1、学习目的：学习目的：了解参数化三维建模的特点 了解Pro/ENGINEER的界面和特点了解特征的概念和特征在三维建模中的应用了解Pro/ENGINEER的一些基本配置 学习重点：学习重点：熟悉Pro/ENGINEER的界面和基本概念学会Pro/ENGINEER的基本配置 1.1 经验者说：参数化三维建模创造历史 计算机辅助绘图走过了一个从平面到三维的历程。三维建模的方法一直由少数几个大公司所掌握，其中由美国PTC提出的参数化三维建模在三维建模领域创造了历史。在基于参数化的三维建模系统中，每一个尺寸都是一个参数，而且每个参数都对应着一个具体的数值。参数化建模是设计手段上的一次极大飞跃。1.2 手
2、把手教1.2.1认识Pro/E的工作界面 标题栏菜单栏工具栏信息区基准菜单模型树提示区绘图区1.2.2 Pro/E的特点 参数式设计 单一数据库 真正三维实体模型 全相关 参数关系式 1特征的定义 1.2.3 特征与特征建模 关于特征的定义有很多说法。如：国际标准化组织对特征所做的定义是“特征是单个特性”，如平的表面、圆柱面、两个平行面、台阶、螺纹、轮廓等；美国全国标准协会的定义是特征可以看成是一个零件的有形部分，如表面、孔和槽等；计算机福州制造国际的定义是工件形状特征定义，在工件的表面、棱边或转角上形成的特定几何轮廓，用来修饰工件外貌或者有助于工件的给定功能。在基于特征的造型系统中，特征是构
3、成零件的基本元素，即零件是由特征组成的。所以可以这样说，对几何模型而言，特征是由一定拓扑关系的一组实体体素构成的特定型体。2Pro/E中的特征 Pro/E的形状特征主要有：实体特征、曲面特征、辅助特征、修饰特征、用户自定义特征和钣金特征等。其中实体特征是指直接构造实体的特征，主要有基础特征和附加特征两类。基础特征主要用来构造零件的基本形状（或主体结构），其主要包括拉伸特征（Extrude）、旋转特征（Revolve）、扫描特征（Sweep）和混成特征（Blend）等；附加特征是附加在基础特征之上以完善零件的造型，是零件造型必不可少的组成部分，其主要包括槽特征（Slot）、切削特征（Cut）、孔
4、特征（Hole）、轴特征（Shaft）、圆角特征（Round）、倒角特征（Chamfer）、筋特征（Ribs）、壳体特征（Shell）、管道特征（Pipe）和扭拉特征（Tweak）等。1.2.4相关设定和配置 1三键鼠标的按键说明 2配置对话框 常见问题解答1.请问实体模型的好处是什么？2.为什么系统要提供不同的实体模型显示方式？ 本单元回顾 本单元主要介绍了Pro/E的基本特点，并认识了Pro/E的基本界面，同时引入了特征的概念，并介绍Pro/E的特征类型，最后简单介绍了三键鼠标在Pro/E中的使用和一些基本的系统配置参数。希望通过对本单元的学习，读者能对Pro/E有一个基本的了解，为以后学
5、习建模打下良好基础。学习目的：学习目的：了解草图绘制的作用 掌握Pro/E中常用的草图绘制方法 掌握草图的修改 掌握约束在草图绘制中的作用 学习重点：学习重点：Pro/E中常用的草图绘制方法 草图的修改方法 约束在草图绘制中的作用 2.1 经验者说：正确绘制草图是三维建模的关键 从几何学知识可知，任何一个基本的三维几何体都是将一定形状的二维剖面图形（Section）按一定方式如拉伸（Extrude）、旋转（Revolve）、扫描（Sweep）、混合（Blend）等生成的。在Pro/E中，二维剖面的绘制是系统提供的草绘（Sketch）模块来完成的，该模块是系统的基础模块。特征的创建、工程图的建立
