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南陽理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 課題名稱：基于Pro/E的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫的 制作（螺釘部分） 姓 名： 岳 姣 陽 學(xué) 號：　21405061 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師： 段 江 軍 張斌 日 期： 2007.6月  第1章緒論 5 1國內(nèi)外CAD技術(shù)研究動態(tài) 5 1.1國內(nèi)外CAD技術(shù)發(fā)展歷程 5 1.2 CAD技術(shù)發(fā)展趨勢 6 1.3 Pro/Engineer二次開發(fā)現(xiàn)狀 7 2研究目的、意義 8 第2章 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計及建庫實例 10 2.1族表基礎(chǔ) 10 2.1.1族表(Family Table)菜單簡介 [2] 11 2.1.2 族表（Family Table）實例的操作 16 2.1.3 創(chuàng)建族表（Family Table）的步驟 18 2.1.4 創(chuàng)建族表（Family Table）的幾個注意點 [5] 19 2.2 零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立 19 2.2.1 創(chuàng)建通用零件(Generic Part ) 20 2.2.2 修改公稱參數(shù)的名稱 24 2.2.4 添加族項目 26 2.2.5 創(chuàng)建新的實例 28 2.2.6 校檢新添加的實例添加實例層 29 2.2.7 預(yù)覽生成的子實例 31 第三章 三維標(biāo)準(zhǔn)庫在裝配中的應(yīng)用 32 3.1尾架裝配中標(biāo)準(zhǔn)件的調(diào)用 32 第四章結(jié)論 40 論文總結(jié) 40 工作展望 41 工作感受 41 致謝 43 摘要：參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計作為一種全新的設(shè)計方法現(xiàn)在已被工業(yè)界廣泛采用。它所具有的高效性、實用性等特點使其成為設(shè)計工作的發(fā)展方向。參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計應(yīng)用水平的高低直接決定了企業(yè)設(shè)計效率與設(shè)計質(zhì)量的高低和企業(yè)核心競爭力的強弱。這是關(guān)系到企業(yè)長久生存與發(fā)展的重大問題。 本文是研究三維標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)。標(biāo)準(zhǔn)件包括螺釘、螺栓等。標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)是在Pro/ENGINEER基礎(chǔ)上，依據(jù)它的二次開發(fā)工具族表和excel，設(shè)計并開發(fā)了一套三維標(biāo)準(zhǔn)件庫，實現(xiàn)了各種標(biāo)準(zhǔn)件的自動生成，解決了產(chǎn)品設(shè)計效率、生產(chǎn)重復(fù)勞動、產(chǎn)品開發(fā)周期等問題。實際應(yīng)用表明，利用本論文開發(fā)的系統(tǒng)于各種標(biāo)準(zhǔn)件的建模工作，可提高效率 50％左右。 關(guān)鍵字：設(shè)計方法； Pro/Engineer；標(biāo)準(zhǔn)件庫；族表； ESTABLISHMENT OF 3D COMMON AND STANDARD PART LIBRARY ABSTRACT Key words: Mechanical manufacturing; Standard piece; Pro/Engineer; 3D databases; Family table;  第1章緒論 1國內(nèi)外CAD技術(shù)研究動態(tài) 1.1國內(nèi)外CAD技術(shù)發(fā)展歷程 CAD技術(shù)起步于50年代后期，60年代，隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，在計算機屏幕上繪圖變?yōu)榭尚?，CAD技術(shù)開始迅速發(fā)展。CAD技術(shù)以二維繪圖為主要目標(biāo)的算法一直持續(xù)到70年代末期，CAD開始實用化，以后的CAD技術(shù)作為一個分支而相對獨立、平穩(wěn)地發(fā)展。在CAD技術(shù)約50年的發(fā)展歷史中，共經(jīng)歷了四次重大的技術(shù)革命. （1）第一次CAD技術(shù)革命—“貴族化”的曲面造型系統(tǒng) 70年代，法國達索飛機制造公司的開發(fā)者們，在二維繪圖系統(tǒng)CADCAM的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了三維曲面造型系統(tǒng)CATIA。此時CAD軟件價格極其昂貴，因此被稱為“貴族化”的曲面造型系統(tǒng)。 （2）第二次CAD技術(shù)革命—生不逢時的實體造型技術(shù) 有了表面模型，CAM的問題可以基本解決。但由于表面模型技術(shù)只能表達形體的表面信息，難以準(zhǔn)確表達零件的其他特性?