Pro/E软件在机械设计管道数模建立中的应用

张海明

（中国重汽集团大同齿轮有限公司， 山西 大同 037305）

引言

随着科技不断进步，三维数模的建立融入到各个领域，包括机械、建筑、医疗、教育、动画和时下流行的3D打印技术等。三维数模建立的目的归根结底是为了提前发现可能存在的设计缺陷，保证设计质量，缩短设计周期。当然三维的建立相比二维来讲，立体感好，更直观、方便快捷。为满足市场竞争发展的需求，许多企业已经把零件三维数模的精细化、准确化作为技术之本[2]。目前，在机械设计领域里应用Pro/E软件建立管道三维数模可以通过以下三种方法来实现。

1 扫描

已经知道管的形状、尺寸、管壁厚、弯折半径等所有参数，且对管的材料没要求，可以用扫描来实现。插入→扫描→伸出项/薄板伸出项目（空心）→选取面进行草绘想要的管道轨迹→完成→绘制管道的截面→完成，见图1、图2。

图1 草绘管道轨迹

图2 扫面完成后管道三维数模

该方法建立的三维数模只局限于同一个平面，不易进行组件装配。

2 插入高级管道

该方法可以在零件里进行管道三维数模建立，也可以在组件里进行管道三维数模建立。根据实际空间随意进行管道模型的设计，只局限于弹性管道三维数模的建立。以下就组件里建管道三维数模进行说明，见图3、图4。

图3 组件ASM0001

图4 实体状态下管道通过点

1）打开已建好组件→创建零件→实体→创建特征→建点（根据实际要求管道空间布置）。

2）插入→高级→管道→多重半径→输入管道外径→管道壁厚→依次选取已建好的点→输入弯折半径→确定，相当于管道PRT0004已经完成三维数模建立，见图5。

图5 组件中建立管道三维数模

3）可以通过更改点的坐标来实现所要的管道数模，单独打开零件管道PRT0004进行二维图纸设计。

3 应用程序管道

应用程序里的管道三维数模建立只局限在装配组件里，也就是说只有在组件模式下，应用程序中才有管道。该模块可以实现复杂管道三维数模建立，准确度比较高，同时还适用于挠性管道数模建立。

3.1 普通弹性管道三维数模的建立

1）打开已建好组件→应用程序→管道→建管道通过的点（APNT0～APNT4）→管线→创建/路径→管线名（pipe→线栈名菜单栏中点击【创建】，输入直线轧件名（yazhu）。

2）在管线库菜单栏设置想要的管道参数，管道外径、厚度、重量/长度、折弯半径、折弯角，以及【设计规则】里管道的详细参数值后【确定】。

3）在【路径管道】→设置起点→【点】进行选取（APNT0），【至点 /端口】→管道选取→APNT→Yes→多重半径/单个半径→选取前期在管线库设置好的折弯半径或者输入新值→管线，如图6所示。

图6 管道通过点的路径

4）【制造】→管道实体→选【PIPE】→生成，如图7所示。

图7 弹性管道三维数模

3.2 挠性管道三维数模的建立

1）打开已经建好的组件，与直线管道建立不同之处是仅在被建管道另个零件上分别建点（APNT0、APNT1）【管线】→创建/路径→管线名（pipe1→线栈名菜单栏中点击【创建】，输入直线轧件名（yazhu1）。

2）同样在管线库菜单栏设置想要的管道参数，形状类型选取【直】、【挠性】，在规定管道外径、厚度、重量/长度、拐角类型等参数值后【确定】。

3）【管道环境】→线形→直的→完成，【路径管道】→设置起点→【点】进行选取（APNT0）→延伸→坐标系→锁定轴→Z轴，输入一定值；【路径管道】→设置起点→【点】进行选取（APNT1）→延伸→坐标系→锁定轴→Z轴，输入一定值后【确定】。

4）【管道环境】→线性→弹性线自由长度→至点/端口，点选点APNT0延伸出来的点。

5）【制造】→管道实体→选【PIPE】→生成，如图8所示。

图8 挠性管道三维数模

6）通过【线栈】【编辑】选取线栈名 yazhu或yazhu1，也可以通过【设置路径】重新设置【起始点】、【延伸】、【至点/端口】等参数，最终达到预期设计的管道三维数模。还可以调整点的位置，来改变管道的路径。点的建立一般应用【偏移坐标系】，通过偏移x、y、z三个方向来完成点的创建。

4 应用效果

在机械设计中应用Pro/E软件建立管道三维数模也可以通过拉伸、旋转其他模块建立。与扫描模块建立的三维数模相类似仅局限在一个平面内，完成一些形状简单的管道数模，而且建立的管道无法在组件里进行装配。

插入高级管道、应用程序管道可以完成复杂管道三维数模的建立，比如，在完成汽车变速箱、发动机油管、气管的设计等。

5 结语

产品三维数字化设计是企业提高自身水平和市场竞争力的利器[3]。管道三维数模建立仅仅是Pro/E软件应用中的一小部分，只要掌握不同环境下管道设计思路，合理应用不同模块建立管道数模，就可实现快而准确地建立管道数模，为企业创造更多的价值。