6、、三维装配图的建立以及需要进行平面草图绘制的地方，都会调用Sketch模块。熟练掌握草图的绘制，就已经掌握了Pro/E的基础绘图核心。2.2 手把手教2.2.1草绘基础 草绘下拉菜单草绘工具栏草绘图标工具栏级联菜单绘图区1.草绘环境介绍2.目的管理器 使用目的管理器进行草图绘制，系统会在绘制图元时产生图元锁点，并自动标注显示图元尺寸和限制条件。这为绘图带来了很大的方便，对于初级用户作者建议最好使用目的管理器。2.2.2 基本图形的绘制 在Pro/E系统中，基本图形包括了直线、矩形、圆、圆弧、过渡圆弧、样条曲线、点和坐标和文字特征等，这些基本图形是绘制复杂图形的基础。1.直线 直线绘制包括了实线
7、和中心线，实线通过两点来确定一条直线，中心线是一条长度无限的直线起点第二点伸缩线 绘制直线图例 绘制中心线2.矩形 矩形的起始点与终点为矩形的对角线上的点，即绘制一个矩形只需指定两个对角线上的点的位置即可。起点终点伸缩线绘制的矩形3.圆 包括了圆、同心圆和椭圆的绘制 完成后的圆圆心圆上的点伸缩线 通过确定圆心和半径绘制圆 绘制同心圆伸缩线原始圆完成圆的绘制完成后的椭圆起点伸缩线绘制椭圆3.圆（续）4.圆弧 包括三点绘制圆弧、同心圆弧、中心/端点圆弧和圆锥弧的绘制。起点第二点伸缩线第 三 点(圆上的点）完成后的圆通过三点绘制圆弧伸缩线原 始圆弧起点完成圆的绘制终点绘制同心圆弧利用中心/端点画弧
8、伸缩线圆弧中心移动光标圆弧起点圆弧终点完成圆弧的绘制绘制锥形圆弧伸缩线起点终点完成锥形圆弧的绘制4.圆弧（续）5.过渡圆角 包括过渡圆角和过渡椭圆角。创建过渡圆角第一条直线第二条直线角过渡圆角创建过渡椭圆角第一条直线第二条直线角过渡圆角6.样条曲线 样条曲线是将一些任意点用光滑的曲线连接起来的所形成的一条任意曲线。创建样条曲线第四个点第一个点第二个点第三个点7.点和坐标系创建点特征点击这里创建的点点击这里创建的坐标系创建坐标系8.文字特征 通过文本特征对话框来确定文字特征的基本属性。文字特征对话框2.2.3尺寸修改 修改尺寸数值 拖动尺寸 标注尺寸 2.2.4草图修改 删除 打断 裁剪 2.2
9、.5 草图约束 2.3 草图绘制实例 实例1：绘制正六边形 实例2：绘制圆盘 常见问题解答1.裁剪和删除两种操作有什么不同？2.使用草图约束有什么好处？可以给两个图元 添加多个约束吗？ 本单元回顾 本单元主要介绍了绘制草图的相关知识，草图绘制在三维建模中有着核心的基础地位。包括草图绘制的基本方法、草图的修改、尺寸的修改即标注、约束的含义及运用，并用两个实例来具体说明了相关命令的用法。希望通过本单元的学习，读者能掌握草图的绘制，为后续的建模学习打下良好的基础。读者可以自己找些例子来加强练习，只有通过大量的练习，才能体会各个命令的运用技巧，才能真正熟练掌握。学习目的：学习目的：了解基准的概念和特点
10、 了解Pro/ENGINEER的基准种类 掌握各种常见基准的创建方法 学习重点：学习重点：理解基准在建模过程中的重要意义 掌握各种常见基准的创建方法 3.1 经验者说：基准在三维建模中扮演重要角色 基准是指确定点、线、面所依据的哪些点、线、面。所以基准实际上还是一些点、线、面，它们在建模过程中是确定其他点、线、面的依据。在Pro/E系统中，要设计出尺寸、位置都符合设计要求的模型，则必须在操作过程中依据一定的点、线、面，这些点、线、面就是在Pro/ENGINEER系统中的基准。在建模的过程中，基准的正确建立是必要的也是必须的。在三维建模的过程中，由于空间概念的引入，需要合理有效地确定大量的基准。
