第10章 零件装配(s)

1、n 本章导读n 本章内容n 理论学习本章导读完成零件设计后，将设计的零件按设计要求的约束条件或连接方式装配在一起才能形成一个完整的产品或机构装置。利用Pro/E提供的“组件”模块可实现模型的组装。在Pro/E系统中，模型装配的过程就是按照一定的约束条件或连接方式，将各零件组装成一个整体并能满足设计功能的过程。本章重点各种装配约束类型装配连接类型的概念装配过程组件分解图的建立方法组件的装配间隙与干涉分析 10.1 装配的概念和基本术语1.装配装配是由零件和子装配构成的组件，但需要注意，当存储一个装配时，各个零件的实际几何数据并不是存储在装配文件中，而是存储在相应的组件（即零件文件）中，装配文件只

2、存储每个零件的位置关系。2.子装配子装配是一个相对的概念，任何一个装配组件可以在更高级装配中用做子装配。3.元件元件是装配中由零件对象所组成文元件。元件可以是单个零件也可以是一个子装配。4.约束约束可以指定一个元件相对于装配体中其他元件（或特征）的放置方式和位置。10.1 装配的概念和基本术语没有约束：没有约束：表示没有任何组装的约束条件，需要增加约束条件。部分约束部分约束：表示组装的约束条件不足以完全定义元件的位置，需要增加约束条件。完全约束完全约束：元件的装配位置完全确定时，移动和旋转自由度被完全限制，属于完全定位。过度约束过度约束：为了使装配位置完全达到设计要求，可以继续添加其他约束条件

3、，这时属于过度约束。10.1 装配的概念和基本术语假设的完全约束：假设的完全约束：表示组装的约束条件并没有完全定义元件的组装位置，虽然元件某些方向没有被完全约束，却不会影响它在组件中的位置。此时若取消此选项同就必须增加该元件的组装条件，元件才可以被完全约束。无效的约束无效的约束：表示组装的约束条件互相矛盾，不能定义元件的组装位置。10.2 元件放置操控板模型的装配操作是通过元件放置操控板来实现的。单击菜单【文件】【新建】命令，在打开的新建对话框中选择“组件”，如图10-1所示。单击【确定】按钮，进入“组件”模块工作环境。 在组件模块工作环境中，单击按钮 或单击菜单【插入】【元件】【装配】命令，

4、在弹出的打开对话框中选择要装配的零件后，单击【打开】按钮，系统显示如图10-2所示的元件放置操控板。图10-2中的图（a）为【放置】按钮对应的面板，图（b）为【移动】按钮对应的面板。下面对面板中各项功能及意义说明如下：图（a）图10-2 元件放置操控板（b）10.3 装配约束类型零件的装配过程，实际上就是一个约束限位的过程，即限制其在X、Y、Z三个轴向的平移和旋转，根据不同的零件模型及设计需要，选择合适的装配约束类型，从而完成零件模型的定位。一般要完成一个零件的完全定位，可能需要同时满足几种约束条件。Pro/E提供了十几种约束类型，供用户选用。要选择装配约束类型，只需在元件放置操控板的约束类型

5、栏中，单击按钮 ，在弹出的下拉列表中选择相应的约束选项即可，如图10-3所示。10.3 装配约束类型1. 自动 此项是默认的方式，当选择装配参照后，程序自动以合适的约束进行装配。 2. 匹配 匹配是指两组装元件（或模型）所指定的平面、基准平面重合（当偏移值为零时）或相平行（当偏移值不为零时），并且两平面的法线方向相反。如下图所示。 10.3 装配约束类型偏移值为零的“匹配”方式装配有距离值的匹配约束如图所示为使用“匹配”约束方式且偏移值为0的两面配合情况（选择圆台的上端面和直角模型底座的上表面，如图中箭头所示）。 如图所示为使用“匹配”约束方式且偏移值不为0时的两面配合情况。 10.3 装配约

