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第1 章 Pro/ENGINEER Wildfire 简介

Date post: 10-Dec-2021
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1 Pro/ENGINEER Wildfire 简介 本章知识要点 Pro/ENGINEER 概述 Pro/ENGINEER 基本功能 掌握 Pro/ENGINEER 的安装过程 熟悉 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的操作界面 1.1 Pro/ENGINEER Wildfire 概述 PTC 公司于 1985 年成立于美国波士顿,致力于参数化建模软件的研究。 Pro/ENGINEER V1.0 1988 年诞生了。目前已经发布了 Pro/ENGINEER Wildfire 6.0 内测版,主要是操作 界面发生了翻天覆地的变化,由传统界面转变为 Office 2007 菜单栏选项卡模式。 PTC 的系 列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的诸多功能,还包括对大型装配体的管理、功 能仿真、制造、产品数据管理等功能。Pro/ENGINEER 还提供了全面、集成紧密的产品开 发环境。它是一套包括从设计至生产的机械自动化软件,是新一代的产品造型系统,是一 个参数化、基于特征的实体造型系统,并且具有单一数据库功能的综合性 CAD 软件。 装配设计是把各个零件按照一定的顺序和规则 装配成一个完整的产品,方便观看和检验零件间的相 互关系及零件间是否干涉。这只是装配设计的极小功 能,最主要的是用于 TOPDOWN 设计,几乎所有 产品都是由许多零件组装而成,而每一个零件的部分 甚至全部尺寸都会与其他零件的尺寸有关联。 塑料坐椅 J 由椅面、椅靠、扶手和椅脚四大 部分构成。椅面可以由多种方法生成,如拉伸+角、扫描伸出项等。椅子靠背由支撑柱和靠面组 成。扶手为左右对称分布,在椅面两侧。椅脚的 创建可由“旋转”工具来完成。
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第 1 章 Pro/ENGINEER Wildfire 简介

本章知识要点

Pro/ENGINEER 概述

Pro/ENGINEER 基本功能

掌握 Pro/ENGINEER 的安装过程

熟悉 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的操作界面

1.1 Pro/ENGINEER Wildfire 概述

PTC 公司于 1985 年成立于美国波士顿,致力于参数化建模软件的研究。Pro/ENGINEER

V1.0 于 1988 年诞生了。目前已经发布了 Pro/ENGINEER Wildfire 6.0 内测版,主要是操作

界面发生了翻天覆地的变化,由传统界面转变为 Office 2007 菜单栏选项卡模式。PTC 的系

列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的诸多功能,还包括对大型装配体的管理、功

能仿真、制造、产品数据管理等功能。Pro/ENGINEER 还提供了全面、集成紧密的产品开

发环境。它是一套包括从设计至生产的机械自动化软件,是新一代的产品造型系统,是一

个参数化、基于特征的实体造型系统,并且具有单一数据库功能的综合性 CAD 软件。

装配设计是把各个零件按照一定的顺序和规则

装配成一个完整的产品,方便观看和检验零件间的相

互关系及零件间是否干涉。这只是装配设计的极小功

能,最主要的是用于 TOP-DOWN 设计,几乎所有

产品都是由许多零件组装而成,而每一个零件的部分

甚至全部尺寸都会与其他零件的尺寸有关联。

塑料坐椅 J 由椅面、椅靠、扶手和椅脚四大

部分构成。椅面可以由多种方法生成,如拉伸+圆

角、扫描伸出项等。椅子靠背由支撑柱和靠面组

成。扶手为左右对称分布,在椅面两侧。椅脚的

创建可由“旋转”工具来完成。

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Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 中文版工业产品设计基础与典型范例

