《计算机辅助三维设计》课件.ppt

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计算机辅助三维设计计算机辅助三维设计（PRO/E）工业设计系计算机辅助工业设计（计算机辅助工业设计（3）CAD技术发展概述Pro/ENGINEERPro/ENGINEER软件简介软件简介课程进度安排课程进度安排练习题练习题工业设计系工业设计系工业设计系工业设计系工业设计系快速成型快速成型（RapidPrototyping）技术是80年代末才发展起来的数字制造工艺技术,它把零件的三维数字模型先进行离散化,然后按照数字积分的思路进行逐层加工.利用这一技术可以在计算机控制下,迅速将CAD数字模型变为零件的物理模型.因而CADRP原型评价CAD修改已逐渐成为保证一次设计成功的新设计模式。

工业设计系快速成形与制造（RPM：

RapidPrototvfolng&Manufacturing）是融激光、材料科学、信息与控制技术等为一体的分层层积技术，堪称是20世纪后半期制造技术最重大的进展之一。

RPM技术诞生10余年来已在汽车、家电、航空、医疗等行业中得到广泛应用。

国外大型企业如通用、福特、法拉利、丰田、麦道、IBM、AT&T、Motorla等以及我国的一些著名企业，都积极在产品设计过程中采用这项技术，进行产品的有关设计检验、外观讦审、装配实验、动态分析、光弹应力分析、风洞实验等，成功地实现了面向市场的产品造型设计敏捷化。

工业设计系而随之兴起的快速制模尤其是快速制造金属模具（RMT：

RapidMetalTooling）则是由新产品设计迅速形成高效、低成本、优质的批量生产并抢占市场的必由途径，是RPM技术进一步发展并取得更大经济效益所面临的关键课题，成为当前RPM技术研究的国际前沿。

工业设计系CAD技术发展概述

（1）20世纪60年代：

受硬件和软件理论的限制，CAD技术主要以二维绘图和三维线框造型为主；20世纪70年代：

大规模集成电路技术的应用使计算机技术大大提高，曲线曲面生成算法基本成熟，但CAD技术主要以表面造型为主；20世纪80年代：

微型工作站和微机的出现，实体造型技术实现了CAD/CAM/CAE的集成，但造型系统不尽完善，集成化程度、使用复杂；工业设计系CAD技术发展概述

（2）20世纪90年代：

PC机与小型工作站性能相当，参数化和变量化造型理论逐渐成熟。

具有参数化造型功能的三维软件功能强大，应用广泛；21世纪初：

Pentium芯片和WindowsXP操作系统的出现和流行，运行在工作站上的CAD/CAM/CAE软件可以移植到微机上，微机为著名的此类软件应用创造了极好的条件。

如PRO/E、CATIA、UG等。

工业设计系Pro/ENGINEER软件简介（软件简介

（1）PRO/E是美国PTC（（ParametricTechnologyCorporation参数技术公司）的主要产品，它提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念彻底改变了CAD/CAM/CAE的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界CAD/CAM/CAE的新标准。

1989年PTC公司推出第一个版本，以后几乎每隔3个月推出一个新版本。

比如有Pro/ER20Pro/ER20、Pro/E2000iPro/E2000i、Pro/E2000iPro/E2000i22、Pro/E2001Pro/E2001、Pro/EWildfirePro/EWildfire（Pro/E2003Pro/E2003）.工业设计系Pro/ENGINEER软件简介（软件简介

（2）从实用上看，Pro/ENGINEER系统界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。

整个系统建立在同一的数据库上，具有完整而统一的模型。

Pro/ENGINEER软件能将设计到制造的全过程集成在一起，使所有用户可以能够同时进行同一产品的设计制造过程，即实现所谓的并行工程。

工业设计系Pro/ENGINEER软件简介软件简介Pro/E整合了零件设计、产品装配、应力分析、鈑金设计、模具开发、CNC加工、造型设计、自动测量、应力分析、机构仿真、数据库管理等。

Pro/E于1989年问世，目前除了传统的机械、模具业外，在工业设计、电子产品、家电业等方面都有其应用。

工业设计系课程进度安排课程进度安排界面与设置草绘建模初步特征的生成（拉伸、旋转、扫描、混合、高级）特征的加入和减切测试题KT1KT2特征的操作测试题曲面零件库装配工程图结束结束上页上页工业设计系第第2章章界面设置与基本操作界面设置与基本操作主窗口环境介绍：