；趯τ贑AD/CAE一體化技術(shù)的探索，SDRC公司于1979年發(fā)布了世界上第一個完全基于實體造型技術(shù)的大型CAD/CAE軟件—I-DEAS。 (3)第三次CAD技術(shù)革命—一鳴驚人的參數(shù)化設(shè)計技術(shù) 正當(dāng)實體造型技術(shù)逐漸普及之時，CAD技術(shù)的研究又有了重大進展。那就是參數(shù)化實體造型方法。該方法具有以下特點:基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改。80年代中期，PTC公司推出最早的參數(shù)化軟件Pro/Engineer。進入90年代，參數(shù)化技術(shù)變得比較成熟起來，充分體現(xiàn)出其在許多通用件、零部件設(shè)計上的簡單易行的優(yōu)勢。因而參數(shù)化技術(shù)的應(yīng)用主導(dǎo)了CAD發(fā)展史上的第三次技術(shù)革命。 (4)第四次CAD技術(shù)革命—更上層樓的變量化技術(shù) 參數(shù)化技術(shù)的成功應(yīng)用，使它在90年代前后幾乎成為CAD業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)。但參數(shù)化技術(shù)亦尚有一些不足之處。變量化造型的技術(shù)特點是保留了參數(shù)化技術(shù)基于特征、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動設(shè)計修改的優(yōu)點，但在約束定義方面做了根本性改變。它的成功應(yīng)用，為CAD技術(shù)的發(fā)展提供了更大的空間和機遇。率先使用變量化技術(shù)的軟件是SDRC公司推出的I-DEAS Master Series軟件。變量化技術(shù)驅(qū)動了CAD發(fā)展的第四次技術(shù)革命。 從CAD技術(shù)的發(fā)展歷程可以看出，CAD技術(shù)一直處于不斷的發(fā)展和探索之中。沒有那一種技術(shù)是常青樹，正是這種此消彼長的互動和交替，造就了今天CAD技術(shù)的興旺與繁榮，促進了工業(yè)的高速發(fā)展。 CAD技術(shù)在我國CAD技術(shù)的研究和開發(fā)工作起步相對較晚，自80年代開始，CAD技術(shù)應(yīng)用工作才逐步得到了開展。在參數(shù)化技術(shù)方面我國仍處在不斷完善二維圖形參數(shù)化技術(shù)階段。國內(nèi)有自主版權(quán)的CAD軟件如高華CAD、電子圖板CAXA、開目CAD等軟件技術(shù)含量相對較低，它們主要面向國內(nèi)市場，提供操作簡便的二維工程圖設(shè)計平臺，在設(shè)計的參數(shù)化及軟件的可靠性方面都需進一步提高。值得注意的是，經(jīng)過多年的投入和推廣，我國CAD技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用在機械、電子、航空、建筑等行業(yè)，應(yīng)用CAD技術(shù)起到了提高企業(yè)的設(shè)計效率、優(yōu)化設(shè)計方案、減輕技術(shù)人員的勞動強度、縮短設(shè)計周期、加強設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化的作用。近年來，我國CAD技術(shù)的研究也有了長足的進步。 1.2 CAD技術(shù)發(fā)展趨勢 隨著CAD技術(shù)的不斷研究、開發(fā)與廣泛應(yīng)用，對CAD技術(shù)提出越來越高的要求，因此CAD從本身技術(shù)的發(fā)展來看，其發(fā)展趨勢是參數(shù)化、三維化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。具體表現(xiàn)為: (1)參數(shù)化 設(shè)計參數(shù)化一直是CAD系統(tǒng)所追求的目標(biāo)，它能極大地提高機械設(shè)計效率。通過尺寸驅(qū)動既能為用戶提供設(shè)計對象的直觀、準(zhǔn)確的反饋，又能隨時對設(shè)計對象加以修改。 (2)三維化 傳統(tǒng)的CAD主要以二維繪圖軟件為主。從設(shè)計的觀點來看，人們頭腦中所構(gòu)思的設(shè)計對象是三維物體，用二維圖形表示三維物體有很多局限性。而采用三維建模更能直觀、全面地反映設(shè)計意圖。在三維的基礎(chǔ)上可以進行裝配、干涉檢查、有限元分析、運動分析等高級的計算機輔助設(shè)計工作。 （3）智能化 CAD技術(shù)作為一種設(shè)計工具，其核心目標(biāo)在于能夠幫助工程技術(shù)人員設(shè)計出更好、更具市場競爭力的產(chǎn)品。在以幾何模型為主的現(xiàn)代通用CAD技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展面向設(shè)計過程的智能CAD技術(shù)是一種必然的趨勢。 （4）網(wǎng)絡(luò)化 從工作站和高性能微機問世以后，大多數(shù)用戶采用工作站和微機系統(tǒng)來代替集中式CAD系統(tǒng)，形成網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)。借助于互聯(lián)網(wǎng)的跨地域、跨時空的溝通特性和近乎無限的接入能力，CAD軟件的團隊協(xié)作能力可以直接利用互聯(lián)網(wǎng)進行。 (5)集成化 從制造業(yè)的信息化角度來看，CAD的廣義概念包括AD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERP技術(shù)的集合，利用基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM集成技術(shù)，實現(xiàn)真正的全數(shù)字化設(shè)計與制造。 （6）標(biāo)準(zhǔn)化 隨著CAD系統(tǒng)的集成和網(wǎng)絡(luò)化，制定各種產(chǎn)品設(shè)計、評測和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)勢在必行。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織己經(jīng)頒布了新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)STEP。建立符合STEP標(biāo)準(zhǔn)的全局產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型是企業(yè)未來發(fā)展的需要。同時國家還將建立圖文并茂、參數(shù)化的標(biāo)準(zhǔn)件庫，替你現(xiàn)行的各種形式的標(biāo)準(zhǔn)化手冊。 1.3 Pro/Engineer二次開發(fā)現(xiàn)狀 由于Pro/Engineer在CAD/CAM領(lǐng)域的優(yōu)秀表現(xiàn)，它在各個大中型企業(yè)中的使用率越來越高。但是這同時也帶來了另外一個問題，那就是怎樣對通用軟件進行本地化的問題。因為通用的CAD軟件在設(shè)計的時候不可能考慮到每個企業(yè)的特殊情況，要想充分發(fā)揮CAD軟件的功能，為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益，企業(yè)必須跟據(jù)自身的特點，對軟件進行本地化的工作，即二次開發(fā)。這也是所有CAD軟件都留有開發(fā)接口的原因。Pro/Engineer的開發(fā)從實現(xiàn)方法上大致可以分為兩類:一類主要是對Pro/Engineer中使用的標(biāo)準(zhǔn)(如:公差符號、尺寸標(biāo)注樣式等)進行符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的改造。這類開發(fā)只需要根據(jù)Pro/Engineer的開發(fā)工具族表進行各種參數(shù)設(shè)置;另一類是需要開發(fā)出人性化的界面以方便用戶的使用，以及進行數(shù)據(jù)庫的連接。這一類一般是在比較大型的系統(tǒng)中出現(xiàn)，因為操作復(fù)雜必須要有友好界面。所以必須借助于其它的開發(fā)工具來實現(xiàn)。而這就涉及了開發(fā)工具和Pro/toolkit的兼容性問題。這個問題長期以來一直困擾著開發(fā)人員，沒有得到很好的解決。這也是使得人們認為Pro/Engineer難于開發(fā)的原因之一。 2研究目的、意義 本論文是在裝配設(shè)計過程中，為提高設(shè)計效率，減少重復(fù)勞動，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，針對設(shè)計過程中所遇到的問題而做的部分研究工作。機械設(shè)計領(lǐng)域里傳統(tǒng)的二維設(shè)計最終將被三維設(shè)計所取代。而如何更好地利用三維軟件進行產(chǎn)品設(shè)計存在著以下值得研究的問題。因此，本論文的研究目的在于解決以下關(guān)鍵問題: (1)參數(shù)化建模 參數(shù)化技術(shù)是當(dāng)前CAD技術(shù)重要的研究領(lǐng)域之一。參數(shù)化設(shè)計一般是指設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)比較定型，可以用一組參數(shù)來約定尺寸關(guān)系。參數(shù)的求解較簡單，參數(shù)與設(shè)計對象的控制尺寸有顯式的對應(yīng)，設(shè)計結(jié)果的修改受到尺寸驅(qū)動。參數(shù)化設(shè)計技術(shù)以其強有力的草圖設(shè)計、尺寸驅(qū)動修改圖形功能，成為初始設(shè)計、產(chǎn)品建模及修改系列設(shè)計、多方案比較和動態(tài)設(shè)計的有效手段。 因此，如何充分地運用參數(shù)化技術(shù)進行零件的參數(shù)化建模來提高各種零件的建模效率是本文研究的重點。運用參數(shù)化建?？梢酝耆慵淖詣踊?，而所要提供的只是一些基本的設(shè)計參數(shù)。從而減少設(shè)計過程中的大量重復(fù)性的工作，大大提高工作效率。 (2)模板的開發(fā)定制 采用Pro/Engineer進行三維建模中，模板是建模的基礎(chǔ)，它能將相關(guān)的信息傳遞給根據(jù)模板創(chuàng)建的文件。通過模板創(chuàng)建的文件具有統(tǒng)一的界面、格式，符合相同的標(biāo)準(zhǔn)，如系統(tǒng)單位、零件精度、模型文件的參數(shù)及參數(shù)值等。在一定程度上可以提高設(shè)計效率。 (3)標(biāo)準(zhǔn)零件庫的創(chuàng)建 在機械設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)量日益增多，這主要是因為采用標(biāo)準(zhǔn)件給產(chǎn)品的設(shè)計、制造、裝配帶來了很大的方便。