基于烟灰缸的设计毕业设计

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1、基于烟灰缸的设计学习情境一 烟灰缸的设计【任务描述】本情境要求创建如下所示的烟灰缸，构建该模型使用拉伸、拔模、实体编辑、抽壳等特征。【相关知识】模块1 Pro/ENGINEER Wildfire4.0简介11 Pro/ENGINEER系统概述 三维建模软件Pro/ENGINEER是美国PTC（参数技术）公司创作的。该软件自1988年问世以来，得到不断发展和完善，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航空航天、家电、玩具等行业，是一个全方位的3D产品开发软件。它集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、压力分析、产品数据管理等

2、功能于一体。该软件版本主要经历了98、2000、2000i、2001、Wildfire版本升级过程。最新Pro/ENGINEER Wildfire 4.0版本在功能加强和软件的易用性上作了进一步的改进。Pro/ENGINEER Wildfire 4.0的功能与特点如下：1完整的3D建模功能，使用户能提高产品质量和缩短新产品开发周期。2通过自动生成相关的模具设计、装配指令和机床代码，可有效提高生产效率，降低技术人员劳动强度，避免人为差错的出现。3能够仿真和分析虚拟样机，从而改进产品性能和优化产品设计。4能够在所有适当的团队成员之间完美地共享数字化产品数据，避免重复劳动。5. 与各种CAD工具（包

3、括相关数据交换）和业界标准数据格式兼容，生成模型文件的通用性高，便于相关技术人员的技术交流与合作。12 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0的新增功能相对于旧版本而言，Pro/ENGINEER 4.0的进步主要体现在用户操作效率方面，主要改进功能介绍如下：1增加草绘识别功能草绘识别功能主要包括着色封闭环、加亮开放端点和几何重叠图元以及建模要求分析等。利用这些功能，可以对所绘草图的封闭性、开放端点、重叠图元以及是否满足后续建模要求等做出准确判断，从而提高绘图精度，减少不必要的重复操作，以达到提高工作效率的目的。2 增强移除功能移除功能可以进一步增强特征编辑功能，从而为开发外形丰富的

4、产品资源奠定基础。Pro/ENGINEER 4.0的移除功能在原有基础上扩大了移除范围，不仅适用于倒圆角特征，还适于倒角、筋、孔等实体或曲面特征。3扩大孔特征操作范例在Pro/ENGINEER 4.0中，孔特征操控板中包含简单孔、标准孔、草绘孔和锥孔等多种类型的孔的创建，并将放置参考点变为绿色，而且利用草绘孔图标按钮代替原来的下拉框，从而简化了鼠标操作的繁琐步骤。此外，在简单孔的基础上，新增了标准孔轮廓功能，其孔类型与标准孔一致，在钻孔肩部深度基础上新增钻孔深度功能。4、优化钣金设计功能钣金件是指具有均匀厚度的金属薄板零件。在Pro/ENGINEER 4.0中，创建钣金件的方法与创建实体零件相

5、同，都需要一个毛坯，即首先必须以薄壁特征进行冲孔、折弯、扭转、局部冲型、展开等操作，即可完成钣金设计。在整个钣金设计过程中，优化功能如下： (1)草绘截面重复使用(2)新增钣金壁厚度参数(3)新增保留变形区域功能1.3 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0的特点如下：1 完整的3D建模功能，使用户能提高产品质量和缩短新产品开发周期。2通过自动生成相关的模具设计、装配指令和机床代码，可有效提高生产效率，降低技术人员劳动强度，避免人为差错的出现。3 能够仿真和分析虚拟样机，从而改进产品性能和优化产品设计。4 能够在所有适当的团队成员之间完美地共享数字化产品数据，避免重复劳动。5与各种

6、CAD工具（包括相关数据交换）和业界标准数据格式兼容，生成模型文件的通用性高，便于相关技术人员的技术交流与合作。 14 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 操作界面当安装了Pro/ENGINEER4.0后可以通过单击桌面上的快捷图标来启动Pro/ENGINEER，打开其工作界面。如图4-1所示。图1.4.1 ProE Wildfire 4.0操作界面1.4.1 常规界面元素常规界面元素主要包括菜单栏、工具栏、设计绘图区等，分别介绍如下：1、菜单栏和其它标准的窗口化软件一样，Pro/ENGINEER4.0菜单提供了基本的窗口操作命令和模型处理功能。2、工具栏Pro/ENGINEE

7、R4.0有两种工具栏，标准工具栏和特征工具栏。标准工具栏一般位于窗口的上方，一些使用频繁的基本操作命令，以快捷图标按钮的形式显示在这里，用户可以根据需要设置快捷图标的显示状态。不同的模块，在该区显示的快捷图标有所不同。一般包括：文件管理工具栏、基准显示工具栏、模型显示工具栏等；特征工具栏一般位于窗口右侧，将使用频繁的特征操作命令以快捷图标按钮的形式显示在这里，所以又叫快捷菜单栏，用户可以根据需要设置快捷图标的显示状态。不同的模块，在该区显示的快捷图标有所不同。3、设计绘图区设计绘图区是建模时使用的一个重要工作区域，一般位于界面的中间。用户操作的结果常常显示在该区域内，用户既可通过草绘环境创建所

8、需要的各种基础实体或曲面，也可通过视图操作或编辑命令对模型执行旋转、平移、缩放、复制、粘贴等各种动态操作。4、导航器导航栏隐藏/显示区：位于窗口工作区的左侧。单击导航栏右侧的符号“”，显示导航栏，单击导航栏右侧的符号“”，隐藏导航栏。导航栏中包括模型树、文件浏览器、个人收藏夹和连接四部分内容。单击相应选项按钮，可打开相应的导航面板。如图1.4.2所示。图1.4.2 导航栏隐藏/显示区导航器各选项卡的功能说明如下：（1）模型树记录特征的创建、零件和组件中所有特征的创建顺序、名称、编号和状态等相关数据，每一类特征名称前都有此类特征的图标。此外，模型树也是进行编辑操作的区域。（2）文件浏览器主要用于

