proe自顶向下设计的基础原理.docx
- 文档编号:27788319
- 上传时间:2023-07-05
- 格式:DOCX
- 页数:66
- 大小:2.49MB
proe自顶向下设计的基础原理.docx
《proe自顶向下设计的基础原理.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《proe自顶向下设计的基础原理.docx(66页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
proe自顶向下设计的基础原理
本课程将讲授自顶向下设计的基础原理。
该设计方式有力而稳定地扩展了参数设计,使产品设计更为有效。
自顶向下设计使您可以在产品组件的环境中创建零件,并在
创建新零件特征时参照现有几何。
图1
该设计方法不同于传统的自底向上设计方法,在自底向上设计方法中,各个元件是独立于组件进行设计的,然后再将这些元件组合到一起来开发顶级组件。
图2
自顶向下设计是一种逐步进行的过程:
1.使用标准的起始组件创建一个顶级组件文件。
2.使用标准的起始零件在顶级组件中创建一个骨架。
3.在骨架元件中创建所需的骨架几何。
4.使用骨架模型参照创建并装配所需元件。
5.在元件中对所需特征进行建模,并使用骨架几何作为唯一的参数参照。
6.在组件中的适当级创建并装配一个映射零件。
7.在映射零件中创建所需参照。
8.创建并装配参照映射零件的元件。
9.在参照映射零件(如有必要,参照骨架的元件中建立几何。
请注意,有更多关于自顶向下设计方面的高级功能和方法,例如,布局和发布几何,这些功能和方法将在
高级组件指南和大型组件指南两个课程中进行介绍。
当您决定使用“自顶向下设计”法时,需要了解一些Pro/ENGINEER的特点。
零件模式对组件模式
使用Pro/ENGINEER零件和组件文件有两种不同的方法。
要对设计进行更改,可以在“零件模式”中修改零件文件本身,也可以在“组件模式”中的“组件”内容中修改零件文件。
在“零件模式”中,您仅操作零件的几何,且操作窗口中仅包含该零件。
在“组件模式”中,您操纵的是该组件,可以操作组件中的几何或其中零件的几何。
工作在“组件模式”时,若要为零件添加几何,必须选取考虑中的元件,右键单击并选择激活。
这向系统表明您正在创建的特征属于所选的特定元件。
如未“激活”(Active该元件,则需要按上一课中的做法创建组件级特征。
当组件中使用的零件发生变更时(可能是尺寸修改或添加特征,这些变更在组件中是可见的,意识到这一点很重要。
当零件单独打开并更改或在组件的内容中更改时,尤为如此。
这也是相关性(信息的双向流的另一个范例。
意识到一个零件仅有一个模型很重要。
无论用在
设计、文档和制造工艺中何处,该模型将被参照(不是复制。
创建不正确的外部参照
Pro/ENGINEER的一个重要功能就是将特征连接到一起,当发生设计修改时,在元件之间建立起关系并节省时间。
但是,若要使这些关系正常运行,必须创建些设计中发生变更时可进行编辑和操作的可靠关系。
图3
在上面的范例中,构成从动零件外径圆的草绘与驱动器零件的圆边对齐。
无论此驱动器零件的外径何时改变,该从动零件的外径都将随之而变。
以这种方式应用自顶向下设计方法将创建组件元件间的关联:
这些关系被称为外部参照。
外部参照将一个元件中的特征定义联系到另一个零件的特征、边、面、平面或轴。
组件元件中的特征之间的参照不是显而易见的,意识到这一点很重要,因此必须小心使用参照。
例如,由于零件的再生依赖于特征对齐参照和元件放置约束,因此如果任何参照失效或不存在都将发生再生失败。
您已经了解如果删除被另一个特征参照的特征,会怎样发生零件再生失败。
同理应用到组件元件之间的外部参照。
假设您已创建了几个不同零件的单个特征的多个参照。
从组件中移除含有该特征的元件将导致每个零件中的所有特征失败。
诊断组件再生失败的原因(使用解决模式通常是复杂的,因为失败常常叠加。
使用骨架
在元件之间创建直接参照非常危险。
这些零件中参照的边、面和基准可能因为两个原因而失效。
首先,它们可被删除或更改而不再有效。
其次,由于设计中的变更,包含这些参照的元件可被删除或替换,因此导致参照消失。
为避免这种情况,可使用的一个方法是利用“骨架”零件。
“骨架”零件创建于组件中的最高级且创建时未添加任何其它元件。
由于“骨架”零件在组件中的位置,它不依赖于任何其他元件。
即使在有了一些已装配的模型以后创建“骨架”零件,系统依然会自动将其放置在组件中的第一个元件的位置。