11、所以基准是建模过程中不可或缺的、必须的特征。可以说，基准的正确、合理地建立是快速、准确建模的关键，每一位读者都必须熟练掌握各种基准的使用。3.2 手把手教3.2.1基准的分类和显示控制 基准面 基准轴 基准曲线 草绘基准曲线 基准点 坐标系统 1Pro/E中的基准 2基准的显示控制 基准显示控制菜单通过“环境”对话框控制基准的显示3.2.2 建立基准面 1系统默认创建的三个基准面 2创建自己需要的基准面 系统默认的三个相互垂直的基准面创建基准面菜单3.2.3 建立基准轴 创建基准轴菜单3.2.4 建立基准点 创建基准点菜单3.2.5 建立基准曲线 创建基准曲线菜单3.2.6 建立坐标系 创建坐
12、标系菜单 常见问题解答基准会不会用来创建实体特征？ 本单元回顾 本单元主要介绍了有关基准的概念，Pro/ENGINEER中基准的类型和基准的重要作用，并重点介绍了基准面、基准点和基准轴的常见创建方法及命令的基本含义。希望通过本单元的学习，读者能了解常见基准的创建方法。但也许读者会认为按照本单元的介绍方式很难去练习，这没有关系，本单元只是一个简单介绍，具体运用将在后续的单元结合建模实例进行详细介绍，所以在后续的学习过程中读者需要不断参考本单元的内容。学习目的：学习目的：掌握三维建模的基本步骤 了解基础特征的种类和作用 掌握创建基础特征的方法学习重点：学习重点：如何使用基础特征的创建命令 理解基础
13、特征的重要意义 4.1 经验者说：正确创建基础特征是三维建模的第一步 本单元主要介绍基础特征的创建。任何模型都是由一个个特征组合而成，一个模型一般由多种特征组成，如基础特征、圆孔特征、倒角特征、切削特征等，后三种特征一般称为附加特征。在Pro/E系统的建模的过程中，基础特征的建立是必须的，也就是说任何附加特征都必须建立在基础特征之上。所以，在每次建立模型的时候，首先要做的工作是建立基础特征，然后才是建立其他的附加特征。所以在Pro/E中建模的时候，需要遵循以下步骤：1）创建基础特征。2）附加特征。3）特征操作。4.2 手把手教4.2.1 基础特征的分类 创建基础特征菜单4.2.2创建拉伸特征
14、1创建一个阶梯圆柱体 2总结 创建一个拉伸特征，首先需要确定草图面，即绘制截面的平面，和特征的生长方向；然后，进入草绘环境去绘制截面；最后，指定特征的高度，系统即可完成特征的创建。其中草图面的指定和截面的绘制是关键。截面的形状决定了拉伸特征的外形，而草图面和特征生长方向则决定了特征的空间位置。4.2.3 建立旋转特征 1创建一个阶梯圆柱体 2旋转中心练习4.2.4 建立扫描特征 1创建一个扫描特征 扫描特征，即让截面按照预先定义的扫描轨迹移动形成实体，也就是说一个扫描特征的外形由扫描轨迹和截面确定。2扫描剖面的简单说明开放的剖面和实体特征 封闭的剖面和实体特征 4.2.5 建立混合特征 1创建
15、一个混合特征 混合特征，是指由两个以上的且有一定空间距离的剖面合成的一个特征。2关于混合顶点 在创建混合特征的时候，系统要求每个混合顶点的边的数量是一样的。有时为了创建某种特殊形状的模型，不能保证边的数量是相同的，此时，可以利用系统提供的“混成顶点”解决这个问题，即在少边的剖面上添加混合顶点，即该混合顶点充当了边的角色。绘制混合顶点图例 4.2.6 建立切削特征 创建一个切削特征 原始特征和切除面绘制切削特征剖面完成切削特征创建 常见问题解答1.请问在创建模型时指定双边或单边属性有什么不同结果？2.创建旋转特征时剖面必须封闭吗？3.在轨迹复杂的时候创建扫描特征时经常失败，为什么？4.在创建混合