設(shè)計人員如果能從CAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件庫中獲得滿足設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)件，則可大大減少重復(fù)勞動，提高設(shè)計效率，從而縮短新產(chǎn)品的研制周期，所以，提供標(biāo)準(zhǔn)件庫或者提供開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件庫的工具是CAD系統(tǒng)的一個重要組成部分，也是評價CAD系統(tǒng)的一個重要指標(biāo)。在設(shè)計過程中，如果缺少標(biāo)準(zhǔn)件庫，在調(diào)用每一個標(biāo)準(zhǔn)件時，就需要像別的非標(biāo)零件一樣，重新建模。而標(biāo)準(zhǔn)件的頻繁調(diào)用，大大降低了裝配效率，造成了時間和精力上的浪費。  第二章 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計及建庫實例 2.1族表基礎(chǔ) 族表是Pro/ENG工NEER中的一個利用表格來驅(qū)動模型的工具，可以將事先定義好了的模型(稱為“GENER工C”的零件)中可供驅(qū)動的尺寸參數(shù)、特征、模型參數(shù)等放入表格中，通過在表格中輸入新的參數(shù)值就可以創(chuàng)建一個新的零件(稱為“INSTANCE” 的零件)。族表的產(chǎn)生過程是，首先建立一個具有代表性的零件， 此零件稱為普通零件(或原始零件)_Generic Part。然后，根據(jù)可變情況編輯族表項目，可變項目可以是:尺寸、參數(shù)、特征和組件等。完成族表內(nèi)容后，需進行較對，然后系統(tǒng)會自動一一再生，從而生成若干子零件(Instance Part)族 表 是 本質(zhì)上相似零件(或裝配或特征)的集合，但在一兩個方面稍有不同。例如，圖2-1所示，這些螺釘雖然有各種尺寸，但它們看起來是一樣的并且具有相同的功能。這些零件構(gòu)成一個“族表”，“族表” 中的零件也稱表驅(qū)動零件。 “族表”的實例零件 圖 2-1 族表零件 2.1.1族表(Family Table)菜單簡介 [2] 選擇菜單“工具/族表（Family Table）”選項，彈出如圖2-1-2所示的族表（Family Table）對話框。 該對話框的有關(guān)操作介紹如下。 （1）查找范圍（Look In）組合框：從組合框選擇或輸入需要在族表中編輯的實例名。 圖2-2族表對話框  圖2-3陣列實例對話框 （2）（Patten）：按增量復(fù)制所選實例按鈕。在族表中選中一個實例，單擊此按鈕，彈出如圖2-1-3所示對話框。通過在該對話框中設(shè)置尺寸或參數(shù)增量，這樣一次可生成按所選參數(shù)和尺寸遞增的多個實例，其他尺寸或參數(shù)值不變。用于陣列的實例和生成的多個實例沒有父子關(guān)系，因此刪除陣列中的任何一個對其他實例不會產(chǎn)生影響。利用陣列生成的實例還可以作為新“族表（Family Table）”的基準(zhǔn)零件。另外，也可以在多個方向進行陣列復(fù)制。在“方向”欄中單擊按鈕，出現(xiàn)方向2。第一個方向是定義的要一起增加其值的參數(shù)和尺寸。第二個方向相對與每一個方向的實例而言，實際上是一個第一方向的陣列復(fù)制。如圖2-1-4所示，選取“d”為變量，第一個方向的增量為“-20”，第二個方向的。 表2-4 陣列實例方向 增量為“-5”，最后生成如圖2-1-5所示的族表（Family Table）。 圖2-5陣列生成的族表 （3）：添加刪除表列按鈕。單擊此按鈕彈出如圖2-1-6所示的“族項目” 表2-6族項目對話框 對話框，此對話框包含相似零件的相異之處，如尺寸、特征、參數(shù)、元件、外部參照等。單擊按鈕，新增項目；單擊按鈕，刪除增加的項目；單擊按鈕，選取全部項目；單擊按鈕，取消選取全部項目。通過過濾器可以選擇相應(yīng)的項目，例如選中過濾器“參數(shù)”前的復(fù)選框，則“項目”欄中只有參數(shù)項。 （4）：在所選行處加入新的實例按鈕。 （5）：在當(dāng)前編輯的零件表中查找實例按鈕。單擊此按鈕，彈出如圖2-1-7所示的對話框，可以按項目、值及各種邏輯關(guān)系查找實例。  圖2-7“搜索”對話框 （6）：預(yù)覽選中實例按鈕。 （7）：鎖定/解鎖實例按鈕。選中一個實例或者按Ctrl鍵選擇多個實例，單擊此按鈕，或者選擇菜單“工具/鎖定/解鎖實例”選項，可以鎖定或解鎖實例，鎖定實例的表驅(qū)動特性不能被修改。鎖定實例時，實例前出現(xiàn)圖標(biāo)。 （8）：校檢族的實例。當(dāng)創(chuàng)建完族表（Family Table）以后，需要計算每一個實例是否可以再生。再生實例后，在對話框的“校檢狀態(tài)”列中將顯示再生狀態(tài)（成功或失敗）。校檢結(jié)果被寫入<模型文件名>.tst的文件。如果族表中包含多層實例，即族樹中有多個分支，則校檢時將校檢所有選取的實例。 （9）：用Excel表編輯族表按鈕。在Excel中可以進行插入新行、創(chuàng)建其他實例、重排序項目或?qū)嵗炔僮鳌Ｍ瓿蛇@些操作后，單擊“族表（Family Table）”菜單欄中的“文件/更新Pro/Engineer”。Excel檢查“族表（Family Table）”可接受的值、名稱等。如果發(fā)現(xiàn)錯誤，Excel會提示修復(fù)錯誤。如果沒有發(fā)現(xiàn)錯誤，Excel將更改保存到族表中。這時候可以退出Excel，回到“族表（Family Table）”對話框。 2.1.2 族表（Family Table）實例的操作 1.