PROE零件设计.doc

第三章 Pro/E零件设计
第三章Pro/E零件设计
进行零件设计，需进入Pro/E零件环境：点选菜单：文件→新建（或），在弹出的对话框（图3-1）中选择文件类型为“零件”，子类型为“实体”，去掉“使用缺省模板”前的“Ö”，→确定，→在弹出的“新文件选项”对话框（图3-2）中，选取模板为“mmns_part_solid”→确定。这样便设定了零件设计的单位为“毫米_牛顿_秒”而非缺省的英制单位。

图3-1
图3-2
§ 3-1 创建基本实体特征
一、拉伸特征
一个平面上的二维图形沿其垂直方向拉伸生成实体（或切掉材料）
1． 创建第一个拉伸特征：
拉伸工具（或主菜单：插入→拉伸…）→出现操控板（如图3-3，其中标示出了各按钮的功能），→放置→定义…（或选取特征工具栏的“草绘工具”）→选取草绘平面→确定草绘方向和参照面→点选对话框中的“草绘”按钮（或按下鼠标中键）→进入草绘环境，绘制二维封闭图形→Ö→指定拉伸高度→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）

图3-3
2． 当已有二维草绘时，可以直接选取草绘进行拉伸。
3． 在有些情况下，用以拉伸的二维草绘不一定要求封闭。
4． 拉伸的高度选项，如图3-4所示。

图3-4
5．壳状拉伸，如图3-5所示。

图3-5
6．拉伸除料，如图3-6所示。

图3-6
7．修改特征
1）修改特征尺寸：在模型树中点选欲修改的特征→按下鼠标右键→编辑→双击要修改的尺寸→输入新值→再生模型
注：修改尺寸后须再生模型，方法为：主菜单“编辑→再生”（或或“Ctrl+G”）
2）修改特征：在模型树中点选欲修改的特征→按下鼠标右键→编辑定义→出现操控板，可以修改该特征的各选项设置。
8．关于临时基准面
9．关于草绘面、草绘方向和参照面
参照面：用以确定草绘面的放置方向，必须是与草绘面垂直的平面
二、旋转特征
一个平面上的二维图形绕一个轴旋转生成实体（或切掉材料）
基本步骤如下：
旋转工具（或主菜单：插入→旋转…）→出现操控板（如图3-7，其中标示出了各按钮的功能），→放置→定义…（或选取特征工具栏的“草绘工具”）→选取草绘平面→确定草绘方向和参照面→点选对话框中的“草绘”按钮（或按下鼠标中键）→进入草绘环境，绘制旋转轴和旋转截面图形→Ö→指定旋转角度→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）
当已有二维草绘时，可以直接选取草绘进行旋转。