6、束类型3. 对齐对齐是指两组装元件或模型所指定的平面、基准平面重合（当偏移值为零时），或相平行（当偏移值不为零时），并且两平面的法线方向相同。对齐对象不仅可以使两个平面（重合并朝向相同），还可以指定两条轴线同轴或两个点重合，以及对齐旋转曲面或边等。10.3 装配约束类型图a 偏移值为零的“对齐”方式装配图b 距离值不为零的“对齐”约束选择两个元件的平面作为参照，使用“对齐”约束的结果如图a所示。 如果在“匹配”约束后的距离方式一栏中，将选项切换为距离方式，并且输入一定的数值，即偏移值不为零，此时的结果如图b所示。2对齐对齐使两零件指定的平面、基准面、基准轴、点或边重合或共线。如图所示为“对齐”

7、方式且偏移值为0时两面配合情况。10.3 装配约束类型3. 插入“插入”约束使两零件指定的旋转面共旋转中心线，具有旋转面的模型有圆柱、圆台、球等。在选取轴线无效或不方便时，可以使用这种约束方式，这种约束方式只能用来定义元件的方向，而无法定位元件。10.3装配约束类型元件的“插入”方式装配分别选择元件的内孔曲面和另一元件的外圆柱面作为“插入”参照，如图所示。 “插入”约束方式的一个例子，在选定“插入”约束后，分别选择直角模型中孔特征的内表面和圆柱模型侧表面即可完成“插入”约束组装。10.3 装配约束类型4. 坐标系使用坐标系约束，可以通过对元件坐标系和组件坐标系的方式（既可以使用组件坐标系又可以

8、使用零件坐标系），将元件放置在组件中。这种约束可以一次完全定位指定元件，完全限制6个自由度。10.3 装配约束类型元件的“坐标系”方式装配10.3 装配约束类型 5. 相切 相切是指两组装元件或模型选择的两个参照面以相切方式组装到一起。10.3 装配约束类型元件的“相切”方式装配选择元件的一个平面和另一元件的外圆柱面作为“相切”参照，则此约束的结果如图所示。 如图所示，选中图中箭头指示的两个面完成相切方式的约束。10.3 装配约束类型6. 线上点在一个零件上指定一点，然后在另一零件上指定一条边线，使该点在这条边线上。边线可以选取基准曲线或基准轴。10.3 装配约束类型元件的“线上点”方式装配选

9、择元件的一条实体边和另一元件的一个基准点作为约束参照，则结果如图所示。两次使用“线上点”约束方式的一个例子。具体操作：选择左边模型的一个角点，然后选择右边模型箭头指示的边线；选择左边模型的另一个角点，然后选择右边模型箭头指示的边线，结果两点在箭头指示的边线上。 10.3 装配约束类型 8. 曲面上的点在一个零件上指定一点，然后在另一个零件上指定一个面，则指定的面和点相接触。曲面可以选取基准平面、实体面等。10.3 装配约束类型元件的“曲面上的点”方式装配曲面上的点实例：选择元件的实体平面和另一元件的一个基准点作为约束参照，则所选择的参照点被约束在参照平面上，如图所示。10.3 装配约束类型9.

10、 曲面上的边在一个零件上指定一条边，然后在另一个零件上指定一个面，则指定的边位于指定的面上。该选项常配合“对齐”、“匹配”等选项一起使用。10.3 装配约束类型元件的“曲面上的边”方式装配曲面上的边实例：选择元件的实体平面和另一元件的一条边作为约束参照，则所选择的参照边被约束在参照平面上，如图所示。提示：在进行“匹配”或“对齐”操作时，对于要配合的两个零件，必须选择相同的几何特征，如平面对平面，旋转曲面对旋转曲面等。“匹配”或“对齐”的偏移值可为正值也可为负值。若输入负值，则表示偏移方向与模型中箭头指示的方向相反。10.4 装配连接类型在Pro/E中，元件的放置还有一种装配方式连接装配。使用连