9、查看硬盘或网络上的文件。在文件浏览器中右击，然后在快捷菜单中选择【展开】，即可展开其中的文件夹，显示其中的全部文件。此时如果在导航器中选择Pro/ENGINEER的文件，系统会显示预览窗口。（3）个人收藏夹用于保存读者自己常用的网页地址。通过其上方的【添加】和【组织】按扭，可以收藏网页。（4）连接主要用于访问相关网络资源，如连接PTC公司网站，使用户能够在工作的同时通过Pro/ENGINEER内建的浏览器上网查询数据。5、信息提示区位于窗口工作区的底部，对当前窗口中的操作进行记录、简要说明或提示，对于需要输入数据的操作，会在该区出现一文本框，供用户输入数据使用。图1.4.3 信息显示区6、过滤

10、器位于主窗口的右下角，使用该栏相应选项，可以有目的地选择模型中的对象。利用该功能，可以在较复杂的模型中快速选择要操作的对象。单击其右侧的按钮 ，打开其下拉列表，显示当前模型可供选择的项目，如图1.4.4所示。智能选择如图1.4.5所示，即当光标移动到模型某个特征上时，系统会自动识别出该特征，在光标附近出现该特征的名称，同时该特征的边界高亮显示为蓝色。 图1.4.4 过滤器 图1.4.5 智能选择7、特征操控板特征操控板是各种特征命令的载体。在Pro/ENGINEER4.0中，许多复杂的命令都涉及多个操作对象，多个参数以及多种控制选项的设置，这些设置操作均在特征操控板上进行。特征操控板一般由三部

11、分构成：主设定区、扩展选项区和确认区。（1）主设定区 列出特征操作的主要步骤。（2）扩展选项区 包含其他辅助性的选项设置，其中对于扩展选项区所打开的菜单称为上滑板。针对不同特征，由扩展选项区打开的上滑板也不同，一般都包括【选项】和【属性】两上滑板。（3）确认区 利用这个区域的【预览】工具可预览操作结果，利用【暂停】、【确认】或【取消】工具可以暂停、确认或取消当前的特征操作。Pro/E4.0中的特征操控板是对Pro/E旧版本的重要改进，但这种改进并不彻底，仍有很多特征操作沿用传统的瀑布菜单方式，例如混合、扫描、螺旋扫描等特征时，仍然以菜单方式设定操作步骤。（3）菜单显示 启用此复选框后,菜单栏中

12、的各个命令选项都将以图标形式显示.1.4.2 定制界面使用“工具箱”快捷菜单可改变窗口中菜单条和工具栏的布局。在顶部或右侧工具栏上的任何地方单击鼠标右键，弹出 “工具箱”快捷菜单。 如图1.4.6所示图1.4.61、使用“工具箱”快捷菜单，定制布局：有些按钮用于特殊菜单或功能集的命令，要在工具栏显示这些按钮，在“工具箱”快捷菜单选取相关的选项即可。如图1.4.7所示图1.4.7 定制对话框单击【定制】对话框中的【导航选项卡】按钮可设置导航器在界面中的显示位置、显示宽度等属性，还可以设置模型树相对于导航器的位置。导航器在界面中可以位于左侧或右侧，而模型树相对于导航器的放置位置有如下3种情况：（1

13、）作为导航选项卡的一部分 将模型树放置在导航器中，这是系统默认的放置方式。（2）图形区域上方 将模型树放置在创建绘图区的上方。（3）图形区域下方 将模型树放置在创建绘图区的下方。如果打算在每次打开Pro/E软件时都显示定制的工作界面，则选中【定制】窗口的“自动保存到（S）”选项，否则不要勾选此项。单击【定制】对话框中的【浏览器】按钮，显示【浏览器】选项卡，用于设置浏览器显示的宽度。若启用【在打开或关闭时进行动画演示】复选框，则系统在打开或关闭浏览器时，将使用动画演示。单击【定制】对话框中的【选项】按钮，显示【选项】选项卡，用于设置信息栏的放置位置、活动窗口的显示状态和图标工具在菜单中的显示状态

14、等属性。【选项】选项卡主要包括下列选项。（1）消息区位置 用于设置信息栏的放置位置。若选择【图形区域上方】单选按扭，则信息栏将放置在创建绘图区域上方；反之，则放置在绘图区域下方。（2）次窗口 在建模过程中，用于设置活动窗口（对话框或菜单）的显示状态，包括【以缺省尺寸打开】和【以最大化打开】两种方式.（3）菜单显示 启用此复选框后,菜单栏中的各个命令选项都将以图标形式显示.1.5 新建和管理文件使用文件菜单中的相应命令选项，可对图形文件执行相应操作。单击主菜单中的【文件】选项，弹出其下拉菜单，现将该菜单中常用功能选项的使用方法介绍如下：1.5.1 新建文件单击文件菜单中的【新建】选项，系统显示【

15、新建】对话框，该对话框包含要建立的文件类型及其子类型。如图1.5.1所示图1.5.1 新建对话框选择任何一种类型（如零件）及子类型（如实体），并设置文件名称。如果在对话框中启用【使用缺省模板】复选框，则新建文件的模型尺寸单位为英制；如果禁用此复选框，则打开【新文件选项】对话框，在此对话框中可选择所需模板。注意：新建文件的类型不同，其扩展名也不一样。如草绘类型的扩展名为.sec，零件类型的扩展名为.prt.读者可以在【新建】对话框中自行指定文件名称，但Pro/ENGINEER4.0不支持汉字和空格。1.5.2 管理文件Pro/ENGINEER4.0在管理文件方面有其独特和优势，大部分命令都集中在

16、【文件】菜单中，下面介绍几种常用的文件操作方式。1. 打开文件在Pro/ENGINEER4.0中，有两种打开文件的方式，并且通过打开的文件可以查看文件属性和建模操作过程，还可以在此基础上编辑或重定义模型。（1）传统方式 单击【文件】菜单中的【打开】选项，系统显示【文件打开】对话框，使用该对话框查找到要打开的文件后单击【打开】按扭即可打开文件。如图1.5.2所示图1.5.2 文件打开对话框（2）通过浏览器 将导航器切换到【文件浏览器】选项卡，然后从下拉列表中选择要打开文件所在的文件夹路径，双击该文件或者将该文件拖到设计绘图区，系统将打开所选文件。 2. 设置工作目录单击【文件】菜单中的【设置工作