图3-7
注：1）旋转轴与截面图形应处于同一平面内。
2）当草绘中有两条以上中心线时，系统自动将第一条作为旋转轴。
3）旋转特征的草绘图应位于旋转轴单侧，且不能自相交。
三、扫描特征
一个二维图形沿一条扫描轨迹扫过生成实体（或切掉材料）
基本步骤如下：
1)（主菜单）插入→扫描→伸出项（或薄板伸出项、切口、薄板切口、曲面等选项）→
2）出现特征创建对话框及菜单管理器，在菜单管理器中选择扫描轨迹的生成方式：“草绘轨迹”/或“选取轨迹”→
3）定义扫描轨迹：
方式①，草绘轨迹方式：选取草绘面→指定草绘方向（Okay / Filp）→选取参照面→进入二维草绘环境，绘制扫描轨迹→ Ö →
方式②，选取轨迹方式：选取扫描轨迹，可以是事先画好的一条曲线（Curve），也可以是已有实体上的边 →完成→ 当选取的扫描轨迹是实体上的边线时，需再指定一个面及其方向以确定扫描截面放置的方位→
注：a）扫描轨迹应连续相切
b）选取扫描轨迹时有右图（图中为中英文双语显示）所示的几种方式，这样的选项在Pro/E里会经常出现。
c）按住Ctrl键可连续选取多条边线
4) 自动切换到扫描轨迹起点的垂面上→绘制扫描截面→ Ö →
5) 在特征创建对话框中“确定”。
6) 当扫描特征与已有实体相连接时，需选择相接处的状态：“合并终点”/或“自由端点”
四、混合特征
在几个二维图形间自由过渡生成实体（或切掉材料）
1. 平行截面间混合
1)（主菜单）插入→混合→伸出项（或薄板伸出项、切口、薄板切口、曲面等选项）→出现菜单管理器，点选：平行→规则截面→草绘截面（或选取截面，此处以草绘截面为例）→完成→
2）出现特征创建对话框→定义属性：在菜单管理器中选择直的/光滑→完成→
3) 选取草绘面→指定草绘方向（Okay / Filp）→选取参照面→进入二维草绘环境→
4) 绘制第一个截面图形（自动给出截面起点及方向）→（主菜单）草绘→特征工具→切换剖面（或在图形窗口按下鼠标右键→在弹出菜单中点选“切换剖面”）→第一个截面变灰，绘制第二个截面图形，→（主菜单）草绘→特征工具→切换剖面（或在图形窗口按下鼠标右键→在弹出菜单中点选“切换剖面”）→第一、二个截面变灰，绘制第三个截面图形→……→Ö→
5) 指定各截面间的高度 → 在特征创建对话框中“确定”。
注：a) 各截面图形的顶点数应相同，当某一截面的顶点数少于其他截面时，可用将线条断开以增加顶点；或在某一顶点处加一个混合点，方法为：选中顶点→主菜单“草绘”→特征工具→混合顶点（或选中顶点→右键→在弹出菜单中点选“混合顶点”）
b) 各截面的起点及方向应相对应，否则，选中起点→主菜单“草绘”→特征工具→起始点（或选中顶点→右键→在弹出菜单中点选“起始点”）
c) 确保前面的截面图形变灰色后方可进行新截面的绘制，如果你画的几个截面均亮显，你肯定错了！
d) 当需要修改其他截面时，可用主菜单“草绘”→特征工具→切换剖面，在各截面间切换。
2. 旋转截面间混合（“旋转的”选项）
如右图所示

3. 更复杂的方式：“一般”选项（略）
4．试着创建下图所示零件（左图为零件，右图为剖面图形）
提示：当一个二维草绘图比较复杂，或需多次使用时，可事先将其画好并保存，以后通过主菜单“草绘→数据来自文件”来调用。Pro/E甚至可以调用其他二维软件（如AutoCAD）中绘制的二维图。

§ 3-2 工程特征
一、圆角特征（Round）（倒圆角是一个相对复杂的特征，这里只讲简单倒角）
1．常半径倒角
特征工具栏“倒圆角工具”（或主菜单：插入→倒圆角……）→出现操控板（如图3-2-1，其中标示出了各按钮的功能），选取要倒角的边，输入倒角半径（也可通过拖动手把来改变倒角半径）。→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）
选取多条边的技巧：
（1）按住Ctrl键＋鼠标点选
（2）点选一条边，然后按住Shift并点选这条边所在的面，可以选中这个环形线链
（3）按下鼠标右键，从弹出的对话框（图4-2-2）中选“添加组”

图3-2-1 创建倒圆角特征
图3-2-2
2．变半径倒角
倒圆角工具→选取要倒角的边→按下鼠标右键，弹出如图3-2-2所示的菜单，从中选取“成为变量”选项→在边线两端分别显示半径值，修改之可实现变半径倒角（也可通过拖动手把实现）。
在某一半径数字处单击鼠标右键，在弹出的菜单（图3-2-3）中点选“添加半径”，可以增加半径控制点，并方便地调整控制点位置及半径值。
二、倒角特征（Chamfer）
1．边倒角
特征工具栏“倒角工具”（或主菜单：插入→倒角→边倒角……）→出现操控板（如图4-2-4）→选取要倒角的边→给定倒角类型→输入倒角值（也可通过拖动手把来改变倒角值）→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）。
2．顶点倒角
主菜单：插入→倒角→拐角倒角……→出现特征创建对话框→选取要倒角的顶点→分别在三个边上给定切角的位置（或输入值）→在特征创建对话框中点击“确定”按钮。

图3-2-3
图3-2-4 创建倒角特征
三、抽壳特征（Shell）
将实体变成薄壳件，薄壁类零件设计时常用此功能，基本步骤如下：
特征工具栏“壳工具”（或主菜单：插入→壳……）→出现操控板（如图3-2-5）→选取要抽空的面（按住Ctrl键可选取多个面）→给定抽壳厚度→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）