主菜单栏、工具栏、绘图主窗口、信息区、菜单管理区、导航兰（模型树）、解释区。

基本操作：

菜单操作、按钮操作、对话框操作。

文件管理：

包括设定工作目录、文件的建立/重命名、文件的打开和保存、文件的拭除和删除。

模型显示方式三维模型观察：

1、缩放操作：

工具栏按钮、快捷键（鼠标中键滚轮）。

2、旋转：

中键或中键+CTRL3、平移：

中键SHIFT上页上页工业设计系文件的拭除和删除文件的拭除文件的拭除文件的拭除文件的拭除：

选择文件|拭除可以从内存中去除当前或没有显示在当前窗口的文件，但并未在硬盘中删除。

因为打开的图形文件都要占用一定内存，即使在屏幕上关闭，依然文件保留在内存中，这样会降低系统性能，因此应适时进行文件拭除。

文件的删除文件的删除文件的删除文件的删除：

将内存和硬盘上的文件全部删除。

上页上页工业设计系主菜单简介（主菜单简介

（1）文件：

包括新建、打开、关闭、保存、重命名等常用操作，还有拭除、删除等特殊操作。

编辑：

主要对建立的特征进行编辑管理。

如对误操作的恢复、重作，对选择的特征阵列、删除，以及更换基准、重新定义等。

视图：

主要是改变模型和主窗口的显示状态。

工业设计系主菜单简介（主菜单简介

（2）插入：

相关模型特征的建立和修改功能。

分析：

对所建立的草图、工程图、三维模型进行分析，包括距离、角度、质量分析、曲线曲面分析。

信息：

可获得已经建立好的模型关系信息并列出报告。

应用程序：

提供不同的处理模块。

如零件、钣金件的设计、模具/铸造设计、NC处理等。

功能：

主要对工作环境的设置。

例如配置文件、创建映射键、定制屏幕等。

窗口：

对工作窗口进行管理。

如新建、激活、关闭窗口。

帮助上页上页工业设计系工具栏工具栏包含了大部分菜单命令，用户可自己定制工具栏。

（单击右键）（Tool-Customizescreen）上页上页工业设计系设定工作目录Pro/E一般对文件进行默认定位，每次打开和保存文件时都需要用户制定目录，因此用户可事先制定一个随时保存到其中的目录，以便以后打开Pro/E就可以进入到这个目录中。

设定方法：

文件|设置工作目录。

上页上页工业设计系第第3章章草草绘绘Pro/E草绘模式是一个二维环境，它是创建三维实体模型的基础。

Pro/E建立模型时，每次只能增加一个简单特征，系统可以识别倒圆角之类的选取和放置特征的形状，但是绝大部分的形状必须由用户通过草绘完成。

下面主要学习：

1、草绘基础2、尺寸标注3、草绘编辑（复制、修剪、草绘约束、修改、使用实体边缘）返回返回作业作业工业设计系草绘作业

（1）下页下页工业设计系作业

（2）下页下页工业设计系作业（3）下页下页工业设计系作业（4）返回返回工业设计系修改实例单击草绘器中的修改按钮，即可完成对文本、尺寸、样条曲线等图元的修改。

上页上页工业设计系修剪实例选择需剪切的部分上页上页工业设计系使用实体边缘界面上页上页工业设计系尺寸标注尺寸标注尺寸标注一般是在草图完成后，将要控制图形大小、形状等尺寸制定为参数。

具体操作：

用具体操作：

用鼠标左键选取几何元素（如圆、圆弧、线段、鼠标左键选取几何元素（如圆、圆弧、线段、点等），然后再用鼠标中键指定参数（尺寸）点等），然后再用鼠标中键指定参数（尺寸）所要放置的位置。

所要放置的位置。

1、直线尺寸标注、直线尺寸标注2、圆和圆弧的标注、圆和圆弧的标注3、角度标注角度标注上页上页结束结束工业设计系复制举例上页上页结束结束工业设计系角度标注例上页上页工业设计系草绘约束上页上页工业设计系草绘基础草绘基础建立新的草绘文件草绘环境设置绘制基本几何图元几何图元的编辑操作尺寸的标注和修改上页上页工业设计系第第4章章建模初步建模初步建模方法：

