浅析三维数字化设计软件PRO-E在设计工作中的应用

1、    浅析三维数字化设计软件pro/e在设计工作中的应用    武全英摘 要 因数字化技术的发展和应用以及中国制造2025的发展需求，三维设计软件越来越显示出其强大的功能，给设计者和制造者带来极大的设计及制造便捷。pro/e 作为三维设计软件中的一种，有其独特的功能和技巧，能极大地提高设计效率，让设计工作变得更加简捷。将对在实际工作中及教学过程中所应用的相关功能做一介绍。关 键 词 三维设计软件；pro/e；设计工作 g712 文献标志码 a 2096-0603（2017）34-0188-02“工欲善其事，必先利其器”。有了更好的设计工具，工程技术人员

2、在更短的时间能完成高质量的产品。随着数字化设计技术的发展，三维设计软件得到前所未有的广泛应用。proe 作为三维设计软件中的一种，有着强大的功能，能极大地提高设计效率，让设计工作变得更加快捷高效。一、pro/e软件简介pro/e是美国参数技术公司（parametric technology corpora-tion，简称ptc ）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械cad/cae/cam领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的cad/cam软件之一。pro/e软件主要包含四大功能，即三维建模功能、辅助制造功能、模具设计功能、失效分析功能。其中包括参

3、数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。采用这种手段来建立形体，对工程师来说更自然、更直观，这种设计极大地提高了设计者的效率。二、pro/e软件的主要功能传统的计算机辅助设计软件主要是提供方便的设计工具用以辅助设计，缺乏分析问题和解决问题的能力。近几年来，为了克服计算机辅助设计的不足，人们将人工智能和专家系统技术应用于计算机辅助设计系统，进行了智能计算机辅助设计系统的研究，pro/e软件具有很强的三维建模功能，能充分体现概念设计的要求。很显然，概念设计是整个设计过程中最重要的一个阶段，这一阶段是设计创造性最为集中

4、的部分，这一部分与问题的表达和理解正确与否，所提方案的优劣以及评价和决策的适当与否等有关，它决定了最终设计的特色、水平和效益。传统的二维cad系统起源于计算机图形学，其智能定位于图样绘制，没有从本身的需求来考虑，大多数停留在电子图版的水平。设计者用二维cad系统来记录设计结果，设计活动只存在设计者的头脑之中，有很大局限性。比如，不支持設计的全过程，只能完成绘图工作，缺乏智力性，只记录几何数据，缺乏语义信息，不能有效表达设计意图。pro/e软件能较好地完成零部件的三维造型，三维造型常用以下方法：（1）对形状比较规则的简单零件，利用三维软件自带的标准几何体（方形、圆柱、圆管、圆锥和球）库，直接生成

5、零件实体，如方板、光轴、轴套等。（2）绘制最能反映零件基本特征的几何草图，经拉伸、旋转生成三维实体。（3）沿路径配置的二维几何图形经扫描，生成曲面形实体。（4）从草图入手建模设计者根据设计的要求用手勾画出理想的结构形状，然后赋予每一条曲线以尺寸约束或几何约束，使曲线按照设计者的意图去更新交换，生成参数化特征的实体建模。从草图入手建模很容易实现参数化、标准化、系列化设计，是最理想的建模方式。三、pro/e特色功能在设计工作中的应用pro/e本身具有太多的功能，下面就其中三方面做一下阐述。（一）零件、组件、工程图实时更新，改一处数据实现全动，使用特殊方式实现联动，节约时间，提高效率通常设计产品的时

6、间相对较短，但修改的时间可能是真正设计时间的几倍。例如，传统二维计算机辅助软件。一个复杂产品有几百张二维图纸，其中既有零件图纸又有组件图纸。如果其中几个零件或者部件由于结构或者尺寸更动，我们需要把每张涉及的图纸都进行更正。如果更改多次的话，相信每个工程都会崩溃。pro/e完全可以解决这个问题，由于其遵循数据的唯一性，所以改动一处数据，其零件本身就会进行改动，其对应的组件及工程图自动更新到想要的结果。同时针对结构固定的组合组件来说，可以通过拉伸到指定面或者利用关系式的功能，实现只要是更改某一个尺寸数据，其他零件的尺寸也相应变化，零件间保持着固有的关系。这样能大大节省我们的时间，提高设计效率。（二

