Proe野火40版基础教程及上机指导11

2第11章零件装配教学提示：在完成零件模型的创建后，我们必须通过各种配合关系把零件装配起来组成一个新的几何模型，而且还可以将其分解成组件爆炸图。本章将介绍装配的基础知识和装配过程，并详细讲述约束关系的确定。教学重点：了解零件装配的概述。掌握零件装配的各种约束。掌握零件装配的基本步骤。掌握爆炸图的基本步骤。了解Top-Down思想。311.1装配概述零件装配可以将零件或子组件作为元件组装成更复杂的组件模型。组件是通过相互的定位关系将多个零件约束在一起。在组件环境下，元件之间的位置关系可以进行设定和修改或重新定向。411.1.1装配的操作环境要进入零件装配环境，具体的操作过程如下所述。(1)首先要新建一个组件，可以选择【文件】︱【新建】命令或单击工具栏中的按钮，弹出如图11-1所示的对话框。(2)在【新建】对话框中选中【组件】按钮，输入文件名，取消选中【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮弹出如图11-2所示的对话框。(3)在【新文件选项】对话框中选择模板，单击【确定】按钮打开零件装配界面，如图11-3所示。511.1.1装配的操作环境另外，在【插入】菜单中选择【元件】命令将弹出如图11-4所示的菜单，其中各个选项的含义如下所述。【装配】命令：选择该命令可以打开浏览窗口，然后将新的零件或者组件装配到当前的文件中。【创建】命令：选择该命令可以在装配模式下创建新的文件。【封装】命令：选择该命令可以用自由的方式将新的零件或组件添加到当前的装配文件中。【包括】命令：选择该命令可以将元件包括到组件中，该元件添加到模型树但不出现在图形窗口。【挠性】命令：选择该命令可以将元件包括到组件中，该元件添加到模型树，但不出现在图形窗口。611.1.2元件操作面板简述新建完一个组件文件后，单击工具栏中的按钮或选择【插入】︱【元件】︱【装配】命令，选择要装配的零件或组件，然后打开如图11-5所示的元件放置操作面板。711.2装配约束在零件的装配过程中，零件之间相对位置的确定需要配合关系，这种关系就称之为装配约束。装配约束可以指定一个元件相对于装配体(组件)中其他元件(或特征)的放置方式和位置。装配约束的类型包括匹配、对齐、插入和相切等约束。在Pro/ENGINEER中，一个元件通过装配约束添加到装配体中后，它的位置会随着与其有约束关系的元件改变而相应改变，而且约束设置值作为参数可随时修改，并可与其他的参数建立关系方程，这样整个装配体实际上是一个参数化的装配体。装配约束时请注意以下几点。一般来说，建立一个装配约束时，应选取元件参照和组件参照。系统一次只添加一个约束。要对一个元件在装配体中完整地指定放置和定向。在Pro/ENGINEER中装配元件时，可以将多于所需的约束添加到元件上。811.2.1匹配匹配约束是使两个参照形成“面对面”，法向方向相互平行且方向相反，约束的参照类型必须相同(平面对平面、旋转对旋转、点对点和轴对轴)。匹配类型分为定向、偏距和重合3种。图11-11是原始装配状态，图11-12是偏距值为0的情况，图11-13是带偏距的情况。911.2.2插入插入约束是将一个旋转曲面插入到另一旋转曲面中，且使它们各自的轴同轨。注意，两个旋转曲面的直径不要求相等。当轴线选取无效或不方便时，可以用这个约束。图11-14是插入状态前的模型，图11-15是插入状态后的模型。1011.2.3对齐对齐约束是使两个装配元件中的两个平面重合并且朝向相同方向。使用对齐约束时参照的类型必须相同(平面对平面、旋转对旋转、点对点和轴对轴)。对齐约束可以将两个选定的参照对齐为重合、定向或者偏移。对齐约束可以使两个平面共面(重合并且朝向相同)，两条轴线同轴或两个点重合，也可以对齐旋转曲面或边。图11-16是对齐状态前的模型，图11-17是对齐状态后的模型。1111.2.4相切相切约束是使不同的元件上的两个参照呈相切状态，可以用“相切”约束控制两个曲面在切点的接触。