17、目录】选项，打开【选取工作目录】对话框。在【名称】栏中输入一个目录名称，单击【确定】按钮即可完成当前工作目录的设定。 如图1.5.3所示。设定当前工作目录可方便以后文件的保存与打开，既便于文件的管理，也节省文件打开的时间。该对话框与【打开】对话框类似，相应的功能选项也一样。图1.5.3 选取工作目录3. 关闭窗口单击【文件】菜单中的【关闭窗口】命令或单击当前模型工作窗口中的按钮，都可关闭当前模型的工作窗口。关闭窗口后，建立的模型仍保留在内存中，除非系统的主窗口被关闭，否则仍可在【文件打开】对话框中打开该模型。 4. 保存单击【文件】菜单中的【保存】命令，可以将当前工作窗口中的模型以增加版本号的

18、方式建立一个新的版本，原来的版本仍然存在。例如原始文件名为“car.prt.1”的模型，使用【保存】命令保存当前模型后，系统自动将该模型保存为“car.prt.2”。若要打开不同版本的模型，则在【文件打开】对话框中单击按钮【工具】|【所有版本】，选择所有版本选项即可显示模型文件的所有版本，然后选择要打开的版本文件即可。5. 保存副本【保存副本】命令允许用户修改文件名称、类型和保存路径以保存副本。如图1.5.4所示。图1.5.4 保存副本6. 备份【备份】命令允许用户将文件创建备份到不同位置。既可在当前目录下对当前模型文件同名备份，亦可在其他目录中同名备份。 如图1.5.5所示。图1.5.5 备

19、份7. 重命名使用该命令可实现对当前工作界面中的模型文件重新命名。 如图1.5.6所示图1.5.6 重命名8. 拭除使用【拭除】命令可将内存中的模型文件删除，但并不删除硬盘中的原文件。如图1.5.7所示。（1）拭除当前：将当前工作窗口中的模型文件从内存中删除。（2）拭除不显示：将没有显示在工作窗口中但存在于内存中的所有模型文件从内存中删除。（3）拭除元件表示：把进程中没有使用的，而且用简化表示的模型，从内存中删除。 图1.5.7 拭除9. 删除使用该命令可删除当前模型的所有版本文件，或者删除当前模型的所有旧版本，只保留最新版本。单击【删除】命令，弹出图1.5.8所示的下拉菜单，若单击【所有版本

20、】选项，弹出图1.5.9所示的确认框，单击【是】按钮，则删除当前模型的所有版本；若单击【旧版本】选项，系统显示如图1.5.10所示的信息提示框，单击按钮或按回车键，则删除当前模型的所有旧版本，只保留最新版本。 10. 打印单击该选项，系统显示【打印】对话框，如图1.5.11所示。（1）目的：该栏中显示要使用的打印机名称。单击按钮 ，在其下拉列表中选择打印机类型。（2）配置：单击该按钮，打开【着色图像配置】对话框，设置图纸尺寸和打印分辨率。如图1.5.12所示。11. 退出单击该选项，弹出【确认】对话框，单击【是】按钮，则退出当前系统。 注意：在默认配置环境下系统退出时并不提示【是否保存尚未保存

21、的文件】，因此使用该命令前应首先保存要保存的文件，然后再单击该命令。若要使系统退出时有提示保存文件的功能，只需在系统的配置文件中设置“Prompt_on_exit”的值为“Yes”即可。 16 视图操作视图操作是Pro/ENGINEER进行模型设计的前提条件，只有熟练掌握了模型的旋转、缩放，各种视角的切换、设置和保存，了解了模型的显示模式，才能迅速准确地选取编辑对象，正确地预览操作的效果。1.6.1 模型查看缩放、旋转、移动模型的目的是为了在不同的视角下清晰地表现模型的设计特点，以方便用户的设计工作。在了解模型查看知识前，先来了解鼠标的妙用。1. 鼠标的妙用在Pro/ENGINEER Wild

22、fire 4.0中使用的鼠标必须是三键鼠标，否则许多操作不能进行。下面对三键鼠标在Pro/ENGINEER Wildfire 4.0中的常用操作说明如下：左键：用于选择菜单、工具按钮，明确绘制图素的起始点与终止点，确定文字注释位置，选择模型中的对象等。中键：单击中键表示结束或完成当前操作，一般情况下与菜单中的【完成】选项、对话框中的【确定】按钮、特征操控板中确认按钮的功能相同。此外，鼠标的中键还用于控制模型的视角变换、缩放模型的显示及移动模型在视区中的位置等，具体操作如下：按下鼠标中键并移动鼠标，可以任意方向地旋转视区中的模型。对于中键为滚轮的鼠标，转动鼠轮可放大或缩小视区中的模型。同时按下C

23、trl键和鼠标中键，上下拖动鼠标可放大或缩小视区中的模型。同时按下Shift键和鼠标中键，拖动鼠标可平移视区中的模型。右键：选中对象（如工作区和模型树中的对象、模型中的图素等），单击右键，显示相应的快捷菜单。 2. 缩放模型打开一零件或组件模型，然后单击工具栏上的【放大】按钮，按住鼠标左键，拖动要放大的矩形区域。单击【缩小】按钮，可缩小模型。单击按钮或使用ctrl+D组合键恢复到默认状态。3. 旋转模型旋转模型主要通过鼠标中键来实现，单击工具栏中的【旋转】按钮，按住鼠标中键进行旋转。如果打开工具栏上的【旋转中心开/关】按扭，在进行模型旋转时，模型将以默认的模型中心为旋转中心。4. 平移模型平移