7、）自顶向下设计，实现骨架改动整体模型联动自顶向下的设计方法是在产品整体设计阶段的最初，就定位在产品系统构成的最高层面来考虑产品的总体设计和功能性设计。这种方法是从产品构成的最顶层开始，把组成整体的部件当作系统的一个零件来考虑，并根据其在产品中的相互位置关系、所起的作用和实现的功能等，建立产品构成的二维布局和相应的骨架。pro/e软件的参数化驱动功能，能把捕捉建立的设计信息带到产品构成的在下一个层面以及后续的单个零部件设计过程中，通过对初期设计信息的修改和补充，软件系统能自动完成后续相应零部件的更改工作，实现产品整体的参数化驱动。其设计特点如下：（1）在产品设计的中心层面上集中地建立重要的设计信

8、息，拓展设计师的思维面，便于产品结构的优化。（2）把部件当成产品系统的零件来考虑，便于全新产品的开发和开展标准化。（3）捕捉设计意图，建立设计约束，很方便地进行后续零部件的详细设计和整体模型的参数化其整个过程大体分为如下几个部分：1.概念设计，定义产品布局在布局中，我们根据上层的需求，合理规划空间分配，根据客户的需要勾画出产品整体；在布局中，我们可以利用2d草图和3d模型，还可以运用动画。2.定义产品初步结构根据布局及产品整体情况，可以将产品结构划分为几大部分，每个大的部分可以继续细分为小的部分，依次类推定义产品初步结构。3.捕捉设计意图（建立骨架）骨架模型是装配的框架，是3d 的layout

9、. 在每个装配中只有一个骨架。用于定义产品结构、位置、空间需要。使用骨架模型的好处：集中了产品设计的设计信息，简化了装配的创建，清晰了装配关系，协助创建不期望的父子关系，允许以任何顺序转配元件。4.总装配，零件的详细设计工程师接收到骨架模型的复制之后，根据所接受的骨架部分进行详细设计。此时需要严格按照所接受部分的骨架进行空间及接口控制，将零部件进行创建。我们设计的每个步骤，在总装配中都是实时更新。更受益的是，当我们因为方案更改需要将骨架模型进行调整的时候，不需要所有工程师对所有相关部件一一进行修改，而只需在总装配中将骨架模型调整，其他所有零部件都按照骨架修改而自动更新。由此可见，自顶向下设计有

10、着无比的优越性，能大大提高我们的效率，节省设计时间，加快产品推向市场的进度，更早地占领市场。（三）3d注释我们让车间或者外协厂家制作零部件，通常都是提供二维工程图。设计好三维零件后对应出其工程图，如果外协厂家或者車间工艺部门也应用pro/e软件，那么可以直接在三维零件的上面进行注释，直接观察三维立体注释，进行生产。这些注释信息可以包含2d-3d符号，表面光洁度，几何公差和尺寸。工程图上所需要表达的信息都可以在三维零部件上直接表示。这些注释特征可以关联到模型几何上，能随着模型旋转、放大、缩小和移动。这些注释，还可以通过专门的层来管理。需要观察的时候，我们将相应层按钮打开。不需要显示的时候将对应层

11、关掉。通过这种方式，看图更加方便直观。从视图我们能非常方便地看到具体实物是什么结构，每处的具体尺寸及加工要求等都一目了然，看图更加方便。也能减少我们看图时间，避免理解错误。如果需要，图示在三维模型上的注释的信息在工程图中也能自动显示出来，避免重复劳动。四、结论本文主要分析了proe软件相对传统二维软件在很多方面的优势。同时又结合笔者在工作设计中针对proe某方面功能进行了相关阐述。在现在设计时间要求越来越短、工作压力越来越大的情况下，怎样能避免重复性、不必要的劳动？掌握正确的设计方法能让我们集中主要精力进行创新设计，对提高设计效率、创造更大价值有着至关重要的作用。参考文献：1谢晁北.solid

12、works2007中文版机械设计与典型范例m.北京：北京电子工业出版社，2007.2孙小捞.pro/engineer wildfire 2.0中文版教程m. 北京：人民邮电出版社，2007.3樊旭平.pro/engineer标准教程m.北京：清华大学出版社，2009.abstract：in view of the development and application of digital technology and the development requirements of chinese manufacturing 2025， three-dimensional design software is increasingly showing its powerful function，which brings designers and manufacturers with great design and manufacturing convenience and efficiency.pro/e as a three-dimensional design software， has its unique features and skills，can greatly improve the design efficiency，so that t