“骨架”创建后,代表零件间界面的曲线和曲面将添加至其中。
它们可以是组件界面、曲线或同时在组件的几个零件中需要用作参照的基准。
图4
骨架的另一个优点是记录外部参照。
如果确实发生了失败,用户知道通过“骨架”零件查找失败的参照。
使用缺省的基准特征
因此,为了有效使用“自顶向下”组件设计法,必须正确制定其结构,并在定义外部参照时非常小心。
可通过遵守下列总则来改进Pro/ENGINEER组件的稳健性:
1.每个零件中的第一个特征应为缺省基准平面和坐标系。
这使得这些基准成为最早出
现的特征:
它们既不会被删除,也不会由于模型的更改而使其定义失效。
2.每个组件中的第一个特征应为缺省组件基准平面和坐标系。
第一个元件应该总是
“骨架”。
此“骨架”可以装配到缺省坐标系或缺省组件基准平面。
下一个元件可以装配到此骨架。
使用此法,Pro/ENGINEER可允许将来移除或替换任一组件元件。
3.无论何时在“组件模式”中创建几何,仅使用零件缺省基准平面用于草绘平面、参照
平面或尺寸参照。
4.只要可行(且有意义时,可使用骨架中的几何来装配元件。
由于这些特征相当稳
定,因此模型的更改不易使组件约束失效。
使用组件模式中的层
当使用含有多个零件的组件时,显示变得混乱,充满了“基准”图元(平面,轴,点和坐标系。
您已经了解如何使用基准显示工具栏设置来控制“基准”图元的显示。
图5
但是,此法不能提供足够的灵活性以显示某些仅选取的“基准”图元。
有选择地显示“基准”图元需要正确应用层功能。
基本方法是定义一个包含缺省基准平面的层,再定义另一个包含所有其它基准平面的层以及更多包含所有基准轴、点等的层。
然后可以改变层树中的隐藏/取消隐藏状态来有选择地控制相应层的显示,以获得所要显示的图元。
通常,如果使用标准的起始模板,模型中已经存在上述层。
此外,当通过在config.pro文件中设置缺省层创建基准图元时,基准图元可自动添加到层中。
为了使用户之间顺利完成零件的交换,您的公司应建立标准的层设置和添加对象到指定层的练习。
进行自顶向下设计时,有选择地显示“基准”图元可以帮助您避免创建不必要的外部参照。
自顶向下设计过程通常通过创建顶级组件文件开始。
该文件应仅包含缺省坐标系和缺省基准平面以及所有组件中公用的参数(如设计者姓名、零件号等。
还必须使用符合统一命名约定的层。
使用自顶向下设计方法时,您会逐渐理解使用此惯例的需要。
使用自顶向下设计时,必须在方法和标准的使用中保持层名、元件名和参数名等的一致性。
这可通过使用组件模板(或者也称为起始组件来轻易实现。
组件模板是一个组件文件,其中包含符合公司标准的需用基准平面、坐标系、层和参数。
层尤其重要,因其在Pro/ENGINEER中有个特殊功能。
在层树中,Pro/ENGINEER集合了具有相同名称的所有元件的所有层。
因此,当所有元件(包括顶级组件包含一个称为Default_Datums的层时,它们就被集合到一个使其极易操作的层次列表中。
图1
另一个加速设计操作的层技巧是在顶级组件中为每个元件创建一个层。
可用该层快速隐藏和取消隐藏元件。
隐藏不用的元件可增强显示性能并可避免不小心选中其中的参照。
隐藏元件时,该元件中的所有特征均从显示中消失。
特征包括坐标系、基准平面和轴。
目标
在本课程中,您将使用自顶向下设计方法来创建加热器元素组件。
工作目录:
assemblies/topdown1
图1
1.使用“起始组件”创建一个新组件文件。
选择
在“新建”(New对话框中选择“组件”(Assembly
键入heater_assy_yourinitials作为组件的名称,但不要按
将“公用名称”(CommonName留为空白
选择“使用缺省模板”(Usedefaulttemplate以移除选中标记“新建”(New对话框应如下所示。
图2
选择“确定”(OK按钮
现在可选取一个Pro/ENGINEER提供的模板,使用空模板或“浏览”(Browse来查找专为此目的设
置的模板文件。
在“新文件选项”(NewFileOptions对话框中选择“浏览”(Browse按钮
图3
双击“选择模板”(Choosetemplate对话框中的start1.asm
在“新文件选项”(NewFileOptions对话框中选择“确定”(OK按钮
请注意,新组件中已经存在缺省基准平面和缺省坐标系。
它们都是从所选取的起始组件复制过来的。
图4
2.将加热器组件中的组件单位设为“毫米牛顿秒”。
选择“编辑”(Edit
选择“设置”(Setup