24、模型也要通过鼠标中键来实现。在绘图区按下中键作为平移中心。按住中键，同时按下shift键，移动鼠标，模型即以此点为中心平移。1.6.2 视角设置1. 方向菜单命令选择【视图】|【方向】命令，弹出【方向】命令的子菜单：【方向】命令各子菜单的作用和说明见表1-1所示。表1-1 【方向】命令各子菜单说明子菜单名称说明标准方向使用该命令可以回到系统默认视角，其快捷键为ctrl+D上一个返回到前一个视角重新调整模型经过缩放、旋转、移动后，使用此命令可以重新调整为默认显示状态，显示整个模型重定向在重定向有3种类型可选，下面将做详细说明活动注释方向使用该命令可以回到将要用来创建下一个注释或注释元素的注释方向

25、定向模式使用此命令和单击工具栏上的旋转按扭具有同等的效果，使用此命令后定向类型选项成为可用状态定向类型有动态、固定、延迟、速度4种选项类型选择【重定向】命令，弹出【方向】对话框。在类型【类型】下拉列表框中选中【动态定向】选项，在此对话框中可以通过使用移动滑块和输入值方式改变模型大小和方向，到适当视角后，在【已保存的视图】下的名称文本框中输入该视角名称，单击【保存】按扭，在使用过程中单击按扭按Enter键保存当前视图即可。单击【编辑】按钮，在弹出的下拉菜单中选择相应的选项可以修改视图名称、重新定向、更新或者删除视图设置， 1.6.3 模型显示设置在Pro/ENGINEER4.0中，模型的显示设置

26、主要包括模型的显示模式、颜色设置、光线设置和模型的渲染等内容。1. 模型的显示模式Pro/ENGINEER4.0提供了四种模型的显示模式，它们是：线框、隐藏线、无隐藏线和着色4种显示效果。2. 模型的颜色设置系统默认的模型着色显示为灰色，有时候默认的颜色不能表现出零件模型的特点，可以把模型自定义为其它颜色。选择【视图】|【颜色和外观】命令，弹出【外观编辑器】对话框，该对话框主要包括以下3部分内容：（1）材质面板通过材质面板可以选择并设置应用到模型的材质球，还可以利用【添加】+或【删除】-工具向材质面板中添加新材质或删改选取的材质。一般情况下，创建的新材质为选取材质的副本，通过【属性】面板可以设

27、置新材质的属性，以区别原有材质。（2）指定此面板主要用于设置应用材质的对象，通过【应用】工具将所选取的材质应用到对象上，其中主要选项有：选取应用对象、从模型、清除三种。（3）属性利用该面板可以设置材质颜色、纹理贴图、透明度、折射率以及光泽度等属性，其中包括基本、映射、高级、Photolux4个选项卡。模块2 基础实体特征2.1三维造型设计基础 PRO/ENGINEER最重要的特点就是其强大的三维造型设计功能。从现在开始我们将逐步深入地学习PRO/ENGINEER中三维造型的基本方法。在正式介绍三维造型方法之前，首先介绍几个必要的基础知识。2.1.1特征及其分类 在Pro/E中，一个三维实体模型

28、的创建过程就是从无到有依次生成各种类型特征并进行合理组合的过程。因此，特征是Pro/E的基本操作单元。尽管各种特征从外观到其设计方法都有很大差异，但从三维造型角度来看，在Pro/E中通常分为以下几种类型，各种类型又可细分为若干种。见下表2.1。表2.1 特征类型特征特征类型基本特征实体特征基础实体特征拉伸、旋转、扫描、混合、高级放置实体特征圆孔、倒圆角、扭曲、管道、壳、倒角、筋曲面特征基本曲面特征拉伸、旋转、扫描、混合、高级操作曲面特征合并、使用面组等基准特征包括基准点、基准轴、基准曲线、基准曲面、坐标系等2.1.2三维造型的一般过程Pro/E三维造型的一般原理是：由二维截面（草绘剖面）生成三

29、维造型。二维草绘是大多数三维造型中的关键步骤，因此搞清楚二维草绘的有关问题对我们建造PRO/E三维模型非常有用。1草绘平面的设置在二维草绘时，需要一个草绘平面。设置草绘平面的方法有3种：可选择系统提供的标准基准平面作为草绘平面。如：TOP、RIGHT、FRONT可使用基础实体特征上的表面作为草绘平面。可新建一个基准平面作为草绘平面。2草绘平面的放置选定了草绘平面就相当于在绘图时找到了绘图板。但在绘图时，怎样放置这个“绘图板”呢？如果以其中一条边为放置参照，则绘图板可以有4种放置方式，即参照在顶、底部、左、右，如图2.1所示。除此之外，还可以按系统的缺省方式放置。 参照在顶 参照在底 参照在左

30、参照在右 图2.1草绘平面的放置方式一般来说，在指定好草绘平面后，应优先选择缺省方式来放置草绘平面。3特征生成方向参数确定特征生成方向实际上是设定在草绘平面的哪一侧产生特征，此外，也可以在草绘平面的双侧都创建特征。当在草绘平面上绘制完二维截面并退出草绘时，系统会用一个黄色箭头标示当前的特征生成方向，如图2.2(a)所示。如果要改变特征的生成方向，可在操控板上单击按钮即可。 (a)特征生成方向 (b) 调整方向后的结果图2.2特征生成的方向2.1.3基准特征的操作基准特征是一个重要而且很有用的特征，主要用作三维建模时的设计参照。比如草绘平面、旋转时的轴线等。基准特征包含基准平面、基准点、基准轴、

31、基准曲线以及坐标系等。设计时，可选择系统提供的基准特征（3个相互正交的标准基准平面、一个坐标系、一个特征的旋转中心），见图2.3。实体上现有的基准特征（如：实体表面、圆柱的轴线、顶点等），以及插入基准特征等方法来获取基准特征。图2.3基准特征在复杂的三维造型设计中，常常会有大量的基准特征，但太多的基准特征会使图面杂乱从而影响设计的正常进行，这时就很有必要调整基准特征的显示状态。1 隐藏不使用的基准特征隐藏基准特征最直接的方法有以下3种： 菜单栏：在菜单栏选取菜单命令“工具” “环境”“显示”分组框中选中或取消相应复选项即可完成该类基准特征显示状态的设定。如图2.4所示。 菜单栏：在菜单栏选取菜

