基于ProE的三维标准件库的制作

1、南阳理工学院 毕业设计（论文）课题名称：基于Pro/E的三维标准件库的制作（螺钉部分）姓 名： 岳 姣 阳学 号：21405061专 业： 机械设计制造及其自动化指导教师： 段 江 军 张斌日 期： 2007.6月第1章绪论51国内外CAD技术研究动态51.1国内外CAD技术发展历程51.2 CAD技术发展趋势61.3 Pro/Engineer二次开发现状72研究目的、意义8第2章 标准件设计及建库实例102.1族表基础102.1.1族表(Family Table)菜单简介 2112.1.2 族表（Family Table）实例的操作162.1.3 创建族表（Family Table）的步骤182.1.4 创建族表（Family Table）的几个注意点 5192.2 零件标准件库的建立192.2.1 创建通用零件(Generic Part )202.2.2 修改公称参数的名称242.2.4 添加族项目262.2.5 创建新的实例282.2.6 校检新添加的实例添加实例层292.2.7 预览生成的子实例31第三章 三维标准库在装配中的应用323.1尾架装配中标准件的调用32第四章结论4

2、0论文总结40工作展望41工作感受41致谢43 摘要：参数标准化设计作为一种全新的设计方法现在已被工业界广泛采用。它所具有的高效性、实用性等特点使其成为设计工作的发展方向。参数化标准化设计应用水平的高低直接决定了企业设计效率与设计质量的高低和企业核心竞争力的强弱。这是关系到企业长久生存与发展的重大问题。本文是研究三维标准件库的开发。标准件包括螺钉、螺栓等。标准件库的开发是在Pro/ENGINEER基础上，依据它的二次开发工具族表和excel，设计并开发了一套三维标准件库，实现了各种标准件的自动生成，解决了产品设计效率、生产重复劳动、产品开发周期等问题。实际应用表明，利用本论文开发的系统于各种标准件的建模工作，可提高效率 50左右。关键字：设计方法； Pro/Engineer；标准件库；族表；ESTABLISHMENT OF 3D COMMON AND STANDARD PART LIBRARYABSTRACT Key words: Mechanical manufacturing; Standard piece; Pro/Engineer; 3D databases; Family t

3、able;第1章绪论1国内外CAD技术研究动态1.1国内外CAD技术发展历程 CAD技术起步于50年代后期，60年代，随着计算机软硬件技术的发展，在计算机屏幕上绘图变为可行，CAD技术开始迅速发展。CAD技术以二维绘图为主要目标的算法一直持续到70年代末期，CAD开始实用化，以后的CAD技术作为一个分支而相对独立、平稳地发展。在CAD技术约50年的发展历史中，共经历了四次重大的技术革命.（1）第一次CAD技术革命“贵族化”的曲面造型系统70年代，法国达索飞机制造公司的开发者们，在二维绘图系统CADCAM的基础上，开发出了三维曲面造型系统CATIA。此时CAD软件价格极其昂贵，因此被称为“贵族化”的曲面造型系统。（2）第二次CAD技术革命生不逢时的实体造型技术 有了表面模型，CAM的问题可以基本解决。但由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件的其他特性。基于对于CAD/CAE一体化技术的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件I-DEAS。 (3)第三次CAD技术革命一鸣惊人的参数化设计技术正当实体造型技术逐渐普及之时，

4、CAD技术的研究又有了重大进展。那就是参数化实体造型方法。该方法具有以下特点:基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。80年代中期，PTC公司推出最早的参数化软件Pro/Engineer。进入90年代，参数化技术变得比较成熟起来，充分体现出其在许多通用件、零部件设计上的简单易行的优势。因而参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。 (4)第四次CAD技术革命更上层楼的变量化技术 参数化技术的成功应用，使它在90年代前后几乎成为CAD业界的标准。但参数化技术亦尚有一些不足之处。变量化造型的技术特点是保留了参数化技术基于特征、全数据相关、尺寸驱动设计修改的优点，但在约束定义方面做了根本性改变。它的成功应用，为CAD技术的发展提供了更大的空间和机遇。率先使用变量化技术的软件是SDRC公司推出的I-DEAS Master Series软件。变量化技术驱动了CAD发展的第四次技术革命。从CAD技术的发展历程可以看出，CAD技术一直处于不断的发展和探索之中。没有那一种技术是常青树，正是这种此消彼长的互动和交替，造就了今天CAD技术的兴旺与繁荣，促进了工业的高速发展。CAD技

5、术在我国CAD技术的研究和开发工作起步相对较晚，自80年代开始，CAD技术应用工作才逐步得到了开展。在参数化技术方面我国仍处在不断完善二维图形参数化技术阶段。国内有自主版权的CAD软件如高华CAD、电子图板CAXA、开目CAD等软件技术含量相对较低，它们主要面向国内市场，提供操作简便的二维工程图设计平台，在设计的参数化及软件的可靠性方面都需进一步提高。值得注意的是，经过多年的投入和推广，我国CAD技术己经广泛应用在机械、电子、航空、建筑等行业，应用CAD技术起到了提高企业的设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计的标准化的作用。近年来，我国CAD技术的研究也有了长足的进步。1.2 CAD技术发展趋势 随着CAD技术的不断研究、开发与广泛应用，对CAD技术提出越来越高的要求，因此CAD从本身技术的发展来看，其发展趋势是参数化、三维化、智能化、网络化、集成化和标准化。具体表现为: (1)参数化设计参数化一直是CAD系统所追求的目标，它能极大地提高机械设计效率。通过尺寸驱动既能为用户提供设计对象的直观、准确的反馈，又能随时对设计对象加以修改。 (2)三维化 传统