在右侧的“组件设置”(ASSEMSETUP菜单中选择“单位”(Units
图5
选择“毫米牛顿秒(mmNs”(millimeterNewtonSecond(mmNs
选择“设置”(Set按钮
在“改变模型单位”(ChangingModelUnits对话框中选择“解译尺寸”(Interpretdimensions
选择“确定”(OK按钮
选择“关闭”(Close按钮
在“组件设置”(ASSEMSETUP菜单中选择“完成”(Done
3.检查组件中可用的层。
在模型树区域,选取“显示”(Show按钮
选择“层树”(LayerTree
“层树”(LayerTree列出了可用的层,如下图所示。
图6
显示每个层的内容。
选择“显示”(Show
选择“展开全部”(ExpandAll
图7
4.隐藏缺省坐标系层以查看效果。
选取名为DEFAULT_CSYS的层
从鼠标右键弹出式菜单中选择“隐藏”(Hide“重画”(Repaint屏幕
图8
5.创建一个组件级坐标系,然后查看其如何受到隐藏层的影响。
从右侧的基准工具栏中选择
按住键
选择基准平面ASSY_XY、ASSY_YZ和ASSY_ZX
在“坐标系”(COORDINATESYSTEM对话框中选择“确定”(OK按钮
图9
请注意坐标系ACS0仍可见。
只有缺省坐标系储存到DEFAULT_CSYS层中。
将坐标系添加到层CSYS,并遮蔽该层。
选取层CSYS
从鼠标右键弹出式菜单中选择“层属性”(LayerProperties
从屏幕上选取ACS0
“层属性”(LayerProperties对话框更新为包含ACS0。
图10
选择“确定”(OK按钮
选取层CSYS
从鼠标右键弹出式菜单中选择“隐藏”(Hide“重画”(Repaint屏幕
图11
6.重新开启CSYS层并移除ACS0。
选取层CSYS
从鼠标右键弹出式菜单中选择“取消隐藏”(Unhide
“重画”(Repaint屏幕
在屏幕上选取ACSO
从鼠标右键弹出式菜单中选择“删除”(Delete
选择“确定”(OK按钮以确认
7.显示模型树。
在“层树”(LayerTree区域,选取“显示”(Show按钮
选择“模型树”(ModelTree
8.关闭并拭除所有文件。
演示结束
自顶向下设计过程的下一步是创建骨架零件。
骨架零件控制该设计。
骨架零件必须始终为组件中的第一个零件,且必须装配在缺省位置。
请注意,如果在已经装配了其它元件后创建骨架零件,则系统会自动重新对元件排序,将骨架零件作为第一个元件。
骨架实际上是一个在组件中创建的元件。
通常,从起始零件复制骨架以确保具有缺省的基准、层和参数的设置。
图1
此骨架零件含有驱动此设计的基准曲线和曲面。
此骨架零件有两个用途。
首先,用于控制外部参照,方式为将其强制指向一个单独零件。
其次,此骨架零件用于记录设计意图。
通过将模型从骨架零件中挪出,孤立了允许变化的参数。
例如,您可能想要创建一个有顶部和底部的箱体组件。
如果在控制长度和宽度的(不包括高度骨架零件中创建曲线,则可以在骨架外创建元件,这样骨架控制元件的长度和宽度,但其高度仍保持独立。
骨架零件必须始终是添加到组件中的第一个元件。
“骨架”(Skeleton创建于组件环境中,并使用“缺省”(Default放置约束进行放置。
这样使骨架零件的原点与组件的原点重合。
骨架零件也应该包含一个缺省坐标系和缺省基准平面。
为确保所有元件始终包含缺省坐标系和缺省基准平面作为其第一特征,最好的方法是使用起始零件创建每个元件。
起始零件是一个包含了所有零件创建时都需要的公共几何、层和参数的零件。
创建零件时,系统可指定起始零件的名称。
新零件创建后,起始零件中所有的数据均可复制到新零件中。
创建新零件时,有好几种其它选项。
可以让零件为空或添加组件约束。
也可以创建第一个特征。
图1
目标
在本演示中,将创建一个骨架零件。
将向该零件添加曲线以表示加热器的基本驱动设计意图。
工作目录:
assemblies/topdown2
1.打开heater_assy
2.asm。
2.创建骨架零件作为组件的一个元件。
选择
选择“骨架模型”(SkeletonModel单选按钮
选择“确定”(OK
图1
请注意,名称字段自动更改,使用组件名称加上_SKEL来创建字符串。
然后系统将打开“创建选项”(CreationOptions对话框。
选择“复制现有”(CopyFromExisting单选按钮
选择“浏览”(Browse按钮
从列表中选取start_part1.prt,然后选择“打开”(Open按钮