图3-2-5 创建抽壳特征
图3-2-6
选取抽壳面并给定抽壳厚度后，按下鼠标右键，弹出图3-2-6所示的对话框，选取“非缺省厚度”选项→选取非等厚面并给定其厚度，可以做出非等厚薄壳件。
四、孔特征（Hole）
1．创建简单直孔
特征工具栏“孔工具”（或主菜单：插入→孔……）→出现操控板（如图3-2-7）→选取打孔面→

图3-2-7 创建孔特征
孔的定位方式有四种，分别为：线性、径向、直径、同轴
（1） 线性孔：通过给定两个距离尺寸定位，如图3-2-8中，通过给定孔距左侧面及前侧面的距离确定孔的位置。操作方法为：在“放置”面板中选定“线性”选项→将图中的定位把手分别拖拽到左侧面（或左边线）和前侧面（或前边线）上→输入具体的位置尺寸→给定孔径及孔深值（可直接拖拽操作把手）→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）
注：孔深选项类似拉伸特征的深度选项，此处不再赘述。

图3-2-8 线性孔
（2） 径向孔：通过给定极半径和极角的方式定位。如图3-2-9中，通过给定孔心距零件中心轴线的极径值及其与参考面形成的极角来确定孔的位置。操作方法为：在“放置”面板中选定“径向”选项→将图中的定位把手分别拖拽到中心轴和参考面上→输入具体的位置尺寸→给定孔径及孔深值（可直接拖拽操作把手）→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）

图3-2-9 径向孔
（3） 直径孔：与径向孔类似，如图3-2-10。
（4） 同轴孔：如图3-2-11所示。操作方法为：在“放置”面板中选定“同轴”选项→选取参考轴（如图中的A_4）→给定孔径及孔深值（可直接拖拽操作把手）→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）

图3-2-10 直径孔
图3-2-11 同轴孔
打孔时，孔的定位方式很关键。当需要打多个孔时，往往要做孔的阵列。线性孔只可以做矩形尺寸 阵列，径向孔和直径孔只可以做圆形尺寸 阵列，同轴孔可以做参考阵列。当然，野火版的阵列功能较以前有很大提升，除可作尺寸阵列之外，还有其他阵列选项以便对各种形式的特征作各种复杂阵列。
2．创建标准孔
特征工具栏“孔工具”（或主菜单：插入→孔……）→出现操控板（如图3-2-12）→按下创建标准孔图标→选择螺纹类型、螺纹规格、标准孔的形状→打开操控板的“形状”面板，编辑孔的尺寸→选取打孔面→定义孔的“放置”方式及放置尺寸→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）

图3-2-12 创建标准孔
注：隐藏图形窗口中标准孔注释文字的方法：
步骤一：令在导航选项卡中显示模型树→点击导航选项卡的“设置”标签→树过滤器…（图3-2-13）→打开“模型树项目”对话框（图3-2-14）→在对话框左侧钩选“注释”选项，以使模型树中能够显示“注释”项目→确定→
步骤二：此时模型树中显示出标准孔的注释项“Note”，点选之→右键→在弹出的菜单中点击“拭除”，→图形窗口的标准孔注释文字被隐藏。若要重新显示之，可在模型树中点选该“Note” →右键→在弹出的菜单中点击“显示”。

图-2-13
图3-2-14
3．创建异形孔
异形孔类似于一个旋转切除特征
特征工具栏“孔工具”→出现操控板（如图3-2-15）→按下操控板中的创建直孔图标，并选取孔的种类为“草绘”→按下操控板的“绘制剖面”图标“”→进入草绘环境，绘制旋转剖面（如图3-2-16）→选取打孔面→定义孔的“放置”方式及放置尺寸→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）

图3-2-15 创建异形孔
图3-2-16 异形孔剖面
五、筋板特征（Rib）
特征工具栏“筋工具”（或主菜单：插入→筋……）→出现操控板（如图3-2-17）→按下操控板“参照→定义”→绘制筋剖面→给定筋板厚度和筋板方向→按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）

图3-2-17 创建筋特征
图3-2-18 创建拔模特征
六、拔模特征（Draft）
操作步骤如下：
1． 特征工具栏“拔模工具”（或主菜单：插入→拔模……）→出现操控板（如图3-2-18）→
2． 选取欲拔模的面→
3． 按下操控板处的“单击此处添加项目”→选取一个平面、一条边、或一条曲线作为拔模枢轴→
4． 按下操控板处的“单击此处添加项目”→选取一个平面、一条边、一个轴、或两个点作为拖动方向→
5． 修改拔模角及拔模方向→
6． 按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）。
注：多个面的选取技巧
1． 选取多个曲面：按住Ctrl＋点选曲面。
2． 选取环曲面：如图3-2-19所示。

