Pro_ENGINEER软件在小家电产品设计中的应用.pdf

福建省科协2005年学术年会“数字化制造及其它先进制造技术”专题学术会议305Pro/ENGINEER软件在小家电产品设计中的应用陈仙清（漳州灿坤公司研发部福建漳州363107）摘要:本文主要介绍了Pro/ENGINEER在小家电产品设计中的具体应用，体现了计算机三维仿真参数化设计的概念在产品结构、设计过程分析等方面的优势。关键词:结构设计Pro/ENGINEER参数化设计1前言随着计算机辅助设计和辅助制造技术的快速发展，其应用领域日益扩展，使得工程设计业和制造业发生了深刻的变化，这一点在产品的结构设计方面表现的尤为显著。三维造型技术、参数设计技术和虚拟现实技术等新概念1、新办法已渗透到传统的结构设计中，并发挥出前所未有的作用，推动工程设计技术的发展。PTC公司的Pro/ENGINEER是现代CAD系统的代表，由它率先采用的革命性的设计思想基于特征的参数化设计，领导了现代CAD发展的潮流。其主要模块有：零件设计、零件装配、模具开发、NC加工、钣金设计、运动分析和流动分析等；其主要功能是基于特征的参数化模型建模、先进的资料管理系统和装配管理工程数据库再利用等。它易于使用，可在各种硬件平台上运行。可让使用者同时完成工业设计、结构设计功能，模拟加工制造，缩短产品开发的时间和流程，提高产品质量，同时也节约了产品研发成本。2应用实例在产品的开发初期和设计中，我们经常会遇到诸如下面的问题：a.只知道整个产品的大致结构，其内部结构以及部品的明细、配合细节不清楚；b.产品中每个部件的具体尺寸不清楚，只知道整个产品的大概外形尺寸。在这种情况下，已有的方法通过设计人员的经验以及一次次的修改来达到设计最终产品的目的无疑是事倍功半。而通过PRO/E软件将产品的三维模型展现在我们的面前，对其进行详细的研究、分析、模拟直至产品在理论状态达到最佳无疑是事半功倍。我们已成功地把Pro/E软件应用在小家电的产品设计中。在小家电产品设计中，一般是工业设计师或客户提供产品大致外形尺寸以及产品最终的功能需求；此时可以根据所得到的二维曲线应用Pro/E的Part和Assembly两个模块来进行产品的初始设计，设计过程如下：2.1产品外观设计根据所得到的二维曲线图面、外形尺寸要求、草图以及产品功能需求，利用Pro/E的Part板块，通图1产品外观图Pro/ENGINEER软件在小家电产品设计中的应用306过草图模式(Sketcher)、产生基本特征(FeatureCreationBasics)、加入特征（ConstructionFeature）、产生曲面特征（CreatingSurfaceFeature）、操作自由造型（FreeformManipulstion）2,3等等操作功能建构出产品的整体外观；2.2零部件的机构设计从产品外观修饰要求及功能的需求出发，根据开模难易、不同部品的材质选择，在assembly里对产品进行拆分零部件；零部件拆分出来后，从易于装配、部品易于开模、成型等综合考虑，设计零部件之间的配合关系，如下图定出螺丝定位位置及卡勾位置；图2装配关系图2.3零部件细部设计定出产品的配合方式及装配位置以后，就可以针对每个零部件进行细部设计；细部设计时要根据产品的材质特征及是否好开模等因素综合考虑，完成具体的零件设计；当然同时也必须考虑零件之间组装后是否会发生干涉现象，若在组立图里（Assembly）进行设计，就可以很方便地及时检查并修正；图3细部设计完成的部品图图4烤盘组的模拟分析图2.4零件模拟分析整个产品的基本结构都设计好之后，可以在组立图(Assembly)里进行模拟分析，对部件与部件之间进行综合的干涉检查及运动分析，保证产品在装配及运动过程都不会发生干涉或定位不到位的现象；如下图通过Hinge处旋转，可检查两个加热盘之间的张开角度是否正确、转到设定角度后是否会有干涉或福建省科协2005年学术年会“数字化制造及其它先进制造技术”专题学术会议307定位不到现象等：2.5成本估算产品设计好之后，可以在该软件里根据材质密度，计算出每个部品的理论重量，再折算出该部品的成本，如此可以计算出该产品的预估材料成本，根据经验值换算成产品的预估成本，再将预估成本与目标成本作对比，根据价值工程原理4，视实际状况再适当调整设计方案；3参数化特性该软件的参数化特性很方便用户直接对每个部品进行结构修改，当要修改某个部品的某个尺寸大小时，只需在原有的图面上直接修改相对应的该尺寸，可重新生成变更尺寸后的新部品；相应的其在组立图里的该部品也会即时得到更新；如果在组立图里对部品进行修改，相应的零件图里也会即时得到更新；PRO/E软件具备三维转成二维工程图纸的功能，在三维里所作的任何修改在二维工程图里也会即时体现出来。4结束语在实际的工作中，我们常有结构总体方案的设计很难用单纯的文字表述清楚，常常需要附图片加以说明，而以往常用的二维平面工程图纸很不直观让人难以一下子理解设计意图，使用Pro/ENGINEER的建模和造型功能建立的三维造型，立体、直观、细致，其表现力大大优于平面工程图纸，利用Pro/E从三维入手建模和造型，清楚地表达了结构设计意图。三维造型还直接给后面的加工带来了方便，如果不使用三维设计工具的话，单单靠二维绘图加设计人员想象力，很难快速制出复杂的加工图纸，准确性也无法保障。Pro/E强大的功能，不管是在家电还是其他产品设计的应用，都能使设计人员轻松高效地完成设计任务。参考文献1、齐从谦.制造业信息化导论北京:中国宇航出版社，2003.22、夸克工作室.精通Pro/ENGINEERCAD(入门篇)北京：中国青年出版社3、夸克工作室.精通P