6、的CAD主要以二维绘图软件为主。从设计的观点来看，人们头脑中所构思的设计对象是三维物体，用二维图形表示三维物体有很多局限性。而采用三维建模更能直观、全面地反映设计意图。在三维的基础上可以进行装配、干涉检查、有限元分析、运动分析等高级的计算机辅助设计工作。 （3）智能化CAD技术作为一种设计工具，其核心目标在于能够帮助工程技术人员设计出更好、更具市场竞争力的产品。在以几何模型为主的现代通用CAD技术的基础上，发展面向设计过程的智能CAD技术是一种必然的趋势。 （4）网络化 从工作站和高性能微机问世以后，大多数用户采用工作站和微机系统来代替集中式CAD系统，形成网络化的系统。借助于互联网的跨地域、跨时空的沟通特性和近乎无限的接入能力，CAD软件的团队协作能力可以直接利用互联网进行。 (5)集成化 从制造业的信息化角度来看，CAD的广义概念包括AD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERP技术的集合，利用基于网络的CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM集成技术，实现真正的全数字化设计与制造。 （6）标准化 随着CAD系统的集成和网络化，制定各种产品设计、评测和数据交换标准势在必行。国际标准

7、化组织己经颁布了新的产品数据转换标准STEP。建立符合STEP标准的全局产品数据模型是企业未来发展的需要。同时国家还将建立图文并茂、参数化的标准件库，替你现行的各种形式的标准化手册。1.3 Pro/Engineer二次开发现状由于Pro/Engineer在CAD/CAM领域的优秀表现，它在各个大中型企业中的使用率越来越高。但是这同时也带来了另外一个问题，那就是怎样对通用软件进行本地化的问题。因为通用的CAD软件在设计的时候不可能考虑到每个企业的特殊情况，要想充分发挥CAD软件的功能，为企业创造更大的效益，企业必须跟据自身的特点，对软件进行本地化的工作，即二次开发。这也是所有CAD软件都留有开发接口的原因。Pro/Engineer的开发从实现方法上大致可以分为两类:一类主要是对Pro/Engineer中使用的标准(如:公差符号、尺寸标注样式等)进行符合企业标准的改造。这类开发只需要根据Pro/Engineer的开发工具族表进行各种参数设置;另一类是需要开发出人性化的界面以方便用户的使用，以及进行数据库的连接。这一类一般是在比较大型的系统中出现，因为操作复杂必须要有友好界面。所以必须借助于

8、其它的开发工具来实现。而这就涉及了开发工具和Pro/toolkit的兼容性问题。这个问题长期以来一直困扰着开发人员，没有得到很好的解决。这也是使得人们认为Pro/Engineer难于开发的原因之一。2研究目的、意义 本论文是在装配设计过程中，为提高设计效率，减少重复劳动，缩短产品开发周期，针对设计过程中所遇到的问题而做的部分研究工作。机械设计领域里传统的二维设计最终将被三维设计所取代。而如何更好地利用三维软件进行产品设计存在着以下值得研究的问题。因此，本论文的研究目的在于解决以下关键问题:(1)参数化建模参数化技术是当前CAD技术重要的研究领域之一。参数化设计一般是指设计对象的结构比较定型，可以用一组参数来约定尺寸关系。参数的求解较简单，参数与设计对象的控制尺寸有显式的对应，设计结果的修改受到尺寸驱动。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，成为初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较和动态设计的有效手段。因此，如何充分地运用参数化技术进行零件的参数化建模来提高各种零件的建模效率是本文研究的重点。运用参数化建模可以完全零件的自动化建模，而所要提供的只是一些基本的设

9、计参数。从而减少设计过程中的大量重复性的工作，大大提高工作效率。 (2)模板的开发定制 采用Pro/Engineer进行三维建模中，模板是建模的基础，它能将相关的信息传递给根据模板创建的文件。通过模板创建的文件具有统一的界面、格式，符合相同的标准，如系统单位、零件精度、模型文件的参数及参数值等。在一定程度上可以提高设计效率。 (3)标准零件库的创建 在机械设计中标准件的数量日益增多，这主要是因为采用标准件给产品的设计、制造、装配带来了很大的方便。设计人员如果能从CAD系统的标准件库中获得满足设计要求的标准件，则可大大减少重复劳动，提高设计效率，从而缩短新产品的研制周期，所以，提供标准件库或者提供开发标准件库的工具是CAD系统的一个重要组成部分，也是评价CAD系统的一个重要指标。在设计过程中，如果缺少标准件库，在调用每一个标准件时，就需要像别的非标零件一样，重新建模。而标准件的频繁调用，大大降低了装配效率，造成了时间和精力上的浪费。 第二章 标准件设计及建库实例2.1族表基础族表是Pro/ENG工NEER中的一个利用表格来驱动模型的工具，可以将事先定义好了的模型(称为“GENER工C”的零件)中可供驱动的尺寸参数、特征、模型参数等放入表格中，通过在表格中输入新的参数值就可以创建一个新的零件(称为“INSTANCE” 的零件)。族表的产生过程是，首先建立一个具有代表性的零件， 此零件称为普通零件(或原始零件)_Generic Part。然后，根据可变情况编辑族表项目，可变项目可以是:尺寸、参数、特征和组件等。完成族表内容后，需进行较对，然后系统会自动一一再生

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