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1.1.1 Pro/ENGINEER 的特点

经过25年不断的创新和完善,Pro/ENGINEER已成为三维建模软件领域的领头羊之一。

它具有如下特点和优势。

参数化设计和特征功能:Pro/ENGINEER 是采用参数化设计的、基于特征的实体

模型化系统,工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,如

拉伸、壳、倒角及圆角,还可以随意勾画草图,轻易改变模型。这一功能特性给

设计师提供了从未有过的简易和灵活。

单一数据库:Pro/ENGINEER 是建立在统一基层数据库上的。单一数据库就是说

工程中的资料全部来自一个库,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作。

如果整个设计过程的任何一处发生了改动,则可以反映到整个设计过程的相关环

节上。

全相关性:Pro/ENGINEER 的所有模块都是全相关的,即在产品开发过程中某一

处进行的修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括装

配体、设计图纸,以及制造数据。

基于特征的参数化造型:用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特

征是一些普通的机械对象,并且可以按预先的设置很容易地进行修改。

数据管理:为了实现在较短时间内开发更多的产品,必须允许多个学科的工程师

同时对同一产品进行开发。使用了 Pro/ENGINEER 独特的全相关性功能,使在管

理并行工程中同时开展各项工作成为可能。

装配管理:Pro/ENGINEER 的基本结构能够使设计者利用一些直观的命令,如相

合、插入、对齐等功能很容易地把零件装配起来,同时保持设计意图。

易于使用:菜单以直观的方式联级出现,提供了逻辑选项和预先选取的最普通选

项,同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助,这种形式使软件更容易学

习和使用。

1.1.2 Pro/ENGINEER 的应用

Pro/ENGINEER 系统横跨许多产业,如航空、汽(机)车、模具、外观设计、信

息家电、通信等。功能应用包括实体与曲面设计、零件组装、二维绘图制作、管路设

计、文件格式处理、动态机构仿真、有限元素分析(FEA)的 CAE 技术、钣金设计、

模具设计、电路设计、NC 机械加工制造与刀具路径仿真、逆向工程、同步工程、电

路设计等。

ICAX 的调查统计显示,Pro/E 在 3D CAD 领域中已超过了一半的使用率,是目前非常

流行的软件,尤其在结构设计领域中,基本上已是一统天下,成为了行业标准,如图 1-1

所示。

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图 1-1 Pro/E 的市场占有率

1.2 Pro/ENGINEER Wildfire 基本功能

虽然 Pro/ENGINEER 的功能很强大,但是常用功能主要包括零件设计、工程图、装配

图、分析功能四个方面。

1.2.1 零件设计

零件设计是 Pro/ENGINEER 功能中使用最频繁、最简单的三维设计功能,利用拉伸、

旋转、扫描、混合、边界、壳、筋、孔等特征,能够设计出人们所需要又不易想到的复杂

零部件,如图 1-2 所示。

1.2.2 装配设计

装配设计是把各个零件按照一定的顺序和规则装配成一个完整的产品,方便观看和检

验零件间的相互关系及零件间是否相互干涉。这只是装配设计的极小功能,最主要的是用

于 TOP-DOWN 设计,如图 1-3 所示为装配设计的效果图。

几乎所有产品都是由许多零件组装而成,而每一个零件的部分甚至全部尺寸都会与其

他零件的尺寸有关联。这些关联尺寸的设计就是装配设计的特长,在装配设计中设计零件

不需要我们计算这些关联数据。而在零件设计中,这些关联数据的计算是必不可少的,并

且是烦琐的。同时,在关联数据方面可以大大提高设计效率和降低出错概率,这才是装配

设计的重要作用。

Pro/ENGINEER 51%

MDT 1%

Inventor 1%

SolidEdge 1% IDEAS 2%

Cimatron 4%

CATIA 6%

SolidWorks 11%

UG 23%

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图 1-2 零件设计 图 1-3 装配设计

1.2.3 工程图

工程图是零件设计与制造之间沟通的桥梁。工程图的设计,表示一个零件的设计已经

完成,接下来的工作就是制造。所设计的零件是否能够生产,生产出来的零件是否能够满

足需求,这些都取决于工程图,所以说工程图是零件设计与制造之间的桥梁。同时,它也

是一个初始环节,这是因为不仅工程图会随三维实体模型设计的变更而变更,三维实体模

型也会随工程图的变更而变更。如图 1-4 所示为 Pro/E 的工程图。

图 1-4 Pro/E 的工程图设计

1.2.4 分析功能

Pro/E 分析功能分为三部分,设计前期分析、设计过程中分析和设计后期分析。如图

1-5 所示为 Pro/E 的产品分析与运动仿真效果图。

设计前期分析:包括 NC 加工、模具流道、浇口、开合模等分析功能。

设计过程中分析:包括零件设计中的线、面质量分析,零件重心及壁厚是否均匀

和零件间的间隙等分析功能。

设计后期分析:包括零件重量、受力变形及仿真运动等分析功能。

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图 1-5 Pro/E 的产品分析与运动仿真

1.2.5 钣金设计功能

钣金件模块可以创建基本的和复杂的零件。可使用标准特征设计钣金件,如壁、切口、

裂缝、折弯、冲孔、凹槽和拐角止裂槽等,还可以编制 NC 机床的程序来创建零件。主要

包括钣金件设计和钣金件制造两大功能。如图 1-6 所示为 Pro/E 的钣金设计效果图。

1.2.6 模具设计功能

模具设计与铸造允许模拟模具设计过程、设计压模组件和元件,以及准备加工铸件。

可以根据设计模型中的更改快速更新模具元件,设计压模组件与元件并准备加工铸件,创

建和修改设计零件、型腔、模具布局和绘图。如图 1-7 所示为 Pro/E 的模具设计效果图。

图 1-6 Pro/E 钣金设计 图 1-7 Pro/E 模具设计

1.3 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 安装

随着计算机硬件软件技术的不断发展,电脑已经普及千家万户,安装程序也成为操作

者常见的工作。Pro/EnNGINEER Wildfire 5.0 的安装相对于以前的各种版本简化了很多,下

面介绍 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的安装环境和安装操作步骤。

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Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 中文版工业产品设计基础与典型范例