族表（Family Table）文件的打開 打開包含族表（Family Table）的文件，選擇菜單“文件/打開”選項或者單擊工具欄中的按鈕，彈出如圖2-1-8所示的對話框，這時可以“按名稱”或者“按參數(shù)”打開文件。按名稱打開文件，需要選定一個實例名，單擊“打開”按鈕即可。 圖2-8 按名稱打開實例 按參數(shù)打開文件，需要選中一個參數(shù)，再選中一個值，在“名稱”對話框中出現(xiàn)對應(yīng)的實例名如圖2-1-9所示，單擊“打開”按鈕即可。如果要恢復(fù)整個名稱的實例列表，單擊“恢復(fù)”按鈕即可。 2-9 按參數(shù)打開實例 2. 實例加速器 在每次打開實例時，系統(tǒng)都會重新生成所有特征，這樣相當(dāng)耗時。把實例存儲在實例加速器文件中，可以大大減少從磁盤上檢索零件或組件實例時間。但是這樣的操作會占用大量的磁盤空間。對于每個實例零件都會產(chǎn)生擴展名為“*.xpr”的加速器文件。對于組件產(chǎn)生擴展名為“*.xas”的加速器文件。系統(tǒng)保存零件和組件實例的方式由“保存實例加速器”變量控制?？捎孟旅鎯煞N方法設(shè)置和修改變量。 （1）設(shè)置配置文件選項save-instance-accelerateor。該選項的取值如有：無、始終、顯示。“無”為默認值，系統(tǒng)保存普通模型及通過“族表（Family Table）”來保存實例時，系統(tǒng)不產(chǎn)生加速器文件。“始終”，當(dāng)實例本身被明確保存或通過高一級對象保存時，系統(tǒng)將產(chǎn)生加速器文件?！帮@式”，只有當(dāng)明確保存實例時，系統(tǒng)才產(chǎn)生加速器文件。 （2）選擇菜單“文件/實例/加速器選項”選項，彈出如圖2-1-10所示的對話框。 單擊“更新”按鈕，則在零件所在的目錄下出現(xiàn)實例對應(yīng)的以“*.xpr”為擴展名的加速器文件。“使用選項”中的各選項和“配置文件”中的相同。 圖2-10 實例加速器對話框 3.創(chuàng)建或更新索引文件 選擇菜單“文件/實例操作/更新索引”選項來創(chuàng)建或更新索引文件。實例索引文件能使用戶只需輸入實例名就可檢索實例。實例索引文件名為directoryname.idx（其中directoryname是文件存放的目錄名）。保存任何普通模型時將自動創(chuàng)建一個新的實例索引文件或更新現(xiàn)有實例索引文件，系統(tǒng)自動把族表（Family Table）的所有實例加到索引文件中，包括子族中的實例名。“*.idx”文件是文本文件，可在Pro/Engineer之外任何文本編輯器進行編輯。但是，如果在Pro/Engineer之外編輯此文件，Pro/Engineer將不能識別此文件。 4.有關(guān)普通模型和實例的保存 選擇菜單“文件/保存”選項來保存普通模型。系統(tǒng)自動將所有實例的名稱增加到實例索引文件中，而無需重新生成它們，包括實例的下層實例。但是如果將一個特殊的實例保存為分離模型，即對單個實例采用“文件/保存”或者“文件/保存副本”，那么該實例將與普通模型不再由任何聯(lián)系。 2.1.3 創(chuàng)建族表（Family Table）的步驟 （1）創(chuàng)建一個模型樣板，作為普通模型來使用。 （2）在“零件”或“組件”菜單中，單擊“族表（Family Table）”，將“族表（Family Table）”打開。 （3）此時，族表（Family Table）只有普通模型。單擊圖標(biāo)，“族表（Family Table）項目”對話框打開。選取要添加的項目，單擊“確定”按鈕回到“族表（Family Table）”。 （4）單擊圖標(biāo)，出現(xiàn)一個新行。此實例和普通模型相同，可以用來陣列實例。 （5）單擊圖標(biāo)，出現(xiàn)陣列實例對話框，在“數(shù)量”對話框中輸入要陣列的數(shù)量。選取要陣列的尺寸或參數(shù)，單擊按鈕，接受該項目。在“增量”對話框中輸入增量值，單擊回車鍵，然后單擊“確定”。 （6）單擊圖標(biāo)，校檢各實例是否能生成。 （7）如果要創(chuàng)建多層族表（Family Table），選取要用于創(chuàng)建新“族表（Family Table）”的實例。單擊“族表（Family Table）”菜單“插入/實例層表”，將創(chuàng)建新的“族表（Family Table）”。所選實例成為新族表（Family Table）中的普通模型。 2.1.4 創(chuàng)建族表（Family Table）的幾個注意點 [5] （1）選擇合適的普通模型樣板，樣板模型應(yīng)該包含族表（Family Table）中所有零件的所有特征。這樣可以把一些零件步具有的特征添加到零件表中，只需在對話框中選擇“N”選項即可。 （2）在構(gòu)件普通模型時，注意充分利用關(guān)系式約束各變量之間的關(guān)系，在標(biāo)注原始模型時選擇合理的基準(zhǔn)，這樣可以減少變量。 （3）在構(gòu)建多層族表（Family Table）時，注意理清各層之間的關(guān)系。 2.2 零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立 零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立是標(biāo)準(zhǔn)件三維圖庫建立的基礎(chǔ)，族表（Family Table）的建立在零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立中起著及其關(guān)鍵的作用。