11、接装配可方便用户在利用Pro/Mechanism（机构）模块时直接执行机构的运动分析与仿真，它使用上一节讲的各种约束条件来限定零件的运动方式及其自由度。如图所示为选择“轴承”连接时的操控面板。使用该面板可以选择和设置零件间的连接类型。对选定的连接类型进行约束设定时的操作与上一节讲述的相应约束类型的操作相同，因此本节重点应理解各连接类型的含义，以便在进行机构模型的装配时正确选择连接类型。 如图10-15所示，单击连接类型栏的按钮 ，弹出连接类型下拉列表，选择相应的连接类型，在放置面板左栏中相应显示该连接类型的约束规则，然后选择相应的元件参照和组件参照即可。 刚性刚性：刚性连接。自由度为零，零件装

12、配处于完全约束状态。 销钉销钉：销钉连接。自由度为1，零件可沿某一轴旋转。应满足的约束关系如图10-16所示。 轴对齐轴对齐：轴对齐方式。有两个自由度：绕轴旋转和沿轴平移。 平移平移：以“匹配”或“对齐”方式约束装配零件的平移，使平移自由度为零。 滑动杆滑动杆：滑动连接。自由度为1，零件可沿某一轴平移，应满足的约束关系如图12-17所示。 轴轴对齐对齐：轴对齐方式，有两个自由度：绕轴旋转和沿轴平移。 旋转旋转：以“匹配”或“对齐”方式约束装配零件的平移，使旋转自由度为零。 图12-16 图12-17圆柱圆柱：缸连接。自由度为2，零件可沿某一轴平移或旋转。该类型只需满足“轴对齐”约束关系即可，如

13、图10-18所示。平面平面：平面连接。自由度为2，零件可在某一平面内自由移动，也可绕该平面的法线方向旋转。该类型需满足“平面”约束关系，如图10-19所示。具体操作：分别选择两个零件的贴合面，然后输入偏移值即可。 图12-18图12-19球球：球连接。自由度为3，零件可绕某点自由旋转，但不能进行任何方向的平移。该类型需满足“点对齐”约束关系，如图10-20所示。具体操作：分别在两个零件中选择相应的点，输入偏移值即可。焊接焊接：焊接。自由度为零，两零件刚性连接在一起。该类型需满足坐标系约束关系，如图10-21所示。具体操作：分别在两个零件中选择相应的坐标系，输入偏移值即可。轴承轴承：轴承连接。自

14、由度为4，零件可自由旋转，并可沿某轴自由移动。该类型需满足“点对齐”约束关系，如图10-22所示。具体操作：在一个零件中选择一点，在另一个零件中选择一条边或轴线，输入偏移值即可。常规常规：选取自动类型约束的任意参照以建立连接。6DOF：该类型需满足“坐标系对齐”约束关系，如图10-23所示。 图10-22图10-23槽槽：建立槽连接，包含一个“点对齐”约束，允许沿一条非直的轨迹旋转。该类型需满足的约束关系，如图10-24所示。10.4 零件装配过程在完成各零件模型的制作之后，就可以把它们按设计要求组装在一起，成为一个部件或产品。零件装配与连接的操作步骤如下零件装配与连接的操作步骤如下： 新建一

15、个“组件”类型的文件，进入组件模块工作界面。 单击按钮 或单击菜单【插入】【元件】【装配】命令，装载零件模型。 在元件放置操控板中，选择约束类型或连接类型，然后相应选择两个零件的装配参照使其符合约束条件。 单击新建约束，重复步骤 的操作，直到完成符合要求的装配或连接定位，单击按钮 ，完成本次零件的装配或连接。 重复步骤 ，完成下一个零件的组装。提示： 在装配操作中，可使用按钮 、按钮 ，改变装配件与被装配件的窗口显示状况，以方便在模型中选择装配参照对象。 在某些情况下，使用移动面板中的“平移”、“旋转”等操作可辅助装配操作。提示：在零件装配之前将组件模型中的某些零件隐藏，可简化装配过程中的图面