图3-2-19

七、举例（如图3-2-20所示）

图3-2-20 举例

§ 3-3 基准特征
Pro/E特征工具栏中有如图3-3-1所示的工具图标，用以创建基准特征，注意它与主工具栏中切换基准显示/隐藏的图标（如图3-3-2）的区别。

图3-3-1 创建基准特征的工具
图3-3-2 基准显示/隐藏的切换图标
一、创建基准平面
特征工具栏“基准平面工具”（或主菜单：插入→模型基准→平面……）→出现基准平面创建对话框（如图3-3-3）→点选现有模型中的点、线、面作为基准平面创建的参考，若需要多个参考，按住Ctrl键，→输入必要的参数如距离、角度等→“确定”。

图3-3-3 创建基准平面
图3-3-4 创建基准轴
二、创建基准轴
与创建基准平面的步骤类似，如图3-3-4所示。
三、创建基准点
基准点工具包括，其中：
：创建平面或曲面上、或曲线上的点，其位置可以通过拖动手把或输入数值确定；如图3-3-5、图3-3-6所示。采用该工具，还可以创建曲线、曲面的交点、中心点等。
：草绘基准点；
：沿坐标系偏移来创建基准点，如图3-3-7所示；
：域基准点。

图3-3-5 创建基准点

图3-3-6 创建基准点

图3-3-7 偏移坐标系创建基准点
图3-3-8 创建基准曲线
四、创建基准曲线
创建基准曲线的方式有如图3-3-8所示几种，对于复杂零件的造型设计，创建并编辑基准曲线的工作非常重要。
五、创建基准坐标系（略）
六、举例1
创建如图3-3-9所示心形零件上的孔，步骤如下：
1． 创建一条基准曲线：→使用剖截面→完成→选取已做好的剖截面→曲线创建成功；
2． 创建一个基准点：→选取步骤1的曲线中一段→输入偏移比率为0.5→确定；
3． 创建一个基准平面：→按住Ctrl键并点选侧表面及步骤2中创建的点，作过基准点并与侧表面相切的基准平面；
4． 创建一个基准轴：→按住Ctrl键并点选步骤2创建的点和步骤3创建的面，作过基准点并与基准面垂直的基准轴；
5．以“同轴”方式打孔。

图3-3-9 举例
提示：作剖截面的方法
点选主工具条的“启动视图管理器”图标（或主菜单“视图”→视图管理器）→打开“视图管理器”对话框（如图3-3-10），其中的“X截面”选项用以创建剖截面→新建→输入剖面名称→打开菜单管理器（如图3-3-11），如果要沿一个平面剖截，则选取其中的“平面 → 单一 → 完成”→在图形窗口点选剖平面 → 剖截面创建成功。

图3-3-10 创建剖截面
图3-3-11 剖截面选项
七、Pro/E中层的使用
在Pro/E中，可以通过层有效地组织模型和管理对象，可以对某一层中的所有元素进行显示、隐藏等操作。Pro/E中还自动提供一些缺省的层以便于我们使用。
层的操作可以在导航选项卡中进行，如图3-3-12。

图3-3-12 层
八、举例2（图3-3-13）

图3-3-13 举例

§ 3-4 Pro/E零件模块的其他功能
一、变截面扫描
扫描特征能够通过一条扫描轨迹配合一个剖面扫掠出一定形状的实体，作扫描特征时，剖面必须与扫描轨迹线正交，而且在扫描轨迹的任何位置处，剖面形状都相同。而变截面扫面功能更强，它能将单一剖面与多条外形控制轨迹线结合起来，并且使剖面外形随扫掠轨迹的变化而变化，剖面也不一定与轨迹线正交，因此有更大的弹性空间。
另外，变截面扫描除能利用多条轨迹线来控制截面外形的变化，更能利用图形（Graph）特征（基准特征之一，操作方式为插入→模型基准→图形（G）…），配合关系式（Relation）来产生更复杂实体。
例：显示器外形设计，如图3-4-1。
1. 作5条控制曲线。
2. 变截面扫描
特征工具栏“可变剖面扫描工具”（或主菜单：插入→可变剖面扫描…）→出现操控板（如图3-4-2）→选取中间一条曲线作为原点轨迹线→按住Ctrl键，选取其他四条曲线作为控制轨迹线→点选操控板中的按钮，绘制扫描剖面，剖面由四段弧组成，弧的端点分别落在四条轨迹线的起点，→Ö →按下鼠标中键（或点选操控板中的Ö）
3．做抽壳（Shell）。