32、单命令“视图”“显示设置”“基准显示”对话框，可以在该对话框中设置基准的显示状态。如图2.5所示 图2.4“环境”对话框 图2.5“显示基准”对话框工具栏：使用工具栏中的按钮，这些按钮都有开、关两种状态，单击某按钮打开相应的基准特征，再单击一次又会关闭这些基准特征。2 新增基准特征的方法新增基准特征的方法有2种： 右工具栏：使用右工具栏中的按钮条，即可根据需要加入各种基准特征。如图2.6所示。 图2.6基准特征按纽 图2.7基础特征按纽 菜单栏：在菜单栏选取菜单命令“插入”“模型基准”“平面”等选项，即可根据需要加入各种基准特征。添加各种基准的具体操作将在以后的章节中逐一介绍。在创建三维实体中

33、，将重点介绍“拉伸”、“旋转”、“扫描”、“混合”这四个特征。图2.7所示为基础特征建立工具按钮及功能名称。22二维草绘二维草绘是Pro/ENGINEER的一项基本技巧。因为在Pro/ENGINEER中，在创建三维实体模型和曲面特征时需要创建剖面图或截面图，而这些剖面图或截面图就是利用二维草绘技术绘制的。另外，在 Pro/ENGINEER中，也有一个专门的模块用来创建二维草绘，这个模块就是草绘模块，在草绘模块中创建的图形是单个对象存在的，以备后用。本节主要介绍Pro/ENGINEER二维草绘的绘制技巧以及草绘模块的进入。在Pro/E中，实际的草绘环境是一个独立的模块，在其中绘制的所有截面图形都

34、具有参数化尺寸驱动特性。在草绘环境下，不仅可以创建特征的截面草图、轨迹线、草绘的基准曲线等图形，还可以根据个人的使用习惯设定草绘环境的图形区背景、网格型密度以及参考坐标形式等不同属性。本节主要针对草绘时的界面环境做简单介绍，了解此环境下的基本视图操作，以及怎样设定草绘器的优先选项等。2.2.1 进入草绘工作界面在Pro/E中，有三种进入草绘环境的方法：一是在【新建】文件对话框的【类型】选项区中选择【草绘】选项，建立扩展名为.sec的草绘文件，如图2.1所示。单击该对话框中的【确定】，即可进入草绘工作界面，如图2.2所示。该文件可在零件建模中调用，但这种方法线条关系复杂，需要重复使用的草图可以采

35、用这种方法绘制，生成的草绘文件可以在其他零件建模时通过【调色板】命令调用。第二种是在建立零件或者装配环境下通过选择基准工具栏中的【草绘基准曲线】命令。第三种是特征建模过程中，在特征操控板中单击【放置】上滑板中的【定义】按钮。在特征建模过程中，第三种方法最常用，下面介绍第三种草图绘制方法。1. 选择【文件】|【新建】命令，或者单击标准工具栏上的新建按钮，则会出现【新建】对话框，在该对话框中选择类型为“零件”，子类型为【实体】。单击【确定】按钮进入Pro/E零件工作环境。2. 单击特征工具栏中的【拉伸】工具，在绘图区下方出现拉伸命令操控面板如图2-3所示。在【拉伸】操控板中单击【放置】上滑板中的【

36、定义】按钮，打开【草绘】对话框，单击【草绘】按钮，即可进入草绘环境。【草绘】对话框中的各选项的含义介绍如下：（1）草绘平面 绘制实体剖截面轮廓的平面。（2）草绘视图方向 该方向为用户观察草图绘制平面的观察方向和特征的建立方向。3. 尺寸参照3尺寸参照在Pro/E4.0中，系统一般自动添加草绘的尺寸参照，如果在绘图过程中需要添加其他参照，可以在草绘界面中选择【草绘】|【参照】选项，打开【参照】对话框，然后单击按钮，选取要添加的尺寸基准。可以作为尺寸参照的对象主要包括与草绘平面垂直的平面、基准曲线和基准轴等，选择的草绘视角参照会被自动设定为草绘参照。在选择尺寸参照时，如果模型表面与草绘平面不垂直，

37、可在【参照】对话框中单击 按钮，然后选择该模型表面，该模型表面与草绘平面的交线就成为草绘的尺寸参照。22.2 设定草绘器优选选项可以通过单击【反向】按钮来改变该方向。（3）参照 此处参照为草绘视角参照，即草绘平面在屏幕上的放置位置，因其参考面的不同会出现四种不同情况。在草绘中可以作为参照的对象主要有：与草绘平面垂直的模型表面和基准平面。（4）方向 通过选择【方向】右侧的箭头，出现【右】、【顶】、【底部】、【左】四个选项，分别表示所选参考平面的法向。设定草绘器优选选项，可以提高用户草图速度，便于掌握草绘的技巧。选择【草绘】|【选项】命令，出现【草绘优先选项】对话框，其中包括3个选项卡，用于设置几

38、何图形的显示、约束和参数设置。1. 【杂项】选项卡用于设定草绘过程中要显示的要素。其中有一部分选项在草绘器中有类似显示控制开关按钮，这些开关按钮凹陷时状态为开，弹起时状态为关。【捕捉到栅格】 用于设置几何图形的端点是否捕捉到栅格交叉点。由于系统的草图绘制是参数化的，可以通过更改尺寸来驱动图形发生变化，因此栅格及栅格捕捉的意义不大，一般不需要启动栅格显示。【顶点】 用来控制是否显示直线端点和矩形的角点。【约束】 用来控制是否显示几何约束。【尺寸】与【弱尺寸】 【尺寸】用于设置草绘视图中强尺寸是否显示；【弱尺寸】用于设置草绘视图中弱尺寸是否显示。【帮助文本上的图元ID】 显示帮助文本中的图元 ID