下面以本設(shè)計中所建立的螺釘標(biāo)準(zhǔn)件庫中的一個螺釘零件，螺釘（gld_gbt65_2000）為例，簡單的說明一下零件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立過程。 2.2.1 創(chuàng)建通用零件(Generic Part ) 前面在族表（Family Table）的建立時介紹過，在建立族表（Family Table）時要先創(chuàng)建一個具有代表性的零件--通用零件(Generic Part )，所以在建立螺釘標(biāo)準(zhǔn)件庫時要先創(chuàng)建該螺釘?shù)耐ㄓ昧慵?Generic Part )。 1.新建零件 單擊按鈕，在“名字”對話框中輸入“gld_gbt65_2000”，單擊“使用默認模板”復(fù)選框取消選中標(biāo)志。單擊“確定”按鈕，打開“新文件選項”對話框。選擇“mms-part-solid”模板，建立單位為公制的新文件。 2.創(chuàng)建螺釘零件 單擊右側(cè)工具欄中的“旋轉(zhuǎn)” 按鈕，接受工作區(qū)下方“操縱板”默認的選項。單擊“操縱板”中的“位置”按鈕，在彈出的菜單中選擇“定義”，彈出的“草繪”對話框，選擇“FRONT”為草繪平面。接受系統(tǒng)默認的草繪方向和參照平面，單擊“草繪”對話框中的“草繪”按鈕進入草繪模式。在草繪模式下，繪制如圖2-11所示圖形。 圖2-11拉伸草圖 完成后單擊工作區(qū)右側(cè)的“確定”按鈕，退出草繪模式。在工作區(qū)下方的“旋轉(zhuǎn)角度”輸入框中輸入旋轉(zhuǎn)角度“360”，單擊“確定”按鈕，完成圖2-12所示的特征。 圖2-12生成的特征 這步為止，螺釘?shù)幕拘螤钜呀?jīng)基本生成了，下面進行開槽的繪制。 單擊右側(cè)工具欄中的“拉伸”按鈕，接受工作區(qū)下方“操縱板”默認的選項。單擊“操縱板”中的“位置”按鈕，在彈出的菜單中選擇“定義”，彈出的“草繪”對話框，選擇“FRONT”為草繪平面。接受系統(tǒng)默認的草繪方向和參照平面，單擊“草繪”對話框中的“草繪”按鈕進入草繪模式。在草繪模式下，繪制如圖2-13所示 圖2-13草繪特征 寬0.4長0.45的長方形完成后單擊工作區(qū)右側(cè)的“確定”按鈕，退出草繪模式。完成后選擇選取“拉伸深度”為（拉伸至所有曲面）然后選擇去除材料特征單擊“確定”按鈕，完成圖2-14所示的特征。 圖2-14槽特征 然后選擇“倒圓角” 按鈕選擇需要倒角的地方,輸入倒角半徑0.1單擊“確定”按鈕，完成圖6所示的特征 圖6倒角特征 然后生成螺紋的修飾步驟如下: 步驟1選擇“插入/修飾/螺紋”命令，后彈出如圖示修飾螺紋對話框，屏幕下方提示“選取螺紋曲面”。 步驟2：選取螺桿的外表面，如下圖所示。此時“修飾：螺紋”對話框的箭頭指向“起始曲面”所示。 步驟3:選取彈出的菜單管理器中選擇正向,如圖模型上箭頭只是特征創(chuàng)建方向.如圖2-16所示. 步驟4:系統(tǒng)彈出如圖3-16所示的指定螺紋長度菜單，選擇“盲孔/完成”。 步驟5:在控制面板中輸入螺紋深度：9.3，然后單擊按鈕。 步驟6：在控制面板中輸入螺紋直徑1.22，然后單擊按鈕。 步驟7：單擊“完成/返回”， 然后單擊確定按鈕完成修飾螺紋如圖2-16所示。 圖2-6完成螺紋修飾 至此，螺釘零件也就完成了。 2.2.2 修改公稱參數(shù)的名稱 為了方便地識別個參數(shù)，方便在以后的設(shè)計中迅速的調(diào)用各參數(shù)，最好把螺釘中一些系統(tǒng)默認的參數(shù)名稱修改為熟悉的參數(shù)符號名。用鼠標(biāo)右鍵單擊模型樹中的“旋轉(zhuǎn)”特征，在彈出的菜單中選擇“編輯” 命令，出現(xiàn)如圖2-16所示的尺寸。 圖2-16顯示編輯的尺寸 選取圖中的尺寸“直徑3”，選中后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“屬性”，在彈出的“尺寸屬性”對話框中選擇“尺寸文本”把尺寸名稱改為法蘭外徑“dk”，如圖2-17所示。 圖2-17尺寸屬性對話框 同理，按照《機械設(shè)計手冊》中的要求，把尺寸“1.1000”改成沉頭厚度“k”，把螺釘?shù)拈L度“10”改成長度“l(fā)”，把大徑尺寸“1.6”螺釘大徑“d”，把螺釘槽寬“0.4”改成“n”，把高度尺寸“0.45”改成高度 “t”，把倒角尺寸“0.1”，改成倒角 “r”。同時修改螺紋的長度9.3用字母b表示 2.2.3 添加關(guān)系式 在建立族表（Family Table）時，經(jīng)常要建立一些關(guān)系式，以確保零件間各尺寸的正確性。 在螺釘中，要建立關(guān)系式的是D1=D-2*0.541*p，根據(jù)分析計算可確定大徑與小徑的關(guān)系。同時確定在螺釘長度大于38時的長度關(guān)系，所用關(guān)系式為 IF (L<45) B=L-2*P ELSE B=38 ENDIF 選擇菜單“工具/關(guān)系”選項，彈出如圖2-18所示的“關(guān)系”對話框。在對話框中輸入“D1=D-2*0.541*p IF (L<45) B=L-2*P ELSE B=38 ENDIF”，單擊“確定”按鈕。 圖2-18關(guān)系對話框 2.2.4 添加族項目 選擇菜單“工具/族表（Family Table）”選項，彈出“族表（Family Table）”對話框，單擊按鈕，彈出如圖2-19所示的“族項目”對話框。接受系統(tǒng)默認的“添加項目”中的“尺寸”選項，單擊模型樹中的各個項目，可以在零件圖中出現(xiàn)對應(yīng)的尺寸，為了方便輸入族表（Family Table）的數(shù)據(jù)，按照《機械設(shè)計手冊》上的順序單擊螺釘大徑“1.6”、沉頭螺釘槽寬0.4和深0.45，螺釘頭大徑3以及高度3，倒角半徑0.1。