在“创建选项”(CreationOptions对话框中选择“确定”(OK按钮
模型树现在将骨架零件作为组件的成员显示。
图2
然后模型出现在组件中,如下图所示。
图3
3.“隐藏”(Hide包含组件缺省基准平面的层。
选择模型树中的“显示”(Show
选择“层树”(LayerTree
选取DEFAULT_DATUMS旁边显示的加号(选择HEATER_ASSY2.ASM
从鼠标右键弹出式菜单中选择“隐藏”(Hide
选择
图4
在“层树”(LayerTree中选择“显示”(Show
选择“模型树”(ModelTree
4.使骨架零件成为激活零件
在模型树中选取骨架零件
从鼠标右键弹出式菜单中选择“激活”(Activate
这样使骨架零件成为激活零件,如图形区域所示,然后现在可对其进行修改。
5.将骨架零件基准平面重新命名为SKEL-XY、SKEL-ZX和SKEL-YZ,并重新命名缺省坐标系SKEL-DEFAULT。
选取基准平面XY
从鼠标右键弹出式菜单中选择“属性”(Properties
在“基准”(Datum对话框中,将名称改为SKEL-XY
图5
选择“确定”(OK按钮
其它两个基准面的操作重复上述步骤
相同的步骤对于“缺省坐标系”将不起作用。
从顶部菜单栏中选择“编辑”(Edit
选择“设置”(Setup
在右侧的“骨架设置”(SKELSETUP菜单中选择“名称”(Name选取DEFAULT坐标系
键入SKEL-DEFAULT然后按
选择“骨架设置”(SKELSETUP菜单中的“完成”(Done
图6
6.向骨架添加基准曲线,该曲线代表顶罩和底罩相交部分零件的轮廓。
图7
选择草绘的基准曲线工具(以调出“草绘”(Sketch对话框
图8
选取SKEL-XY基准平面作为草绘平面
选取SKEL-ZX基准平面作为定向平面
选择Top作为“方向”(Orientation参照
选择“草绘”(Sketch按钮
从菜单栏中选择“草绘”(Sketch
选择“数据来自文件”(DatafromFile
选择“文件系统”(FileSystem
在“打开”(Open对话框中双击outline.sec
选择屏幕中某处以临时放置截面
此截面显示在图形窗口中,但不在正确的位置,且显示“缩放旋转”(ScaleRotate对话框。
将此截面拖动到水平基准平面和垂直基准平面的相交处
图9
如有必要,在“缩放旋转”(ScaleRotate对话框中将“比例”(Scale改为1.0,并将“旋转”(Rotate角度改为0.0。
在“缩放旋转”(ScaleRotate对话框中选择以接收新数值
此截面将位于如下图所示位置。
图10
选择“继续当前部分”(Continuewiththecurrentsection图标(以退出“草绘器”(Sketcher
图11
7.在没有详细指示的情况下,您自己通过草绘圆并添加如下图所示的尺寸来添加另
一个基准曲线。
此圆将用于放置紧固上下罩的螺钉头。
图12
8.在SKEL-ZX和SKEL-YZ的相交处创建一个基准轴。
选择
选取基准平面SKEL-ZX
按住键并选取基准平面SKEL-YZ
在“基准轴”(DATUMAXIS对话框中选择“确定”(OK按钮
从顶部菜单栏中选择“编辑”(Edit
选择“设置”(Setup
在右侧的“骨架设置”(SKELSETUP菜单中选择“名称”(Name
选取轴A_1
键入SKEL-AXIS然后按
选择“骨架设置”(SKELSETUP菜单中的“完成”(Done
9.“激活”(Activate组件。
在模型树中选取HEATER_ASSY_XYZ.ASM
从鼠标右键弹出式菜单中选择“激活”(Activate
选取图形窗口内部的任意位置
10.关闭并拭除所有文件。
演示结束
自顶向下设计过程的下一步是创建一个空白零件以支持实际的元件几何。
与第一个组件文件和骨架一样,您要确保元件从正确的数据开始。
此外,使用起始零件来在新元件中获得正确数据是推荐的方法。
大多数公司拥有组件和零件的标准起始文件。
这些文件应包含缺省坐标系、缺省基准平面以及正确的层和参数。
对于零件的标准起始文件,材料类型、密度、标准壁厚或板厚等可以是有效参数。
可直接在“零件设置”(PARTSETUP菜单中设置数值(如材料和公差。
图1
其它参数(如壁厚、倒圆角半径和间隙使用“工具”(Tools/“参数”(Parameters选项来打开“参数”(Parameters编辑器。
图2
创建参数时,键入参数“名称”(Name和“值”(Value并选取参数“类型”(Type。
定义后,不想为尺寸输入数值时就可输入参数名称。
目标