图3-4-1
图3-4-2 变截面扫描
注：实质上，扫描特征是变截面扫描的一个特例，因此，扫描特中可以用变截面扫描工具简单地实现。
二、扫描混合
扫描混合使用一条轨迹线与几个剖面来构造一个实体或曲面特征，这种特征同时具有扫描与混合的效果。
例：门把外形设计（如图3-4-3）
1． 作一条曲线，作为扫描混合的控制轨迹线；
2． 在曲线重点处创建一个点；
3. 作扫描混合特征
1）插入→扫描混合→伸出项(P)…→垂直于原始轨迹→完成→选取轨迹→点选步骤1中的曲线→完成→自动→完成→接受→下面开始在轨迹线的起点处绘制第一个剖面→
2）输入第一个剖面的旋转角度：0 →绘制第一个剖面→Ö →接下来在轨迹线的中点处绘制第二个剖面→
3）自动→完成→输入第二个剖面的旋转角度：0 →绘制第二个剖面→Ö →接下来在轨迹线的终点处绘制第三个剖面→
4）自动→完成→输入第三个剖面的旋转角度：0 →绘制第三个剖面→Ö →
5）在特征创建对话框中“确定”。至此，所作的扫描混合特征如图3-4-4所示。

图3-4-3
图3-4-4

图3-4-5
图3-4-6
4. 重新定义扫描混合特征
1）选中刚创建的扫描混合特征→右键→编辑定义→出现特征创建对话框，在其中选择“Blend Control”一项→定义→面积控制曲线→完成/返回→
2）出现AREA GRAPH窗口，（如图3-4-5）→增加点→创建点→在主窗口控制曲线的约1/4处单击→输入比例值：0.25 →确定→输入该点处的剖面面积→
3）以步骤2）中同样的方式定义曲线上0.75处的面积→
4）在特征创建对话框中“确定”。
至此, 所作的扫描混合特征如图3-4-6所示。
5．设计门把的其它部分：
1）旋转特征。
2）镜像。

扫描、混合、变截面扫描、扫描混合的对比：

控制轨迹线数
剖面数
扫描
1
1
混合
0
多个
变截面扫描
多条
1
扫描混合
1
多个
三、关系式
关系式是用户使用尺寸符号和各种参数定义的一种数学方程式。通过关系式，用户可将专家知识和自己的设计意图体现在设计中。Pro/E中的关系式可以包含各种运算符号、数学函数、判断语句、注释语句，可以使用联立方程式以类似编写程序语句的的方法建立关系式。
添加关系式：工具→关系(R)…
四、族
在设计某一类外形类似而规格不同的零件，如螺钉、扳手、管接头等标准件时，不需要逐个创建零件，只需要创建一个具有代表性的零件（样本零件），然后利用Pro/E的族功能，以编辑族表（Family Tab）的方式，将不同规格零件的尺寸、特征等的变化项填入族表内，系统就会自动读取此表的内容，一一产生每个零件，从而提高工作效率。
利用Pro/E的族功能可以方便地制作标准零件库。另外，在装配环境中使用族功能可以方便地创建部件库。
利用Family功能创建零件库的步骤如下：
1．创建样本零件，在样本零件中甚至可以包含相互矛盾的特征。
2．修改关键参数的参数名称：选中特征→右键→编辑→选尺寸→右键→属性→尺寸文本
3． 建立族表（Family Table）

图3-5-7
1）工具→族表→打开族表对话框，点击按钮添加表项，即加入可变参数，这时打开如图4-6-7所示对话框，加入可变尺寸、可变特征等，→确定
2）这时，返回族表对话框，点击按钮添加零件库成员，并编辑成员参数表，如图4-4-8所示。

图3-5-8
3）校验：在族表对话框中点击按钮→弹出“族树”对话框→校验→校验成功后→关闭族树对话框→在族表对话框中“确定”
4．零件库的使用：通过上面步骤建立了零件库，虽然只设计了一个零件，但却已有了一系列零件，以后可以方便地使用库中的某一零件。
五、Pro/E高级特征
插入→高级(V)…

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