這些尺寸，則在“項目”對話框中相對應(yīng)的增加了所選中的項目，選取完參數(shù)后的“族項目”如圖2-19所示。單擊“確定”按鈕，完成項目的添加，彈出如圖2-20所示的“族表”對話框。 圖2-19族項目對話框 圖2-20“族表”對話框 2.2.5 創(chuàng)建新的實例 要在族表（Family Table）中增加新的實例，可以在“族表”中單擊按鈕增加實例，也可以單擊按鈕，在Excel表格中編輯數(shù)據(jù)來增加新的實例。 在如圖2-20所示的“族表”對話框中，單擊按鈕，彈出如圖2-21所示的Excel表格。把《機械設(shè)計手冊》中凸面鋼制管法蘭蓋（gb9123-6）的相關(guān)尺寸輸入到Excel表格中，如圖2-21所示。單擊Excel表格上方工具欄中的 圖2-21 Excel表格 圖2-22 讀入數(shù)據(jù)后的“族表”對話框 按鈕，把Excel表格中的數(shù)據(jù)讀入到“族表”對話框中，如圖2-22所示。 2.2.6 校檢新添加的實例添加實例層 單擊按鈕，彈出 “族樹”對話框。 單擊按鈕，則系統(tǒng)對各子實例逐一進行校檢。當(dāng)校檢成功后在“校檢狀態(tài)”欄中出現(xiàn)“成功”字樣，如圖2-32所示。反之，如果校檢失敗，則在“校檢狀態(tài)”欄中出現(xiàn)“失敗”字樣。這就要求我們對所建立的族表（Family Table）進行檢查，改正錯誤。 圖2-32 校檢成功對話框 圖2-33 插入實例層表 建立第二層族表。選擇M5，單擊“插入/實例層表”命令。如圖2-33所示。 系統(tǒng)彈出如圖2-34所示的族表編輯框，然后單擊“添加/刪除表例”按鈕添加螺栓長度尺寸L，然后單擊按鈕。 圖2-34 次級族表編輯框 單擊“插入長度系列實例”按鈕，如圖2-35所示，填入數(shù)據(jù)后單擊按鈕。 圖2-35 輸入長度系列 同樣的方法可以補全其他實例的長度系列。然后對所有的數(shù)據(jù)進行校驗，以保證錄入的數(shù)據(jù)無相互沖突。單擊，校驗完畢單擊按鈕，關(guān)閉“族表SCREW”窗口。 2.2.7 預(yù)覽生成的子實例 選中一個子實例的“實例名”，如“M3_GBT65”，單擊按鈕，彈出如圖2-25所示的預(yù)覽框。 圖2-25預(yù)覽框 2.2.8 生成索引文件 選擇菜單“文件/實例操作/更新索引”選項，彈出如圖2-26所示的對話框，提示輸入該文件的路徑。系統(tǒng)默認的是當(dāng)前目錄，接受單擊按鈕接受。 圖2-26索引文件提示1 接著出現(xiàn)如圖2-27所示的提示保存該索引文件，單擊按鈕保存。這時在當(dāng)前的目錄下產(chǎn)生了一個擴展名為“*.idx”的文件。這個文件可以用“記事本”程序打開。 圖2-27索引文件提示2 到這里，零件開槽圓柱頭螺釘（GB/T 65-2000）的標(biāo)準(zhǔn)件庫就建立完成了。 第三章 三維標(biāo)準(zhǔn)庫在裝配中的應(yīng)用 3.1尾架裝配中標(biāo)準(zhǔn)件的調(diào)用 下面以本設(shè)計以尾架為例，簡單說明一下標(biāo)準(zhǔn)件庫在裝配過程中的應(yīng)用。 3.1.1創(chuàng)建組件 （1）單擊按鈕，打開“新建”對話框，在“類型”選項組中選擇“組件”單選按鈕，并在“名稱”文本框中輸入組件的名稱“weijia”.接受系統(tǒng)默認的模板，單擊“確定”按鈕，進入組件編輯界面。 （2）單擊界面右下方工具欄中的按鈕，或選擇“插入/元件/裝配”命令，打開“打開”對話框，選擇之前已經(jīng)創(chuàng)建好的零件模型“1”，單擊“打開”按鈕，彈出如圖2-30所示的“選取實例”對話框，選擇“普通模型”單擊“打開”，彈出“元件放置”對話框，接受系統(tǒng)的默認設(shè)置，單擊“確定”按鈕。 （3）同上一步一樣打開另一個創(chuàng)建好的組件模型“2..asm”，裝配界面如圖3-2 所示。在彈出的“元件放置”對話框中，在“類型”選項下選擇“匹配”關(guān)系，這樣兩零件即存在了“匹配”的約束關(guān)系，然后分別單擊模型“aotulzq-1”的凸臺面和模型“aotulzq-2”的凹臺面。生成裝配界面如圖2-32 圖3-2 裝配界面 1 所示。再單擊“元件放置”中的按鈕，在“類型”選項下選擇“插入”這樣兩零件即存在了“插入”的約束關(guān)系。此時的“元件放置”對話框如圖2-32所示。生成裝配界面如圖2-33所示。 圖2-32“元件放置”對話框 圖2-33 裝配界面 2 （4）以同樣的方法裝配上螺栓“l(fā)uoshuangb31”和螺母“l(fā)uomugb6170”，然后，再如上面所介紹的法蘭零件中陣列螺孔的方法陣列螺栓和螺母，完成組件的裝配。裝配好后的組件如圖2-34所示。 圖2-34 裝配界面 尾架的裝配圖 尾架的 第四章結(jié)論 論文總結(jié) 本 文 “ 基于pro/E的三維標(biāo)準(zhǔn)庫的制作”論述了在Pro/ENGNEER工作壞境下，利用其參數(shù)化造型技術(shù)、裝配建模技術(shù)及其Pro/E提供的二次開發(fā)模塊族表(Family Table)功能，建立符合國家標(biāo)準(zhǔn)的三維標(biāo)準(zhǔn)庫的具體過程。本三維標(biāo)準(zhǔn)庫完成后進行了試運行，達到了預(yù)期的效果，可輔助設(shè)計人員快速完成機械設(shè)備設(shè)計工作。