Pro/E三维实体造型与装配
机电工程学院 2012年06月
绪论
一、CAD技术的发展历程
CAD技术发源于美国，经历了从二维设计到三维设计的发展过程。
早期的二维CAD技术实际是计算机辅助绘图，只起到电子图板的作用。二维CAD不能解决复杂的投影线生成、尺寸漏标、漏画图线等问题，更解决不了机构几何关系及运动关系的分析、设计更新及修改和设计工程管理，更不能实现有效的CAM等问题。二维CAD不符合人们的直观感觉。 二、系统选型
1、计算机辅助绘图软件
美国Autodesk公司的旗舰产品AutoCAD。该软件在全球应用最广、用户最多。此外Intergraph，Sigraph，Microstation，TurboCAD等也有一定的知名度。计算机辅助绘图软件是一些专用计算机辅助设计软件的开发平台。如AutoCAD在全球已有几千家基于其上的应用开发商。
国内自主版权支撑平台软件主要有华中理工大学的开目CAD/CAPP、中科院凯思集团的PICAD（凯思博宏）、北京高华计算机有限公司的GHMDS、北京大凯集团凯达研究所的BCAD、深圳乔纳森公司的中国CAD、华中理工大学图形软件中心的凯图（CADTool）、华中理工大学华中软件集团的InteCAD、西安正直软件公司的正直CAD、浙江大学电子信息系统工程公司的GS-ZDDS和北京北海海尔软件有限公司的CAXA电子图板等。它们的价格从近万元到几百元不等，开发商多为CAD软件联盟成员。
计算机辅助绘图软件主要是基于二维平面的，运行在Windows平台上的软件居多。有些软件扩充了一点三维造型和参数华设计功能，但功能有限。
2、CAD支撑软件
CAD支撑软件以三维实体造型为基础，具有先进的参数化和特征造型功能，是CAD技术的精品。主要品牌有PTC公司的Pro/Engineer、SDRC公司的I-DEAS Master Series、EDS/UG公司的UGII、法国MDTV公司的EUCLID Quantum等上百种。大型集成化的CAD系统价格比较高，但产品比较成熟，技术也比较先进。这类软件的功能往往涵盖机械工程的各个领域。
也有一些公司的CAD支撑软件是基于Window平台开发的。最有代表性的产品为1995年由美国SoliWorks公司的SolidWorks、Intergraph公司的SolidEdge、Autodesk公司的MDT，以色列的Cimatron等。它们的功能不是很强，但却是相当地道的三维实体造型软件，具有较强的参数化特征造型功能。国内出现了北航海尔、高华、大天等自主开发的三维造型软件和金银化等基于ACIS造型核心系统的三维造型软件。 三、目前国际上最流行的软件
Pro/Engineer——美国PTC公司(ParametricTechnologyCorporation) UG（Unigraphics）——美国UnigraphicsSolutions公司(EDS公司) CATIA——法国达索(Dassault)公司开发
I-DEAS——美国SDRC公司 （2000年EDS收购）
SolidWorks——美国SoliWorks公司（1997年被Dassault收购） SOLIDEDGE——美国UnigraphicsSolutions公司(EDS公司) MASTERCAM——美国CNC software公司 AutoCAD——美国Autodesk公司的主导产品
经过数十年的竞争和合作，当代CAD领域逐步形成了三个较大的集团，如表所示。
公司名称 PTC
高端CAD Pro/ENGINEER 中端CAD Pro/Desktop 1
EDS Dassault
UG I-DEAS CATIA SolidEdge SolidWorks （国内主要产品：高华CAD、CAXA电子图板和CAXA-ME制造工程师、金银花系统、开目CAD等）
三维设计全面代替二维设计，已成为工程设计不可逆转的潮流。 Pro/ENGINEER系统在1988年以参数式设计的面貌问世，随即带动业界对参数式设计的CAD/CAM系统的期盼。Pro/ENGINEER对于三维几何造型的设计来说，无疑有相当大的帮助，因为Pro/ENGINEER中的参数不只代表三维物体的外形相关尺寸，并且有实际的物理意义，例如可以将体积、表面积、质量中心、密度、厚度等具有设计意义的物理量加入到设计的构思中，来表达设计理念。此项参数式设计的功能不但改表了设计观念，并且将设计的便利性推进一大步。
Pro／ENGINEER（以下统一简称为Pro／E）是美国PTC（Parametric Technology Cor-poration，参数技术公司）开发的大型CAD／CAM／CAE软件。Pro／E自1988年问世以来，以其强大的功能，广泛应用于电子、机械、工业设计、家电、玩具、模具、汽车、航空航天等领域。该软件集零件设计、造型设计、模具开发、数控加工、钣金设计、机构仿真、逆向工程、有限元分析和产品数据库管理等功能于一体，深受众多大中型企业、研究所和大学的青睐。如波音飞机、通用汽车、通用电器、华为、松下、西门子、三星、海尔、中国一汽、二汽等都是它的用户。