16、特征的时候，如果剖面是一个圆，则在计算剖面的边数的时候，答案是多少？ 本单元回顾 本单元利用实例和知识点相结合的方式介绍了创建基础特征的方法，主要包括拉伸、旋转、扫描和混合等。同时，介绍了各种方法的具体建模步骤和注意事项，并练习了利用模型树和模型对话框来修改特征的方法。在本单元中要求重点掌握的内容有（1）四种创建基础特征的方法；（2）掌握草图面、视图方向、尺寸参考方向等基本概念并能灵活运用；（3）加材料和减材料的关系；（4）创建切削特征的要点。学习目的：学习目的：了解基础特征的种类和作用 掌握创建附加特征的创建方法 了解附加特征的重要作用 学习重点：学习重点：如何使用附加特征的创建命令 5.1
17、 经验者说：三维模型少不了大量的附加特征 在第4单元中主要介绍了基础特征的创建，本单元将主要介绍附加特征的创建。附加特征是依附在基础特征之上的特征，如圆角、倒角、孔等，绝大多数模型都少不了附加特征。如何正确、快速地创建附加特征是建模的重要内容。在创建附加特征的过程中，对如何选择草图面、视图面或特征的边有很高的要求。5.2 手把手教5.2.1 附加特征的分类 创建附加特征的菜单 5.2.2 创建孔特征 1创建直孔 创建孔特征是一个去除材料的过程。创建孔特征有三种方式，分别为直孔、草绘孔和标注孔。“孔”特征对话框 创建的直孔特征2创建草绘孔 选择草绘孔命令 创建的草绘孔特征 3创建标准孔 设置标准
18、孔的属性 5.2.3 建立倒圆角特征 1创建简单圆角 圆角对于特征造型设计来说有着相当重要的作用，在一个实体上总缺少不了各种各样的圆角。合理、有效地使用各种圆角，是进行产品造型设计必须掌握的。Pro/E系统将圆角特征分为简单圆角和高级圆角。指定圆角类型菜单 1创建简单圆角 创建的普通圆角特征创建的变圆角特征创建的全圆角特征2创建高级圆角 高级圆角除了可以支持一次选择多条棱边来创建圆角特征外，而且还可以在这个过程中指定不同棱边分别为不同的圆角半径值。第一个圆角第二个圆角完成三个圆角的创建5.2.4 创建倒角特征 1利用边创建倒角 指定倒角类型选择边选择创建倒角的边完成倒角的创建2利用“顶角”创建
19、倒角 选择顶点选择创建倒角的顶点选择顶点相连的三条边完成倒角特征的创建5.2.5 创建加强筋 创建加强筋特征 在进行产品设计时，为了加强零件的强度，往往需要设计加强筋，特别是在进行铸造零件设计时，加强筋的设计更是常见。加强筋必须是附着于另一特征之上的。在生成加强筋时，其产生的特征是以草图面为中心面，呈现左右对称。所以在生成加强筋时，一定要辅助于一定的参考面或基准面来生成。绘制加强筋剖面完成加强筋创建5.2.6 创建抽壳特征 1创建一个抽壳特征 抽壳是将一个实体的中间部分的材料去掉，形成一个一端开口，另一端封闭的中空模型，就像一个杯子的形状。在生成壳体特征时，系统将以选取的表面开始并按照指定的壳