39、。该帮助文本与图元 ID 同时显示在“所选项目” 对话框中。【锁定已修改尺寸】 该选项启用后，改动后的尺寸将被锁定，关于尺寸锁定将会在后面详细说明。【锁定用户定义的尺寸】 锁定用户定义的尺寸。【始于草绘视图】 定向模型，使草绘平面平行于屏幕。【导入线体和颜色】 执行下列任何操作时，将保留源草绘器几何的线型和颜色：（1）剪切、复制和粘贴；（2）从草绘器调色板输入形状；（3）输入截面文件。2. 【约束】选项卡用于设定草图绘制过程中自动设定的几何约束，Pro/E4.0在几何约束设定方面十分灵活，已经绘制完成的图形也可以按照几何约束的要求加以调整。3. 【参数】选项卡用于设定栅格的形式和间距、显示尺寸

40、的小数点位数及求解精度等。2.2.3 草绘环境界面草绘环境界面是Pro/E绘制草图的基本界面，所有草图的绘制都要在这个界面中进行，其中包括各类用于绘制草图的图元工具。单击界面右侧工具栏中的工具按钮，或者选择【草绘】下拉菜单中的子菜单，可以激活草绘命令，进行草绘。2.2.4 草绘命令工具栏草绘命令工具栏位于屏幕右侧，该栏中将绘制草图的各种绘制命令、尺寸标注、编辑、几何约束等命令以图标按钮的形式给出，与之相对应的命令也可以在【草绘】下拉菜单中找到。现将草绘命令工具栏中各命令按钮的功能说明如下：项目选择切换按钮，处于按下状态为选取对象模式，可用鼠标左键选取要编辑的图元。：创建几何实体直线、两实体相切

41、的直线、中心线（辅助线）。：明确两对角点来绘制矩形。：绘制圆形/椭圆。从左至右依次为：以圆心和点方式绘图、同心圆、三点方式绘圆、绘制与三个实体相切的圆、绘制椭圆。：绘制圆弧/椭圆弧。从左至右依次为：通过三点绘弧、绘制同心弧、通过圆心和两个端点绘弧、创建与三个实体相切的弧、创建圆锥曲线弧。：绘制圆角/椭圆圆角。从左至右依次为：创建与两图元相切的圆角、创建与两图元相切的椭圆角。：绘制样条曲线。：创建参照点/参照坐标系。：使用已有的边界作为草绘图元/选择已有的几何边界，并给定偏移量，作为草绘图元。：人工标注尺寸。：修改尺寸值、样条几何或文本图元。：对图元施加几何约束。激活该命令，系统弹出【约束】对话

42、框，对指定图元施加相应的几何约束。：创建文字作为草绘图。：将调色板中的外部数据插入到当前绘图区域中。：修剪/打断图元。从左至右依次为：动态修剪图元、交角修剪图元、在选取点的位置处分割图元。：镜像/缩放、旋转图元。2.2.5 草绘环境下鼠标的使用技巧在草绘图形时，为了快速观察和绘制草图，应当掌握鼠标结合键盘的一些技巧，如表2-1所示。表2-1 鼠标的使用技巧操作方式功能说明单击鼠标左键选取单个图元Ctrl键+鼠标左键一次选取多个图元按住鼠标左键并拖动鼠标框选多个图元单击鼠标右键打开右键快捷菜单单击鼠标中键确认并结束操作按住鼠标中键并拖动鼠标在绘图区内任意旋转图元Shift键+鼠标中键在绘图区任意

43、平移图元滚动鼠标中键滚轮在绘图区任意缩放图元2.2.6 诊断工具栏使用“草绘器”诊断工具可提供与创建基于草绘的特征和再生失败相关的信息。活动草绘中可用的基于特征的诊断工具如下：着色的封闭环 检测通过用预定义颜色填充由图元包围的区域而形成封闭环的图元。加亮开放端点 检测并加亮与其它图元的端点重合的图元端点。 重叠几何 检测并加亮位于其它几何顶部的或与彼此重叠的几何。特征要求 列出当前特征的要求并指明每项要求的状态。注意：草绘轮廓的整个剖面可以是封闭的（拉伸或旋转后形成实体），也可以是不封闭的（拉伸或旋转后形成曲面）。但草绘剖面上的线段（无论是直线还是曲线）绝不能是断开、错位或交叉的。 图2.1

44、进入草绘模式 图2.2 绘制截面的用户界面223二维草绘的绘图步骤在草绘模块中，有两种方式绘制二维图形。一是采用目的管理器进行草绘。在启动Pro/E时，目的管理器默认处于激活状态，它智能化程度高，使用方便。二是使用草绘器进行草绘。在菜单栏中单击“草绘”“目的管理器”，去掉前面的“”后关闭目的管理器，这时系统弹出如图2.16所示的“草绘器”菜单。图2.16“草绘器”菜单草绘器提供了更为丰富的设计工具，但是与使用目的管理器进行设计相比，智能化程度较低，使用不太方便。故在此只介绍使用目的管理器进行二维草绘的步骤。1使用目的管理器进行二维草绘的步骤 进入草绘模式。 绘制二维图形的相似图形。使用基本图元

45、工具，不必考虑尺寸进行非精确绘图，只要绘制出的几何图形大致相似即可。 编辑相似图形。 添加尺寸和约束。 修改尺寸。 保存图形。实际上，绘制步骤中的、步的顺序没有严格的区分，可以根据实际灵活运用。2二维图形绘制实例【实例2.1】创建如图2.17所示二维图形。造型要点：水平线和竖直线应该画得大体合适，图元上被标记上“H”和“V”的直线分别表示水平线和竖直线。草绘的尺寸标注方案应该符合设计意图。利用再生功能进行多尺寸一次性修改。图2.17 绘制步骤：（1）选择“文件”“新建”命令，或者单击上工具栏中的按钮。（2）在新建对话框中的类型栏中选择“草绘”，并输入新建文件名为“LX02-01”。如图2.18

