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周口科技职业学院毕业论文题目proe在模具中的应用与前景教学系机械工程系专业班级数控10级2班学生姓名杜权衡学生学号201003010137指导教师2013年6月10日目录摘要…………………………………………………………………………………………1关键词………………………………………………………………………………………1引言………………………………………………………………………………………11.PTC公司及pro/e软件的简介…………………………………12.Pro/e软件与传统二维计算机辅助软件的比较………………33基于特征及参数化的设计…………………………………………………………44Pro/e的特点…………………………………………………………………………55PROE的应用5.1proe在塑料模具中的应用值……………………………………………65.2设计思路…………………………………………………………………………75.3proe在塑料模具中的实际用……………………………………………75.3.1引入参照模型……………………………………………………………………75.3.2模具成型零件的设计……………………………………………………………75.3.3浇注系统及冷却系统的设计…………………………………………………85.3.4干涉检验…………………………………………………………………………85.3.5加载模架并生成工程图………………………………………………………96proe的应用给设计师带来的便利……………………………………………117proe的发展现状………………………………………………………………118proe的发展前景………………………………………………………………12摘要经过漫长的发展岁月,产品设计手段在不断地提高,不断进步,不断成熟。从最早的手工绘图,到现在的广泛的使用计算机辅助设计来进行产品的设计,并且以后还会有更先进的设计手段出现。为了提高计算机辅助设计的效果和节约设计成本和加工时间,我们做了这个关于PRO/ENGINEER技术在产品设计当中的应用的毕业设计,主要从PRO/ENGINEER的参数化设计,有限元分析,动态仿真,逆向工程等方面阐述了PRO/ENGINEER在机械产品设计当中的应用价值及应用前景。本文介绍与应用了PRO/ENGINEER造型设计中的参数化设计方式,涉及到了孔特征、倒圆角、螺旋扫描、阵列特征等的设计方法。然后通过PRO/ENGINEER的组件的应用程序里的机构功能实现动态仿真,实现了产品的设计,模拟装配,模拟运行等过程,充分体现了PRO/ENGINEER在机械产品设计当中的应用价值及应用前景,并且结合了相关的资料讨论了一下三维设计的发展趋势。关键词:proe应用发展引言:机械制造业是国家工业体系中的基础行业,在信息化快速发展的今天,作为计算机辅助设计中的PRO/E在产品的研发与生产中,起到了重要的作用。同时该类软件的应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化,产生了巨大的经济和社会效益。美国PTC公司的PRO/E软件自诞生那一天起,就引领机械行业的发展,将一场深刻的变化带进了工业生产的各个方面。其优势在航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等制造业的广泛、深入应用就能得到生动的说明。相关联的据库、参数化设计基于特征的实体模型化、以及多兼容的数据接口等,都是PRO/E的最大特点。建立在统一基层上的数据库上的特点令数据结构与工程设计结合,使得一件产品的设计能够在各个阶段称为一个完整一体的过程。工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,如腔、壳、倒角及圆角等特征,可以轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。该软件的多数据的接口可以与多种CAE/CAM软件的的连接应用。而我国的三维设计起步较晚,但是经过近几年的发展,正在世界繁荣的设计环境下蓬勃的发展着。有限元分析的基本思想是将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题求解的一种数值方法。物体被离散后通过对其中各个单元进行单元分析,最终得到整个物体的分析。这类如ANSYS的软件与PRO/E的结合应用使两者的优势能够互补,更加解放了人的劳动,促进生产的发展。在机械加工中,机构的运动形式,机构的结构合理性以及产品的动态展现,都离不开动态仿真的协助。1PTC公司及pro/e软件的简介Pro/Engineer是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation,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/Engineer是软件包,并非模块,它是该系统的基本部分,其中功能包括参数化功能定义、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)。Pro/Engineer是一个功能定义系统,即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现,其中包括:筋(Ribs)、槽(Slots)、倒角(Chamfers)和抽空(Shells)等,采用这种手段来建立形体,对于工程师来说是更自然,更直观,无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸,不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体,这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系,任何一个参数改变,其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便。