20、体厚度去除材料，将全部去除生成一个壳体。选择抽壳特征的开始面（网格面）完成抽壳特征的创建2关于壳体的厚度说明THICK（厚度）=1 抽壳特征厚度值的正负比较 THICK（厚度）=1 5.2.7 创建拔模特征 创建拔模特征 拔模特征是扭曲特征的一种，通过它能对实体造型产生变化。选取圆柱面的两侧选择拔模面 指定中性面指定拔模的中性面 完成拔模特征创建 常见问题解答1.创建孔特征可以创建截面为任意形状的孔吗？如果不能，应怎样解决这个问题？2.利用“增加”的方法创建倒角特征，一共选择了两条边，即创建了两个倒角，为什么在模型树中只看到一个特征？3.创建旋转特征时剖面必须封闭，而创建加强筋时剖面必须开放，
21、是吗？4.创建拔模特征时，拔模角有范围限制吗？ 本单元回顾 本单元通过实例介绍了附加特征的创建方法，主要包括孔、圆角、倒角、加强筋、壳体和拔模特征等。以及介绍了使用各种方法创建附加特征时的具体建模步骤和注意事项。在本单元中要求重点掌握的内容有（1）各种创建附加特征的方法；（2）合理创建适当的附加特征。学习目的：学习目的：掌握建模命令的灵活运用 掌握常见的特征操作方法 理解建模顺序的重要性 学习重点：学习重点：综合运用各 种建模命令 如何运用特征操作的方法创建特征 6.1 经验者说：实例练习是掌握建模方法的有效途径 运用前面几个单元介绍的知识，已经可以创建一般复杂程度模型了。但怎样合理地、灵活地
22、运用这些基本命令来创建模型并不是一件容易的事情，只有通过大量的实例练习来体会其中的奥妙。另外，掌握对特征的操作方法也是加快建模的重要方法，这些操作方法包括阵列、复制、镜像、组特征等。特征操作方法对于读者来说是全新的内容，在本书中将不做专门介绍，而是将这些内容放在实例练习中来介绍，相信这样读者会更容易理解和掌握。6.2 手把手教6.2.1 阶梯轴 1结构分析 轴是常见的机械产品，掌握其创建方法有重要意义。轴的形状一般都是一个阶梯状的圆柱体，轴上一般有键槽及圆角、倒角特征。轴的几何结构较简单，本例中的轴一共由6段组成，每一段都是圆柱体，而且各轴段同轴。当然可以将各段轴分别创建，但这样的效率较低，特
23、别是当轴段较多时就体现得就越明显。利用各段轴同轴的特点，本例将通过创建一个阶梯的剖面，然后通过旋转的方式来创建轴的基本体。在轴上有两个键槽，确定键槽的位置是问题的关键。2建模步骤 1.绘制草图 2.完成轴的绘制 3.完成键槽创建4.完成退刀槽和倒角的创建6.2.2 拨叉 1结构分析 拨叉是一种典型的机械产品，其外形比轴要复杂。本例将重点练习加强筋的创建和训练三维建模的空间感，并进一步体会草图面的重要作用。本例创建的拨叉的各个部分一般都是简单的拉伸特征，但在相对位置上还是比较复杂，所以，合理确定各个特征的草图面是本例一个重要的工作。2建模步骤 1.创建圆柱体 2.创建立方体 3.完成顶部和圆柱体
24、的连接 4.完成加强筋和凸台的创建 5.完成孔、圆角和倒角的创建 6.2.3 风扇 1结构分析 本例的风扇结构较为复杂。本例主要练习各种建模命令的综合运用，并介绍有关特征操作的方法之一复制特征。这里简单分析一下本例模型的结构特征。风扇的基座是一个阶梯形的轴，可以通过拉伸的方式一段一段地创建，也可以用旋转的方式一次创建。在基座的下面，有一个形状较为特殊的凸台，一般用混成的方式来创建。风扇的支架是一个弯曲的圆柱体，用扫描的方式来创建该特征。扇叶是一个简单的拉伸隆起特征。同时，由于沿基座均匀分布着三个支架和扇叶，在本例中用复制的方式来创建其他两个支架和扇叶。2建模步骤 1.创建风扇基座 2.创建凸台