16、，便于捕捉要进行约束的对象。零件装配时必须合理选择第一个装配零件，一般选择整个模型中最为关键的零件。针对不同装配要求合理选择约束类型，借助“自动”选项，系统可自动选择合适的约束类型，有利于加快装配操作。10.4 元件的装配过程以风机为例来具体介绍元件组装的过程。 1.建立装配文件fengji.asm（模板：mmns_mfg_design）2.组装基础结构件3.组装风轮4.组装上盖5.组装螺钉6.装配其他螺钉10.5 元件的操作在装配模块中，可对组装到装配体中的元件进行删除以及对装配约束重定义，或者对其特征进行修改和重定义等操作。10.5.1 重定义装配方式10.5.2 打开元件10.5.3 修

17、改元件10.5.1 重定义装配方式修改元件在装配体中的装配方式，可以在绘图区或者模型树上选择要修改的元件，单击右键在快捷菜单中选择“编辑定义”命令。程序将弹出元件装配操控板，可以在其中删除现在约束或添加约束集。10.5.2 打开元件可以在装配模式中直接打开元件。选择需要打开的元件，在右键快捷菜单中单击“打开”命令即可。这种方式打开的文件与使用菜单中打开文件的命令效果相同。10.5.3 修改元件设置/树过滤器：在模型树中显示各元件的特征。在装配体中对元件进行修改的两种方法：1.直接修改：在模型树上或绘图区中选择需要修改的特征。2.激活元件：将元件在装配模式中激活，就可以使用在元件文档中完全相同的

18、方式对其进行修改或重定义。方法：选择需要激活的元件，右键快捷菜单，选择“激活”命令即可。10.6 元件的显示在装配体中为了简化工作环境、提高工作效率以及清晰地显示各组件之间的装配关系，Pro/E程序在主菜单“视图”的下拉列表中提供了“视图管理”选项。10.6.1 简化显示10.6.2 “样式”视图 10.6.1 简化显示简化显示可控制系统将哪些组件成员带入进程并显示。对于复杂的装配休，利用简化显示将与当前设计任务无关的组件从显示中暂时移除，不仅使图面清晰，而且减小系统的负荷，加速特征创建、修改以及再生时间。10.6.1 简化显示步骤：1.选择命令：视图/视图管理器；2.新建一个简化显示3.选取

19、要简化显示的元件4.预览设置，结束简化显示的创建1.“简化表示”选项卡中各项目： 主表示：显示组件的全部细节，在模型树上列出所有元件被包括、排除或替代的状态。 符号表示：允许用符号表示元件。 几何表示：提供元件的完整尺寸，比图形表示需要更多的检索时间，操作组件时可以进行修改或作为图形参照。 图形表示：只包括显示信息，并允许快速浏览大型组件。不能进行修改或作为图形参照。10.6.2 “样式视图”在装配体，可将模型中的元件设定为不同的显示方式，清楚地表现各组件之间的装配关系。元件可以分别设定为：线框、隐藏线、无隐藏线以及着色实体。10.6.2 “样式”视图步骤：1.视图/视图管理器：“样式”选项卡

20、2.新建一个“样式”3.弹出“编辑：*”对话框，同时打开“遮蔽”选项卡，然后在模型树或绘图区中选择要遮蔽的元件。4.预览设置5.打开“显示”选项卡，设定显示元件的显示方式。6.关闭10.7 装配模型分解视图对于由多种元件组成的产品而言，有时从产品的外形上很难看清楚它的元件组成和结构关系，为了方便表达产品的构造，需要创建装配体模型的分解图。在分解图中，只是改变了组件的显示方式，而并不改变元件间的实际的设计距离。 图 分解视图10.7 装配模型分解视图建立分解图的基本操作步骤如下：1.使用命令：视图/视图管理器/分解；视图/分解/分解视图2.“分解位置”对话框视图/分解/分解位置3.位置的编辑4.