46、所示。图2.18 新建对话框（3）单击“确定”按钮，进入二维草绘用户界面。（4）单击草绘工具栏中的按钮创建中心线，如图2.19所示。图2.19创建中心线（5）单击草绘工具栏中的按钮，绘制两段圆弧，如图2.20所示。图2.20 绘制两段圆弧（6）单击草绘工具栏中的按钮，绘制两段直线。如图2.21所示。图2.21 绘制两段直线（7）单击草绘工具栏中的按钮，打开约束对话框，如图2.22所示。图2.22约束对话框（8）单击约束对话框中的按钮，在绘图区中选择如图2.23所示的圆弧的圆心和中心线，使圆心在中心线上。图2.23 共线约束设置（9）重复上一步操作，使上图中的两圆弧圆心在两条中心线上。结果如图2

47、.24所示。图2.24共线约束结果（10）单击约束对话框中的按钮，在绘图区中选择如图2.25所示的直线和圆弧，给其添加相切约束。图2.25相切约束设置（11）重复上一步操作，使上图中的两直线与两圆弧相切。结果如图2.26所示。图2.26相切约束结果（12）单击草绘工具栏中的按钮，在绘图区单击圆弧，在圆弧一侧空白处单击中键。（13）利用上一步的方法，继续标注，结果如图2.27所示。图2.27标注结果（14）单击草绘工具栏中的按钮，在绘图区选择上一步标注的数字。系统将弹出如图2.28所示的修改尺寸对话框。图2.28修改尺寸对话框（15）单击修改尺寸对话框中的“再生”前的单选框，取消该选项。（16）

48、在修改尺寸对话框中修改尺寸，修改结果如图2.29。单击按钮，完成修改，绘图结果如图2.29。图2.28修改尺寸结果图2.29修改结果（17）单击草绘工具栏中的按钮，绘制的两个同心圆，结果如图2.30所示。图2.30绘制同心圆（18）利用前面的方法修改两圆的尺寸大小，修改结果如图2.31所示。图2.31修改结果（19）单击草绘工具栏中的按钮，绘制的两条直线，如图2.32所示。图2.32 绘制直线20）单击草绘工具栏中的按钮，绘制两段圆弧，如图2.33所示。图2.33 绘制圆弧（21）单击草绘工具栏中的约束按钮，利用按钮使得两圆弧分别与两圆同心。（22）单击草绘工具栏中的约束按钮，利用按钮使得两线

49、段分别与相邻线段平行，如图2.34所示。图2.34 约束结果（23）单击草绘工具栏中的按钮，按图2.34进行标注新建的圆弧和线段。图2.34 标注结果（24）双击上图中的数字“5.55”，在弹出的文本框中输入新值“6”，回车确定。（25）重复上一步的操作，继续修改两圆弧尺寸。修改结果如图2.35所示。图2.35 修改尺寸结果（26）单击草绘工具栏中的按钮，在图形上增加圆角，如图2.36所示。图2.36增加圆角（27）单击草绘工具栏中的按钮，动态删除多余的边，如图2.37所示。2.93图2.37 删除边（28)双击上图中圆弧半径数值“2.93”，在弹出的文本框中输入新值“4”，回车确定。结果如图

50、2.38。图2.38 修改尺寸结果（29)重复以上步骤，草绘另外3个圆角。草绘结果如图2.39。设计结果如附盘文件SL02-01。图2.39 草绘结果2.3拉伸实体特征拉伸实体特征在PRO/E Wildfire2.0中应用最广泛，同时也是三维建模原理最为简单的一类特征。拉伸是指沿草绘截面的垂直方向移动截面，截面扫过的体积就构成了拉伸特征。打开三维建模用户界面，并确保工具栏中的基准平面显示 按钮被按下。如图2.40所示。三维建模时的用户界面2.3.1拉伸实体特征的操作步骤1 调用拉伸工具选择菜单栏“插入”“拉伸”命令。或单击 按钮。调用该命令后，在设计界面的底部将增加如图2.41所示的拉伸特征操

51、控板，用来确定拉伸特征的相关参数。图2.41 创建拉伸特征的操控板2 草绘截面单击操控板上的“放置”按钮，系统弹出“草绘”滑面板（再次单击该按钮可以关闭该面板），如图2.42所示。单击面板右侧的“定义”按钮，系统弹出“草绘”对话框，如图2.43所示，在该对话框中进行草绘平面的设置与放置后，即可进入草绘界面，从而草绘拉伸的截面。图2.42“草绘”滑面板3.确定特征生成方向绘制好拉伸截面后，即可退出草绘界面，之后就可确定特征的生成方向。此时系统会用一个黄色箭头标示当前的特征生成方向，如图2.44所示。如果要改变特征的生成方向，只须在操控板上单击按纽即可。 图2.43“草绘”对话框 图2.44特征生

52、成方向注意：当创建切剪实体特征时，操控板上会有两个按钮，这时从左至右第一个按钮用于更改特征生成方向。4.设置特征深度。通过确定特征的拉伸深度可以确定特征的大小。确定特征深度的方法很多，可以直接输入代表深度尺寸的数值，也可以使用参照进行设计。在操控板上单击按纽旁边的，打开深度设置工具条，各符号说明如表2.6所示。右边的文本框用来输入特征深度的具体数值。表2.6 拉伸深度设置说明深度形式符号名称说 明盲孔从草绘平面以指定的深度值拉伸对称以指定的深度值的一半，向草绘平面的两侧拉伸到下一个拉伸到下一个曲面5. 完成。单击中键或操控板上的按纽，即可生成拉伸特征，完成拉伸特征的建造。2.3.2拉伸实体特征

53、实例【实例2.2】创建如图2.45所示模型。 图2.45模型【分析】模型的创建方法有很多。在建模之前应先分析模型的结构，弄清楚每一个特征的创建方法和有关参数，然后理出其建模的顺序。本模型的创建方法也有很多，下面主要介绍其中的两种方法。1 加材料法 新建一个名为“LX02-02a”的零件文件。选取 “文件“新建”或点击图标，打开“新建”对话框如图2.26所示，选取“零件”、“实体”，输入名称“LX02-02a”后，单击“确定”。图2.46“新建”对话框 创建厚为0.5的底板 单击拉伸 图标，单击操控板的“放置”选项，在打开的“草绘”滑面板中单击“定义”按钮，打开“草绘”对话框。选取标准基准平面T