25、和支架 3.完成扇叶的创建 4.完成支架和扇叶的复制 5.完成风扇的创建 6.2.4 汤锅 1结构分析 汤锅是一个比较复杂的模型，它的创建要用到多种建模命令。本例重点练习扫描、混成、抽壳，同时也要学习特征操作的方法之一镜像特征。汤锅的基础特征不再是一个规则的长方体或圆柱体，而是一个两头小中间大的类似鼓型的实体，这要用到系统提供的混成命令来创建；汤锅的两个手柄的轴线是一条曲线，须通过扫描的方式来创建；另外，由于汤锅是一个开口的容器，所以得用抽壳命令创建。另外，就是需要完成其他一些附加特征，如圆角、全圆角等。2建模步骤 1.创建基础特征 2.创建抽壳特征 3.完成一个手柄的创建 4.复制另一个手柄
26、 5.创建各个圆角特征6.2.5 烟灰缸 1结构分析 烟灰缸的基础特征是一个圆柱体，但烟灰缸的外形为上大下小，所以可以通过创建一个拔模斜度来完成；烟灰缸也是一个容器，所以也需要通过抽壳命令来完成；在烟本例中烟灰缸的外形并不复杂。灰缸的口部有6个均匀分布的放烟槽，这是本例的难点。在创建这6个小槽时，先创建一个基本的放烟槽，然后将之进行圆形阵列，就可得到全部6个烟槽。2建模步骤 1.创建基础特征 2.创建拔模特征 3.完成第一个放烟槽的创建4.阵列创建其它放烟槽5.创建各个圆角特征6.2.6 齿轮 1结构分析 本例要创建一个渐开线的齿轮，创建齿轮的关键是要创建正确的渐开线。要准确创建渐开线，需要用
27、到Pro/E系统提供的关系式去限定渐开线的变化。关系式是Pro/E建模中一个很好的控制图形相关尺寸之间关系的有力工具。本例中，先创建一条渐开线，然后由该渐开线创建第一个齿，然后通过阵列和复制该齿来完成所有齿的创建，最后再创建其他附加特征。2建模步骤 1.创建齿轮的渐开线 2.创建第一个齿 3.完成其它齿的创建4.创建齿轮体和轴孔5.创建第一个齿面切削特征6.完成齿轮的创建 常见问题解答1.镜像、复制、阵列这三种特征的操作方法有什么区别和联系？2.在旋转阵列特征的时候，必须借助角度尺寸作为参考吗？3.如何确定合理的建模步骤？ 本单元回顾 在本单元中通过6个具体的实例介绍了有关特征的操作方法，包括
28、特征镜像、特征阵列、特征复制、组特征等，在此基础上还介绍了关系式的运用。另外，本单元也是前面几单元的基础知识的综合运用。在本单元中要求重点掌握的内容有（1）各种常见的特征操作方法；（2）确定合理的建模步骤；（3）理解草图对创建特征的重要意义。学习目的：学习目的：了解装配的基本概念 掌握常见的装配操作方法 学习重点：学习重点：如何完成一个装配体的创建 7.1 经验者说：虚拟装配使设计更加可靠 一个产品通常都是由多个零件组成，各个零件之间需要正确装配在一起才能正常使用。在传统的设计过程中，无法通过计算机来完成虚拟装配即在设计完成之后通过在计算机的环境中将各个零件装配起来，从而增大了设计出错的可能性
29、。在Pro/E系统中，可以通过将各个零件按照设计者的需要装配起来，这样将非常直观地观察到整个产品的全貌，更能直观地发现设计中存在的问题，如是否发生装配干涉、各个零件的外观是否协调等，从而增加设计工作的可靠性和正确性。7.2 手把手教7.2.1 装配的简单说明 1匹配（Mate）2对齐（Align）3插入（Insert）4相切（Tangent）7.2.2 装配实例操作 常见问题解答“查询选取”方式的优点是什么？ 本单元回顾 本单元主要介绍了装配的概念和常见的装配操作方法，并通过实例具体说明各种操作方法的运用。通过对本单元的学习要求读者掌握常用的装配方法，并理解其实质。在本单元中要求重点掌握的内容有（1）装配的概念和意义；（2）常用装配方法的运用和实质。
