Pro/E三维软件在欧变产品结构设计上应用探讨

钱江

摘 要： 预装式变电站也就我们简称的“欧变”，是将高压电器设备、变压器、低压电器设备等组合成紧凑型成套配电装置，具有结构紧凑、运行安全可靠、维护方便、以及可移动等特点，广泛用于各种用电场所，作配电系统中接受和分配电能之用。欧变设计人员经常要设计不同规格的欧变图纸，遇到设计时间周期短，工作量大的主要问题，现探讨利用Pro/ENGINEER三维参数化设计软件建立三维参数化欧变模型，提高设计效率，降低设计人员的劳动强度。

关键词： 欧变；结构设一、建立参数化的三维模型必须具备两个基本的能力

1.首要条件是要熟悉欧变产品的结构，了解其使用功能，才能设计出适合自己使用的模型；

2.其次是除了能正常使用Pro/E三维软件的常规功能外，还要熟悉Pro/E三维软件的行为建模功能，才能充分发挥三维设计软件参数化功能，其中必须掌握以下使用功能：

A. Pro/PROGRAM，Pro/ENGINEER 中的每一个模型都含一个列表，其中有主要设计步骤和编辑后可当程序用的参数。通过运行该程序，可按照新的设计规范改变模型。

B. Relations（关系），可用定义各种关系，进行各种运算，包括计算重量、面积、长度等功能；关系（也被称为参数关系）是书写在符号尺寸和参数之间的用户定义的等式。这些关系可让您通过定义特征或零件内的关系，或者组件元件中的关系来捕捉设计意图。可使用关系按以下方式控制建模过程：

C. 零件特征建立，多使用拷贝，镜像、阵列等命令提高建模的效率；

D. Skeleton（骨架零件），了解骨架零件的功能和使用，是Top-Down-Design的核心部分，它实际上是一个独立的，不带重量的，可以隨意建立各种定位如坐标、点、线、面等等的一个参考基准；

E. EXECUTE执行语句功能，能将上一层的设计参数准确向下传递执行，是从顶层向下建模的必要手段；

二、三维建模方式

1. 从最底层开始建立零部件，逐步装配到最顶层。是最简单的建模方式，修改不方便，不能进行参数化驱动，一般为初学者所用，是作为练习熟悉实用PRO/E软件的一个的锻炼手段，严格来说并不是一个真正三维模型。

2. 从产品的最顶层开始规划，将每个部件空间位置定义，再将各个部件里面进行规划，将下属零部件定义，按此逐级定义到最顶层的零部件。此过程可通过骨架零件Skeleton.prt进行控制，也可通过Layout布局进行控制。从顶到底，整个产品进行整体规划，做出来的三维模型在顶层修改参数进行模型驱动，方便修改，可做系列化的产品。

3. 从产品的中间部分开始设计建模，向两头进行扩展。

三、建模步骤

1.首先根据产品结构画出产品结构树状图，如图1。

2.建立一个总装配ob.asm，在其下建立一个骨架零件ob_skel.prt，此骨架零件为总体设计布置图，可以不用太详细，只是粗略的布局，以欧变外壳装配为例进行说明。

图1

3.在外壳装配之下建立以下子三个子装配，分别为ob_cover.asm（箱盖），ob_bottom（底座）、ob_body（柜架）三个子装配，每个子装配下创建各自的骨架零件，各自骨架零件拷贝上一层的骨架零件的主要位置基准，其内部细节基准则在本骨架零件中创建。

4.重复第3步骤的方法，按“产品结构树状图”搭建好产品模型的框架，这个过程是有规则的重复动作。

5.整个模型的框架搭建好后，在各自的位置建立零部件模型，是常规的操作了。

四 、建模注意事项

建模的过程就是设计思路的实现过程，是将设计规则写进模型的过程，一定要注意以下事项：

1.零部件模型一定要使用统一的模板和格式，统一单位，便于使用；

2.零部件模型的名称要统一规划，每个模型的名称要有类别编号进行区分，防止重名；

3.所有零部件的内部的参数名称命名要规范，便于不同设计人员进行修改编辑；

4.零部件模型的标准化程度要高，设计的零部件模型如果能在不同的产品上能使用，将提高建模不同产品模型的效率；

5.零件设计充分考虑加工的便捷性，不能把产品设计得难以加工；

6.设计上要考虑降低误加工几率，设计的零件对称比不对称要好，因外协加工厂家的水平参差不齐，等零件送到公司使用时发现出了问题，会影响产品交货周期。

7.设计建模的过程就是一个模拟加工的的过程，会直观地发现问题，及时更改设计方案，改进设计。

8.提取模型不相同部分，重点关注变化的地方，可以降低设计工作量。如开关的安装部分由于不同厂家的开关的安装尺寸不一样，可以将此部分的安装件作为一个部件进行整体替换。

五、建模中的使用技巧

1、同一类结构的部件做好一个完整的模型，包括二维图，尽可能做到完整可以到直接出图的程度，类似门、门框等零部件。可以通过外部拷贝改名生成新的零部件进行使用，降低设计强度；

2、各零部件模型名称已经确定后，最好不要去更改，零部件可以外部进行替换，降低建模的工作量；

3、装配基准最为重要，一般以装配件或骨架零件中的基准为装配基准，可有效防止因为基准丢失而引起的装配失败；

4、在开始规划时，每个子装配都需要带有自身的骨架零件，已方便对模型的控制；

5、PRO/E的参数传递功能是三维建模必须要使用的一个功能

将每个层制的参数往下传递，准确表达设计者的设计意图

6、对每个零部件进行定义，尺寸大小，零件特征的位置，减少出错，将设计理念写进零部件中，使设计更加规范，不会因为各设计人员的喜好而随意变动

7、对基准的修改，重新定义基准，将基准前、后移动

六、三维参数化建模的优势

1、派生新模型速度快，为产品设计系列化提供较好的基础，设计效率会提高；

2、建模的过程实际是一个装配的过程，基于实体的设计，非常直观，可发现实际装配中遇到的问题，所以设计错误会大幅度减少；

3、可以做到并行设计，各自设计各部分，最后对接，缩短设计周期，而不需要知道具体的接口尺寸，接到任务后就可以进行设计；

4、混合设计-----模块化设计-----方便更换，模块化设计，扩展性好，替换性好

七、三维模型的运算测试

三维建模建立好以后，要进行测试，以检验模型的参数驱动是否可行，为减少运行错误，可分阶段进行运行测试，最后进行总测试发现问题，进行修改。

八 、结束语

零件建模的过程也是模拟加工的过程，如果能了解零件实际的加工过程，对模型的建立是十分重要的，这里的零件主要以钣金件为主，了解钣金的加工过程，如何冲孔，冲凸台，切边等过程；了解板材的相关信息，板材的大小，宽度，长度；了解外协厂的加工能力，数控设备能加工板材的大小，折弯机的加工能力，模具的规格数量，焊接设备的加工能力；.表面处理的能力，如自己有表面处理设备，加工周期将缩短；清楚以上工艺加工知识，将在设计人员建立实用三维模型提供非常有用的帮助。计；建模