Pro/Engineer可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示,还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件,诸如有限元分析及后置处理等,这都是通过标准数据交换格式来实现,用户更可配上Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用C语言编程,以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力,组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI,ISO,DIN或JIS标准),并且支持符合工业标准的绘图仪(HP,HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。2Pro/e软件与传统二维计算机辅助软件的比较传统的计算机辅助设计系统主要是提供方便的设计工具和手段来辅助设计,缺乏分析问题和解决问题的能力,适用于解决算法型或确定型的任务问题。近几年来,为了克服传统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。众所周知,机械产品设计不但涉及到一系列的计算公式、许多的设计标准和规范以及制图技术,而且还要用到许多非数值的经验性知识,如开始的概念设计和产品的初步设计则要求设计专家凭借知识和经验来思考、推理和判断;而设计过程最一个从“设计-评价-再设计直到产生最优设计结果”的反复过程,这就更需要设计专家具有一定的知识性经验,也就驱使着专家系统和计算机辅助设计进行结合。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的部分,这一部分与问题的表达和理解的正确与否,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,设计活动只活动在设计者的头脑之中,当设计者应用二维CAD系统的时候,设计差不多已经结束。其局限性表现如下:①只是一个绘图工具而并非设计工具,不能帮助设计者定义设计关系和设计约束,更不能储存和保持设计关系。②没有可变型的产品模型。③不支持设计的全过程,只能完成绘图等对提高企业竞争力不很重要的工作。④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。⑤对产品缺乏完善的分析系统和检索机制。由于概念设计的重要性,一些学者提出了基于决策的概念设计过程模型,并且用超文本做了技术实现。与过去的设计方法学模型相比,决策模型并不规定设计过程应该怎样,设计师自始至终控制着设计的流程,具有更大的灵活性;与形式化模型相比,决策模型并不被动地模拟设计过程,而是抽取关键的语义和联系,用以描述和支持设计过程,与传统的计算机辅助设计方法相比,它不仅记录设计的结果,更强调记录和表达设计的过程。总之,智能化是机械计算机辅助设计中极具有前途的研究领域。Pro/Engineer能较好地完成挖掘机零部件的三维造型,三维造型时常用以下方法: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、沟槽)库,直接生成零件实体,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,蒙皮生成曲面形实体。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,是挖掘机最理想的建模方式。⑤利用三维实体间的布尔运算(交、并、补),将多个简单零件组合成一体,生成新的实体等等,且生成的实体模型均采用参数化特征造型。3.1基于特征及参数化的设计参数化技术是指设计对象的结构形状比较定型,可以用一组参数来约定尺寸的关系。多数与设计对象的控制尺寸有显然的对应,设计结果的修改受到尺寸驱动,所以也称为参数化尺寸驱动,参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形的功能,成为初始设计、产品建模及修改系列化设计、多方案比较和动态设计的有效手段。参数化技术的研究工作可追溯到Sutherland早期的Sketchpad系统,当时已经提出并利用了基于几何约束进行设计与修改的思想。近几年参数化技术已有不少种方法,如变动几何法、几何推理法及参数化操作法等。变动几何法将几何约束转变为一系列以特征点为变元的非线性方程组,通过数值法解非线性方程组确定出几何细节,该方法必须用户输入充分且一致的几何约束才能求出约束方程的解,对不一致的约束模型则以进行有效的判别与处理,也难以有效地将局部变动限制在局部范围求解;几何推理法是建立在专家系统的基础上,采用谓词表示几何约束,通过推理机导出几何细节,这种方法可以检查约束模型的有效性,并具有局部修改功能,但存在着推理速度馒、系统庞大等问题;参数化操作法采用参数化操作表示与处理几何约束,并通过与参数化操作对应的几何计算程序逐步确定出精确几何模型,该方法简单、实用,但难以表示与处理复杂的几何约束。工程设计人员利用参数化技术,可以大大计提高只有几何尺寸发生变化的零件的设计效率,避免繁琐的重复性工作。因此,参数化技术已成为pro/e设计中重要的研究内容。以下是基于特征及参数化的设计的实例,从中我们可以加深PRO/E在产品构件中的优势的直观了解。图2-1拉伸特征图2-2旋转特征图2-3扫描特征4Pro/e的特点经过20多年不断的创新和完善,pore现在已经是三维建模软件领域的领头羊之一,它具有如下特点和优势:参数化设计和特征功能Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统,工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,如腔、壳、倒角及圆角,您可以随意勾画草图,轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。单一数据库Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上,不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作,不管他是哪一个部门的。换言之,在整个设计过程的任何一处发生改动,亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如,一旦工程详图有改变,NC(数控)工具路径也会自动更新;组装工程图如有任何变动
本文标题:proe在模具中的应用与前景
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