该放置约束的功能与“匹配”功能相似，因为该约束匹配曲面，而不对齐曲面。图11-18是相切状态前的模型，图11-19是相切状态后的模型。1211.2.5坐标系坐标系约束是可以使作为组件和元件的两个模型的坐标系相互重合，包括原点和各坐标轴分别重合，即一个元件的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴与另一个元件的坐标系中的X轴、Y轴和Z轴分别对齐。图11-20是坐标系约束前的模型，图11-21是坐标系约束后的模型。1311.2.6线上点线上点的约束是可以将一个点和一条线对齐，其作用是使一个元件的参照点落于另一个图元参照上，可以是在该线上，也可以位于该线的延长线。使用线上点的约束需要先取点，然后选择线。图11-22是线上点约束前的模型，图11-23是线上点约束后的模型。1411.2.7曲面上的点曲面上的点是可以将一个点和一个曲面对齐，该约束可以使一个元件上作为参照的基准点或者顶点落在另一个图元的某一参照面上，或者该面的延伸面上。曲面可以是零件或者装配件上的基准平面、曲面特征或者零件的表面；点可以是零件或者装配上的顶点或者基准点。图11-24是曲面上的点约束前的模型，图11-25是曲面上的点约束后的模型。1511.2.8曲面上的边曲面上的边是可以将一条边和一个曲面对齐，通过将一个元件上作为参照的边落在另一个图元的某一参照面上，或者该面的延伸面上来约束两者之间的关系。曲面可以是零件或者装配件上的基准平面、曲面特征或者零件的表面；点可以是零件或者装配上的顶点或者基准点。图11-26是曲面上的边约束前的模型，图11-27是曲面上的边约束后的模型。1611.2.9自动自动约束是由系统通过猜测来设置适当的约束类型，如匹配和对齐等。在使用过程中用户只需选择元件和相应的组件参考即可。使用自动约束时，用户只需通过鼠标选取元件和组件上的参照，系统就会自动给出适当的约束。这种方式是系统默认的约束方式。一般情况下，自动方式只适用于比较简单的装配，对于复杂的装配常常会出现错误。图11-28是自动约束状态下的模型。1711.3装配模型的一般过程本小节将以风扇的装配过程为例进一步熟悉模型的装配操作过程和各约束的应用方法。风扇主要由底座、风扇叶片、风扇架、前护栏和后护栏等5部分组成。1.底座的装配2.风扇架的装配3.前护栏的装配4.风扇叶片的装配5.后护栏的装配1811.4装配图的分解组件的分解视图也称之为爆炸图，它是将模型中每个元件与其他元件分开表示。使用【视图管理器】中的【分解】命令可以创建分解视图。分解视图仅影响组件外观，设计意图和装配元件之间的实际距离与关系不会发生改变。分解视图的规则有以下内容。如果在更高级的组件范围内分解子组件，则子组件中的元件不会自动分解。可以为每个子组件指定要使用的分解状态。关闭分解视图时，将保留与元件分解位置有关的信息。打开分解视图后，元件将返回至其上一分解位置。所有组件均具有一个缺省分解视图，该视图是使元件放置规范创建的。在分解视图中多次出现的同一组件在更高级组件中可以具有不同的特性。1911.4.1缺省分解视图组件的各个元件被放置在各自的方向和位置上，一般情况下很难描述它，因此需要对装配完成的组件进行分解。组件分解图能更清楚地表达该组件模型的各个元件结构信息。在Pro/ENGINEER中，有两种分解视图的方法。选择【视图】︱【分解】︱【分解视图】命令，如图11-38所示。选择【视图】︱【视图管理器】命令，如图11-39所示。2011.4.1缺省分解视图在【视图管理器】对话框中切换到【分解】选项卡，然后单击【编辑】按钮，在其下拉菜单中选择【切换分解状态】命令，如图11-40所示。最后在弹出的如图11-41所示的【分解状态】菜单中选择【切换分解】命令并选择【完成】命令。2111.4.2修改分解视图缺省的分解视图往往不能清楚地描述元件，而且元件的分布也很混乱，因此有必要对缺省的分解视图进行修改以更能展示该组件的各个零件。要编辑分解视图，可以选择【视图】︱【分解】︱【编辑位置】命令，如图11-42所示，系统弹出如图11-43所示的【分解位置】对话框。