21、完成编辑图9 单击“分解视图”命令图 创建分解视图 选取的元件选取的元件：首先选择一运动参照，然后单击该栏中的选取对象按钮 ，然后在组件模型中选择要在参照方向上移动的零件。运动类型运动类型：该栏下面列出零件或组件的各种移动方式。平移平移：定义平移方向后，拖动鼠标直接移动零件或组件。复制位置复制位置：复制选择零件的分解位置。缺省分解缺省分解：在系统默认的分解位置放置选择的零件或组件。重置重置：重新放置选择的零件或组件的位置。运动参照运动参照：该栏供用户选择零件或组件移动的参照类型来定义方向；视图平面视图平面：选择当前视场平面作为移动参照。选取平面选取平面：选择一个平面作为移动参照。图元图元/边边

22、：选择零件或组件的边、基准轴作为移动参照。平面法向平面法向：选择一平面，该平面的法线方向作为移动参照。2点点：选择两个端点或基准点，以其连线方向作为移动参照。坐标系坐标系：选择基准坐标系的X、Y、Z轴作为移动参照。运动增量运动增量：该栏显示零件或组件相对移动的尺寸增量。位置位置：该栏显示零件或组件相对移动的相关尺寸变化量。提示： 单击【视图】【分解】【取消分解视图】可使分解图显示为非分解状态。 基于一个组件模型可建立多个不同的分解图，建立的多个分解图文件列在视图管理器对话框的名称栏中，如图所示。双击一个分解图文件，图形窗口中显示该文件名对应的分解图。CAD教育网 建立组件分解图的操作步骤如下：

23、 打开已有的组件模型，单击菜单【视图】【分解】【分解视图】选项，图形窗口中的组件模型按系统默认的分解位置显示分解图。 单击菜单【视图】【分解】【编辑位置】选项，打开分解位置对话框。 选定移动参照，选择零件并拖动调整其位置完成分解图。 10.8 本章实例下面以如图所示的活塞连杆装配实例来具体介绍元件组装的过程。 零件装配效果图10.8 本章实例1.建立装配文件在工具栏中单击“新建”按钮，在弹出的“新建”对话框中选择文件类型为“组件”，子类型为“设计”。输入零件名称为“huosai”，去掉“使用缺省模版”框的对勾，单击“确定”按钮，在弹出的“新文件选项”对话框中选择公制模版mmns_asm_des

24、ign，单击“确定”按钮进入零件设计界面。 10.8 本章实例2. 装配活塞单击“将原件添加到组件” 命令，在弹出的“打开”对话框中选取“huosai.part”文件，如图ex1-1所示，选取约束类型为“坐标系”，分别选取零件的基准坐标系和组件模式下的坐标系，如图ex1-2所示。 图ex1-1 打开的零件 图ex1-2 添加坐标系约束后模型10.8 本章实例3. 装配连杆 单击“将原件添加到组件”命令，在“打开”对话框中选取“liangan.part”文件，如图ex1-3所示，在设置约束类型对话框中选取“对齐”约束，然后选取图ex1-3所示的两个轴线，选取轴线后的组件如图ex1-4所示。 在新设置框中单击“新建约束”，将其约束类型设置为“对齐”，选取图ex1-5所示的两个基准平面作为参照。完成装配后的模型如图ex1-6所示。 10.8 本章实例 图ex1-3 添加零件 图ex1-4 添加对齐约束后模型10.8 本章实例图ex1-5 选取两平面作为参照 图ex1-6 添加对齐约束后模型 10.8 本章实例4. 装配活塞销 单击“将原件添加到组件”命令，在“打开”对话框中选取“huosaixiao.part”文件，如图ex1-7所示，在设置约束类型对话框中选取“插入”约束，然后选取图ex1-7所示的两个曲面，选取两