装配一个空元件以支持加热器顶罩,并设置层的显示。
工作目录:
assemblies/topdown3
图1
1.打开heater_assy3.asm。
关闭基准轴的显示
2.装配一个空元件以支持顶罩。
使用起始零件来定义基准平面、坐标系和一些参数。
图2
选择
如有必要,在“元件创建”(ComponentCreate对话框中选择“零件”(Part和“实体”(Solid单选按钮
在“名称”(Name文本框中键入heater_top_yourinitials作为新元件的名称并按
请注意,如果start_part1.prt出现在“创建选项”(CreationOptions中的“复制自”(CopyFrom
区域,请跳过下两个步骤。
在“创建选项”(CreationOptions对话框中,选择“复制现有”(CopyfromExisting单选按钮,然后选择“浏览”(Browse按钮
图3
双击start_part1.prt
在“创建选项”(CreationOptions对话框中选择“确定”(OK按钮
转至“标准方向”(StandardOrientation
在屏幕上单击如下图所示的位置以临时放置该元件
图4
选择如下图所示的“缺省”(Default放置选项
图5
选择
图6
3.关闭“骨架”基准图元。
选择模型树区域中的“显示”(Show
选择“层树”(LayerTree
在“层树”(LayerTree中,选择HEATER_ASSY3.ASM(活动的顶级模型右侧的下拉箭头
选择HEATER_ASSY3_SKEL.PRT
按住键
选取所列的两个层
从鼠标右键弹出式菜单中选择“隐藏”(Hide
图7
选择
在“层树”(LayerTree中选择“显示”(Show选择“模型树”(ModelTree
图8
4.关闭并拭除所有文件。
演示结束
可通过参照骨架零件中的驱动几何来创建元件中的特征。
此过程是自顶向下设计的核心部分。
图1
使用此法,不仅可控制外部参照,还可明确设计意图。
元件中几何的创建方式必须始终为,先选取要操作的零件,从鼠标右键弹出式菜单中选择“激活”(Activate,然后再插入该特征。
常见的错误是在未首先激活正确的元件的情况下创建特征,这实际上创建的是组件级特征。
零件被激活后,Pro/ENGINEER为您提供了创建、删除和编辑其特征定义的能力,就相当于直接在零件模式中操作。
草绘器中的“使用边”(UseEdge(选项是将特征连接到骨架有效方式。
它可将一系列曲线甚至现有边继承到草绘中。
草绘曲线由下面的几何驱动,因为它们受到所选曲线的约束。
因此,当骨架零件中的曲线变化时,草绘曲线随之而变,导致实体特征也发生变化。
图1
在组件模式中设计零件,无论何时选取图元以定义特征参照都必须非常小心。
例如,如果在草绘特征的创建过程中,不小心选取一个组件“基准平面”作为草绘平面,则已建立了一个完全不必要的外部参照。
正确的操作是选取一个零件自身的“基准平面”。
有以下几种方法可确保选取正确的图元:
使用“层树”(LayerTree来隐藏不需要的元件和基准图元,以及更改“外部参照控制”(ExternalReferenceControl设置。
图2
如果您的公司未更改设置,则缺省设置为“全部”(All,可创建任何类型的外部参照。
“在子组件内部”(InsideSubassembly和骨架模型设置限制了外部参照到所选对象的范围(组件结构中的对象。
“无”(None设置避免了创建任何外部参照。
目标
在零件模式和组件模式环境中,创建顶罩和底罩的几何。
工作目录:
assemblies/topdown4
图1
由于必须将骨架零件作参照来描述该罩,因此应确保隐藏所有不必要的“基准图元”,使用“参照控制”(ReferenceControl选项可创建到“骨架”(Skeleton的外部参照。
1.打开heater_assy4.asm。
关闭基准轴的显示
2.更改“参照控制”(ReferenceControl设置。
从主菜单栏中选择“工具”(Tools
选择“组件设置”(AssemblySettings
选择“参照控制”(ReferenceControl
系统显示“外部参照控制”(ExternalReferenceControl对话框
选择“骨架模型”(SkeletonModel单选按钮
选择“确定”(OK按钮
3.创建代表顶罩外部主体的伸出项。
将在组件环境中创建顶罩零件的几何。
图2
在模型树中选
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- proe 向下 设计 基础 原理