標(biāo)準(zhǔn)螺釘數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，充分分析了螺釘在機械設(shè)計中的使用情況，確定針對國家標(biāo)準(zhǔn)《機械設(shè)計手冊》進行數(shù)據(jù)整理和研究，對螺釘進行參數(shù)化，定義各個參數(shù)變量，建立以數(shù)據(jù)文件的方式管理數(shù)據(jù)庫。由于螺釘?shù)囊?guī)格品種非常多，數(shù)據(jù)處理量非常大。本文成功地在這些數(shù)據(jù)中找出共同點，總結(jié)歸納形成螺釘參數(shù)變量，達到減少尺寸數(shù)量及相應(yīng)減少數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量，使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確和不易出錯。本系統(tǒng)螺釘調(diào)用對話框直觀、操作方便、交互性好。調(diào)用時，只需在對話框中根據(jù)螺釘?shù)男吞?、?guī)格、寬度、長度等參數(shù)，就可以自動生成一系列螺釘。三維圖庫的自動生成使設(shè)計人員從大量繁和重復(fù)計算工作中解除出來，有更多的時間從事創(chuàng)造性的設(shè)計，大大地提高了設(shè)計效率和質(zhì)量。 工作展望 隨著科技的發(fā)展，國標(biāo)、部標(biāo)和企標(biāo)都提供了大量的標(biāo)準(zhǔn)件, 并且有不斷增加的趨勢, 如何合理地組織標(biāo)準(zhǔn)件, 使系統(tǒng)具有良好的擴充性是一個需要解決的問題。盡管三維標(biāo)準(zhǔn)件庫能自動迅速生成各標(biāo)準(zhǔn)件,但是還應(yīng)考慮用Pro/E的其他自動建模技術(shù)或者是它們的組合來開發(fā)更具有開放性、操作性的三維標(biāo)準(zhǔn)件庫。因此對于三維標(biāo)準(zhǔn)件庫的完善還待于探討與研究。 工作感受 此次設(shè)計對我來說受益很大。在設(shè)計之初，對Pro/Engineer 軟件只是有個大概的了解，懂得一些最基本的操作，整體上來說認識很膚淺，而且對于設(shè)計的基本步驟也不是很了解。之后在導(dǎo)師段江軍老師的幫助和精心指導(dǎo)下，通過對所借相關(guān)書籍和文獻的學(xué)習(xí)，從開始的零件模型的建立，到確定建庫方案，建立零件標(biāo)準(zhǔn)件庫，再到組件標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立，一步一步的完成了各階段的設(shè)計任務(wù)。并開始對Pro/Engineer關(guān)于建立標(biāo)準(zhǔn)件庫的知識有了進一步的了解，同時也掌握了關(guān)于Pro/Engineer建立標(biāo)準(zhǔn)件庫的相關(guān)技術(shù)和基本操作。 在整個設(shè)計過程中，雖然出現(xiàn)過很多問題，但是在不斷學(xué)習(xí)的過程中我體會到： 1．畢業(yè)設(shè)計是一個不斷學(xué)習(xí)新鮮事物的過程，從設(shè)計初的不懂到最后能夠順利完成，體會到在實踐中學(xué)習(xí)的重要性，這對于將來走上工作崗位的我具有重要意義。 2．由于前期工作的不徹底，對Pro/Engineer關(guān)于建立標(biāo)準(zhǔn)件的整體認識不夠清楚，使得后續(xù)的工作不得不經(jīng)常返回去修改數(shù)據(jù)和實例尺寸。也體會到設(shè)計中的每個步驟的重要性，如果上一個步驟不能很好的完成，在后續(xù)的設(shè)計將會付出幾倍的代價。 3．設(shè)計過程中，由于要收集大量的文獻資料，互聯(lián)網(wǎng)幫了我的大忙，這讓我認識到，在以后的工作中要懂得合理的利用身邊的可用資源，這會讓自己少走許多彎路。還有對《機械設(shè)計手冊》的合理利用，再次說明了查閱手冊也是設(shè)計十分重要的基本功。 4．與此同時，也深刻認識到畢業(yè)設(shè)計是一個不斷開發(fā)不斷設(shè)計不斷修完善的過程，要順利的完成畢業(yè)設(shè)計，必須端正自己的學(xué)習(xí)態(tài)度，以飽滿的精神投入到設(shè)計中去。 近三個多月的設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，我深刻地體會到要做好一件事情，必須要有自己系統(tǒng)的思維方式和獨到的工作方法。對待一個新問題，要有耐心，從整體考慮，完成一步之后再作下一步，這樣對于整體設(shè)計而言才能事半功倍。摸索出一套考慮問題和解決問題的方法，這對于我們將來走上工作崗位將終身受益。 致謝 在我畢業(yè)設(shè)計的三個月的學(xué)習(xí)中，段老師在選題、課題研究和撰寫論文的過程中都給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助，使我在理論和實踐的知識上都有了很大的提高。課題的順利完成和我所獲得的知識及成績都凝聚了段老師的心血。無論是學(xué)業(yè)上諄諄善誘的教導(dǎo)，還是生活上無微不至的關(guān)懷，乃至段老師敬業(yè)務(wù)實的工作作風(fēng)都給予了我莫大的感觸和激勵，使我受益非淺，相信定會成為我人生經(jīng)歷中一筆寶貴的財富，永遠陪伴我終生。 在此即將畢業(yè)之際，借此機會，謹(jǐn)向在學(xué)習(xí)和生活中幫助過我的老師、親戚、朋友致意最崇高的敬意和最衷心的感謝！ 參考文獻 [1] 孫江宏，段大高，黃小龍編注.Pro/Engineer Wildfire入門與實例教程[M].北京：中國鐵道出版社，2004.7. 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