线框造型、表面造型、实体造型。

Pro/E是实体建模器。

基本概念：

1、特征-实体、对象（如拉伸特征、切减特征）2、关联-任意层面上更改设计，系统就会更改所有层面上的如尺寸参数、特征等）3、参数化-将模型所有尺寸定义为参数形式。

4、基准平面：

是一个无限的、二维的平面参考。

系统会自动创建3个相互垂直的缺省的基准平面。

一般没有特征时选择缺省基准平面。

选择一个基准平面可以通过

（1）选择基准平面边界；

（2）选择其名字；（3）从模型树中，选择基准平面。

4、附加基准平面：

模型中已存在特征时，单击工具栏中的创建基准平面图标，则会显示基准平面的约束条件。

建模思路：

返回返回工业设计系建模思路建模思路设计准则设计准则:

合理确定建立特征的顺序，尤其考虑好基础合理确定建立特征的顺序，尤其考虑好基础特征；简化特征类型，便于修改；建立特征的父特征；简化特征类型，便于修改；建立特征的父/子关子关系（特征之间的关联关系）；灵活使用特征复制操作。

系（特征之间的关联关系）；灵活使用特征复制操作。

建模过程建模过程1、特征分析，确定特征的创建顺序；、特征分析，确定特征的创建顺序；2、进入零件的设计阶段；、进入零件的设计阶段；3、创建草绘特征，它是其他特征的父特征；、创建草绘特征，它是其他特征的父特征；4、确定参考平面；、确定参考平面；5、绘制其他特征；、绘制其他特征；6、进行必要的标注和修改尺寸。

、进行必要的标注和修改尺寸。

返回返回工业设计系附加基准平面上页上页工业设计系基准平面界面上页上页工业设计系特征的生成（实体、薄板、曲面）加材料特征：

1、拉伸2、旋转3、扫描4、混合5、使用面组6、高级（混合扫描、螺旋扫描、变截面扫描）。

结束结束上页上页工业设计系拉伸零件实例上页上页工业设计系旋转零件（截面）下页下页工业设计系旋转零件（实体）上页上页工业设计系扫描零件（无内部因素）下页下页工业设计系扫描零件（增加内部因素，截面不封闭）下页下页工业设计系扫描零件（扫描轨迹为开放的）下页下页工业设计系薄板扫描（涡旋弹簧）上页上页工业设计系混合实例（平行、光滑）下页下页工业设计系混合（旋转、光滑）上页上页工业设计系特征的加入实例下页下页作业作业返回返回工业设计系特征的减切实例返回返回工业设计系螺杆下页下页工业设计系孔实例（直孔、草绘孔、标准孔）返回返回工业设计系倒圆角（简单、常数、边链）返回返回工业设计系完全倒圆角方式边、曲面曲面、曲面边对返回返回工业设计系筋板实例（截面必须开放的）返回返回工业设计系特征的操作减切孔阵列复制倒圆角倒角筋板壳体拔模修饰返回返回作业作业工业设计系拔模返回返回NOSPLITSPLITBYDRAFTHING工业设计系壳体实例1下页下页工业设计系筋板1下页下页工业设计系未减切之前下页下页工业设计系壳体实例

（2）返回返回工业设计系阵列实例1下页下页工业设计系阵列实例2下页下页工业设计系防火帽返回返回工业设计系高级（可变截面扫描）下页下页1、建立轨迹线（原始、X和若干）2、截面3、扫描工业设计系特征的加入下页下页工业设计系加入特征下页下页工业设计系特征的减切下页下页工业设计系特征的减切返回返回工业设计系复制实例返回返回工业设计系复制（镜像、平移、新参考、相同参考）下页下页工业设计系倒角（边、顶角）返回返回工业设计系环形折弯1下页下页工业设计系环形折弯2返回返回1、环形折弯面2、设置草绘平面、坐标系、折弯圆弧3、设置折弯的起始和终止表面工业设计系零件库实例2返回返回工业设计系零件库实例1下页下页工业设计系修饰（文字、螺纹）返回返回工业设计系第8节零件库建立零件库（特征族表）显示子零件（打开子零件后可对其保存）多层次子零件（打开原零件，选取要再建子零件的零件名）验证零件库锁定、解锁子零件（参数修改受到影响）删除子零件、零件库下页下页返回返回工业设计系高级（螺旋扫描）下页下页1、建立扫描路径、中心线2、设置螺距3、建立截面工