54、OP作为草绘平面，接受系统缺省的放置，如图2.47所示，单击“草绘”按钮，弹出“参照”对话框，进入二维草绘模式；图2.47“草绘”对话框 接受“参照”对话框中的缺省参照设置，如图2.48所示，单击“关闭”按钮，开始绘制如图2.49所示的截面图，然后标注尺寸，完成后单击按纽，退出二维草绘模式； 图2.48“参照”对话框 图2.49草绘截面图 在操控板的文本框中输入特征拉伸深度：“0.5”。单击按纽并按住鼠标中键拖动鼠标恰当旋转模型进行预览，确定无误后，单击操控板上的按纽，最后生成的模型如图2.50所示。 图2.50模型底板 图2.51“草绘”对话框 创建厚为0.5的凸板 调用 图标，打开“草绘”

55、对话框，选取如图2.50所示的实体表面A作为草绘平面，接受系统缺省的放置方式。单击“草绘”按钮进入二维草绘模式。图2.51是完成参数设置的”草绘”对话框。 接受“参照”对话框中的缺省参照设置，单击“关闭”按钮，开始绘制如图2.52所示的截面图，然后标注尺寸，单击右工具箱中的按纽，退出二维草绘模式；注意：在绘制该截面时，可使用图标来创建图元，或者对齐约束，使凸板截面与底板截面重和。 图2.52草绘的截面图 图2.53最后创建的模型 在操控板的文本框中输入特征拉伸深度值“0.5”。单击按纽，按住鼠标中键拖动鼠标恰当旋转模型，确定无误后，单击操控板上的按纽，生成模型结果如图2.53所示。设计结果如附

56、盘文件SL02-02。2 切剪材料法 新建文件名为“LX02-02b”。同1法的步骤。 创建厚为1的主体。同1法的步骤，只是将特征的深度值“0.5”改为“1”，结果如图2.54所示。 图2.54创建的模型主体 图2.55切剪特征的草绘截面图 创建切剪材料特征。 调用，打开“草绘”对话框，选取如图2.54所示的实体表面A作为草绘平面，接受系统缺省的放置方式，进入二维草绘模式，绘制好如图2.55所示的草绘截面图后，退出草绘。单击操控板上的减材料拉伸特征 按纽，并通过左侧按纽调整特征的生成方向，在深度文本框中输入特征的拉伸深度值“0.5”，这些参数设置好后模型如图2.56所示。图2.56切剪材料特征

57、 单击按纽，确定无误后，单击操控板上的按纽，生成模型如图2.53所示。设计结果如附盘文件SL02-03。2.4旋转实体特征旋转特征用于构造回转体零件。这些零件都具有回转中心轴线，而且过中心轴线截剖面形状关于轴线严格对称。2.4.1旋转实体特征的操作步骤1 调用旋转工具选择“插入”“旋转”命令或单击按钮，出现旋转命令的操控板如图2.57所示； 图2.57 创建旋转特征的操控板2. 草绘截面和旋转轴线这一步与创建拉伸特征大致相同，所不同的：一是单击操控板上的“位置定义”命令进入草绘，二是在旋转截面中一定要加入旋转中心轴线。此外，截面轮廓图元必须全部位于中心轴线一侧，不能和轴线交叉（但可以重叠）。3

58、. 指定特征参数即指定草绘截面绕中心轴线旋转的角度。指定角度的方法有两种：一是直接输入角度数值，二是使用参照来确定旋转角度的大小。4. 完成2.4.2旋转实体特征实例【实例2.3】创建如图2.58所示模型。本例主要介绍旋转特征的一般操作过程。图2.58模型图 新建一个名为“LX02-03”的模型文件 创建主体 调用旋转工具，单击操控板的“位置”“定义”，弹出“草绘”对话框，选取标准基准平面“TOP”作为草绘平面，接受系统缺省的放置，单击“草绘”进入二维草绘模式；2.59旋转截面和旋转轴线 接受”参照”对话框中的缺省参照设置，单击“关闭”按纽，然后绘制旋转截面和旋转轴线，如图2.59所示。完成后

59、退出二维草绘模式。 在操控板的文本框中输入旋转角度：“360.00”。单击操控板上的按纽，生成旋转特征如图2.60所示。 图2.60创建的旋转特征 创建6个小圆孔。 调用拉伸特征工具，选取图2.60中的实体表面A作为草绘平面，进入二维草绘模式。 绘制如图2.61所示的拉伸截面，完成后退出草绘模式。 图2.61拉伸的草绘截面 在操控板上单击按纽，并通过左侧的按纽来调整特征生成方向指向实体内侧，设置拉伸深度为穿透。预览特征的生成效果，确认后的最终设计结果如图2.58所示。设计结果如附盘文件SL02-04。2.5扫描实体特征扫描特征是指将草绘截面沿着某一路径移动而产生的特征，通常把扫描过程中的这一移

60、动路径叫扫描轨迹线。与拉伸特征相比，扫描特征具有更大的设计自由度，也可以说拉伸特征是扫描特征的特例。在创建扫描特征时，除了要创建草绘截面外，另一个重要的工作就是创建扫描轨迹线。2.5.1扫描实体特征的操作步骤1 调用扫描工具选择“插入”“扫描”“伸出项”命令。2 定义轨迹线定义轨迹线的方法有两种：一是草绘轨迹线，二是选取轨迹线。对于初学者而言，一般都采用草绘轨迹线的方法。3. 选择属性如果轨迹线是一条封闭的曲线，则系统会要求我们选择属性：添加内部因素或无内部因素。所谓添加内部因素，就是指在曲面内部填充体积而形成实体；无内部因素就是指不执行任何自动填充。如果轨迹线为非封闭曲线，则不会出现这个选项。4. 草绘截面5. 确定252扫描实体特征实例【实例2.4】