PTC公司提出的参数化设计、三维实体模型、特征驱动和单一数据库的设计理念彻底改变了CAD技术的传统观念，逐渐成为当今世界CAD／CAM／CAE领域的新标准。 四、Pro/ENGINEER5.0软件的安装
以安装到D盘为例。
（一）修改系统变量，否则在安装时可能会出现乱码，修改方法：
在桌面上右击“我的电脑”，然后依次点“属性”“高级”“环境变量”，在用户变量中新建一个变量，变量名：lang ，变量值：chs
（二）Pro/ENGINEER安装过程
1、可以先建立一个文件夹—proewf5.0data 作为启动目录。 2、双击setup.exe，记下Pro/E安装程序左下角的网卡号。
3、生成许可证，复制warez_crack文件夹中ptc_licfile.dat 到D盘某目录，用记事本打开ptc_licfile.dat，将00-00-00-00-00-00替换成Pro/E安装程序左下角的网卡号，然后保存。
4、直接安装 Pro/E&M主程序，请一定不要安装 PTC License Server，点“Pro/ENGINEER”后,到了选择安装目录的界面，将目标文件夹直接更改为D：\\Program Files\\ProEWildfire 5.0，选择安装Pro/ENGINEER，没有选择安装帮助文件，其他选项按默认即可，完成后点“下一步”。
5、添加前面生成的许可证，选择许可证时注意选择类型为“锁定的许可证文件”，添加好后点“下一步”，根据你的需要选择要创建的快捷方式并将启动目录设置为前面规划的目录d:\\proewf5.0data，完成后点“下一步”。
6、根据你的需要选择要创建的快捷方式并将启动目录设置为前面规划的目录d:\\proewf5.0data，完成后点“下一步”。“安装Windchill ProductPoint组件”不选。
7、最后一步，什么都不要选，直接点“安装”。
8、接下来是复制文件，没有安装帮助文件，所以大约10分钟就结束了，完成后“退出”。先不要急于打开Pro/E，我们还需要运行破解补丁：
2
请将安装包内warez_crack文件夹下的 ptc.pro engineer.wildfire.5.0 win32-patch.exe复制到D：\\ProgramFiles\\proeWildfire 5.0\\i486_nt\\obj 目录下，点击 patch，当弹出对话框时，选否，直到提示“*PATCHING DONE*”即可。
9、安装成功后，第一次启动时会较慢，请耐心等一会，以后再打开速度就快了。 五、特征简介
（一）基本特征：
此类特征是由用户绘制出特征的二维截面，然后对此截面进行“基本”的几何操作，如拉伸（Extrude）、旋转（Revolve）、扫描（Sweep）、混合（Blend）等，以完成实体或曲面的创建。
（二）工程特征：
此类特征是由用户给定特征的“工程”资料，如圆孔直径、圆角半径、薄壳厚度，以创建出特征的三维几何形状。此类特征包括：孔（Hole）、壳（Shell）、肋（Rib）、拔模（Draft）、倒圆角（Round）、倒角（Chamfer）等。
草图绘制
用Pro/ENGINEER设计三维零件时，必须先创建基本实体，再对此实体进行增减或削减材料的操作，已形成所要的三维实体造型。三维的实体可视为二维截面在第三维空间的变化，因此创建三维实体时，必须先画出实体的二维截面，再利用拉伸、旋转、扫描等方式创建出三维实体模型。 Pro/ENGINEER缺省的二维截面绘图方式为使用目的管理器，即直接单击工具栏按钮来绘制几何线条，Pro/ENGINEER系统自动进行尺寸标注。本章将说明在目的管理器的模式下，几何线条的绘制方式、几何线条的调整和操控、约束的设置、尺寸数字的更改等，并辅以多个实例来说明二维截面绘制的流程及技巧。
草绘练习1
此图含有直线、圆、圆弧。
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步骤：
1、创建新的草图文件（sketch-1） 2、绘制线条（中心线→矩形→倒圆角）
3、设置约束条件：（相等、对称→画1个大圆、4个同心小圆→画2个上下对称左右对称的长方形→画相切圆弧→动态删除不需要的线段→圆心和圆弧中心铅垂） 4、标注尺寸（标注尺寸） 5、修改尺寸数值
6、保存文件（sketch-1.sec）拭除目前。 草绘练习2
此图包括：直线、圆锥弧及样条曲线。
步骤：
1、创建新的草绘文件（sketch-2）
2、绘制线条（水平中心线→圆锥弧→样条曲线→直线） 3、设置约束条件（相切） 4、标注尺寸 5、修改尺寸
6、保存文件（sketch-2）
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