，就可以很方便地及時(shí)檢查并修正；圖3細(xì)部設(shè)計(jì)完成的部品圖圖4烤盤組的模擬分析圖2.4零件模擬分析整個(gè)產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)都設(shè)計(jì)好之后，可以在組立圖(Assembly)里進(jìn)行模擬分析，對部件與部件之間進(jìn)行綜合的干涉檢查及運(yùn)動(dòng)分析，保證產(chǎn)品在裝配及運(yùn)動(dòng)過程都不會(huì)發(fā)生干涉或定位不到位的現(xiàn)象；如下圖通過Hinge處旋轉(zhuǎn)，可檢查兩個(gè)加熱盤之間的張開角度是否正確、轉(zhuǎn)到設(shè)定角度后是否會(huì)有干涉或福建省科協(xié)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)“數(shù)字化制造及其它先進(jìn)制造技術(shù)”專題學(xué)術(shù)會(huì)議307定位不到現(xiàn)象等：2.5成本估算產(chǎn)品設(shè)計(jì)好之后，可以在該軟件里根據(jù)材質(zhì)密度，計(jì)算出每個(gè)部品的理論重量，再折算出該部品的成本，如此可以計(jì)算出該產(chǎn)品的預(yù)估材料成本，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值換算成產(chǎn)品的預(yù)估成本，再將預(yù)估成本與目標(biāo)成本作對比，根據(jù)價(jià)值工程原理4，視實(shí)際狀況再適當(dāng)調(diào)整設(shè)計(jì)方案；3參數(shù)化特性該軟件的參數(shù)化特性很方便用戶直接對每個(gè)部品進(jìn)行結(jié)構(gòu)修改，當(dāng)要修改某個(gè)部品的某個(gè)尺寸大小時(shí)，只需在原有的圖面上直接修改相對應(yīng)的該尺寸，可重新生成變更尺寸后的新部品；相應(yīng)的其在組立圖里的該部品也會(huì)即時(shí)得到更新；如果在組立圖里對部品進(jìn)行修改，相應(yīng)的零件圖里也會(huì)即時(shí)得到更新；PRO/E軟件具備三維轉(zhuǎn)成二維工程圖紙的功能，在三維里所作的任何修改在二維工程圖里也會(huì)即時(shí)體現(xiàn)出來。4結(jié)束語在實(shí)際的工作中，我們常有結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)很難用單純的文字表述清楚，常常需要附圖片加以說明，而以往常用的二維平面工程圖紙很不直觀讓人難以一下子理解設(shè)計(jì)意圖，使用Pro/ENGINEER的建模和造型功能建立的三維造型，立體、直觀、細(xì)致，其表現(xiàn)力大大優(yōu)于平面工程圖紙，利用Pro/E從三維入手建模和造型，清楚地表達(dá)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意圖。三維造型還直接給后面的加工帶來了方便，如果不使用三維設(shè)計(jì)工具的話，單單靠二維繪圖加設(shè)計(jì)人員想象力，很難快速制出復(fù)雜的加工圖紙，準(zhǔn)確性也無法保障。Pro/E強(qiáng)大的功能，不管是在家電還是其他產(chǎn)品設(shè)計(jì)的應(yīng)用，都能使設(shè)計(jì)人員輕松高效地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。參考文獻(xiàn)1、齊從謙.制造業(yè)信息化導(dǎo)論北京:中國宇航出版社，2003.22、夸克工作室.精通Pro/ENGINEERCAD(入門篇)北京：中國青年出版社3、夸克工作室.精通P