2211.5Top-DownDesign思想Top-DownDesign是一种由最顶层的产品结构传递设计规范到所有相关次系统的一种设计方法论，通过Top-DownDesign的运用，能够有效地传递设计规范给各个子组件，从而更方便高效的对整个设计流程进行管理。本节主要介绍Top-DownDesign在设计中的应用、原则及设计流程。2311.5.1Top-DownDesign在行业中应用的优势在机械行业和其他重型工业中，产品构造的复杂性带来了装配的困难，为了解决这些问题，Top-DownDesign技术应运而生。Top-DownDesign自顶向下设计有许多优点，它既可以管理大型组件，又能有效地掌握设计意图，使组织结构明确，更能在设计团队间迅速传递设计信息，达到信息共享的目的。2411.5.2Top-DownDesign运用所要达到的目的1.管理(Management)大型复杂的装配设计，系统地组织管理是相当重要的。在Pro/Engineer中，提供了按照设计意图、规划，使用由骨架模型(SkeletonModel)来承载定义组件的接口、零件组装的空间约束及特定运动关系等重要设计需求的应用功能工具。利用骨架模型作为沟通的桥梁，遵循大组件所赋予的设计空间与限制，子组件能够自动地进入设计流程，由上往下层层负责，全面关联，模块化的设计概念可以彻底实现。2.组织(Organization)在设计初期，自顶向下结构已经完整定义，每一个子组件间通过严密的组织紧密结合在一起，彼此的相关配合约束完全由计算机系统来控制，防止人为的不慎和非预期的错误发生。3.信息共享(SharingInformation)Top-DownDesign具备健全的组织结构，能让设计信息在整个系统的任何阶层快速地传递与共享。任何的改动都会在整个系统中传递给各个子组件。因此，它能够使整个团队共享信息，做到协同设计。2511.5.3自顶向下设计的原则自顶向下设计的原则如下。所有子系统都是较大系统的一个组成部分。捕捉知识、设计意图，允许设计人员将精力集中在设计有意义的设计问题上，依赖软件完成琐碎的、麻烦的、重复性的计算工作和技术管理工作。设计模型将自动地从其他Pro/ENGINEER设计对象如骨架模型设计任务书中提取所需的信息。在整个产品开发周期中，设计准则相对静态即较少变化。设计约束或特定的尺寸值，在开发周期中允许处于变化协调过程中直到设计周期的最后才能完全确定。项目的开展按设计职责跨越多个组织部门及行政部门。在产品的变型设计中，允许实现子系统的快速互换。模块化设计使得相似组元的互换性设计及并行设计变得容易。如果嵌套了知识，Pro/ENGINEER的设计对象在将来的设计中可以被方便的重用。2611.5.4Top-DownDesign的设计流程Top-DownDesign的设计流程如下。(1)定义设计意图(概念设计)(ConceptualEngineering)。(2)设定初步的产品架构(DefinePreliminaryProductStructure)。(3)导入骨架模型(IntroducingSkeletonModels)。(4)传达设计意图至整个组件结构中(CommunicatingDesignIntentThroughouttheAssemblyStructure)。(5)继续拓展设计意图至所有零组件(ContinuedPopulationoftheAssembly)。(6)管理零组件间的相互从属参考(ManagingPartInterdependencies)。2711.6上机指导：骨架装配骨架模型也相当于Top-Down装配，可以在组件模型下直接生成(直接方式)，也可以先以零件方式生成一个独立的文件，再组件模式下以骨架的名义读入(间接方式)，下面分别以实例对这两种方式进行讲解。2811.6.1直接方式(1)新建一个文件类型为【组件】，名称为sleleton.asm文件。(2)选择【插入】︱【元件】︱【创建】命令或者直接