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1.3.1 运行系统需求

Pro/E Wildfire 5.0 在 Windows 2000/Windows XP/Windows 7 操作系统下均可运行。在

Windows 平台上要求使用 Internet Explore 6.0 以上的版本。

1.软件要求

Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 支持当前大部分操作系统,如 HP-UNIX、Solaris、Linux、

Windows。一般用户所使用的操作系统为 Windows,而对于不同版本 Windows 操作系统又

有不同的要求。常见操作系统有 Windows 2000 Service Pack 4 以上版本、Windows XP Home

Edition 、Windows XP Professional、Windows 7 等。

2.硬件要求

Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 中文版可以安装在工作站或个人计算机上。其中个人计算

机硬件最低配置要求如下所述。

CPU 要求主频须在 500MHz 以上,推荐使用 Intel 公司生产的 Pentium4 2.4GHz 或

更高主频的 CPU 芯片。

内存要求最小也要 256MB,若要装配大型部件或产品,如进行分析、仿真及模拟

加工等,推荐使用 1GB 以上的内存。

显存要 32MB 以上,推荐 Geforce 4 以上的显卡,显存的大小推荐在 128MB 以上。

如果显卡性能太低,运行 Pro/ENGINEER 后会自动退出。

硬盘推荐在 2.5GB 以上,盘上有至少 2GB 的剩余空间。

安装和运行 Pro/ENGINEER 必须安装网卡,作为计算机的识别标志。

1.3.2 安装过程

用户在合法获得软件 CD-ROM 安装光盘,以及许可证包(License Pack)后,即可开

始安装 Pro/ENGINEER。下面以 Windows 7 旗舰版为例,介绍如何安装 Pro/ENGINEER

Wildfire 5.0 中文版。

具体操作步骤如下。

将安装盘插入光驱。

若系统启用了光驱的 Autorun 功能,PTC.Setup 将自动启动,否则单击光驱中的

Setup.exe,系统弹出如图 1-8 所示的安装提示对话框。

图 1-8 系统安装提示

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等几秒钟后,系统弹出如图 1-9 所示的 PTC.Setup 运行界面,并记录下左下角的

网卡 ID 号码。

图 1-9 PTC.Setup 运行界面

用记事本打开光盘中的“crack”文件夹中的“license.dat”文件。

选择“编辑”菜单中的“替换”命令,系统弹出如图 1-10 所示的“替换”对话框。

将文件中的“00-00-00-00-00-00”替换为刚才记录下的网卡 ID 号码。

选择“文件”菜单中的“另存为”命令,将文件保存到硬盘文件夹中。

图 1-10 替换 ID 号码

单击 PTC.Setup 运行界面中的“下一步”按钮,系统弹出如图 1-11 所示的“接受

许可协议”界面。

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图 1-11 接受许可协议

勾选“我接受”复选框,单击“下一步”按钮,进入如图 1-12 所示的“选取要安

装的产品”界面。

图 1-12 选择安装的产品

双击“Pro/ENGINEER&Pro/ ENGINEER Mechanica”选项,系统弹出如图 1-13 所

示的“定义安装组件”界面。

提示

保存 license.dat 文件夹名称不能为汉字,且不能删除,因为 Pro/ENGINEER

Wildfire 5.0 运行时,会使用到该文件。

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图 1-13 选择安装路径和安装功能

在“目标文件夹”文本框中选择安装目录,在“要安装的功能”中选择要安装的

组件,单击“下一步”按钮,系统弹出如图 1-14 所示的“选择单位”界面。

图 1-14 选择标准

选中“公制”单选按钮,单击“下一步”按钮,系统弹出如图 1-15 所示的“FLEXnet

许可证服务器”界面。

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图 1-15 添加许可证服务器

单击“添加”按钮,系统弹出如图 1-16 所

示的“指定许可证服务器”对话框。

选中“锁定的许可证文件”单选按钮,在“许

可证文件路径”文本框中指定前面保存的

“license.dat”文件,单击“确定”按钮,

返回“添加许可证服务器”界面。

单击“下一步”按钮,系统弹出如图 1-17

所示的“Windows 首选项”界面。勾选“桌面”、“开始菜单”、“程序文件夹”

复选框,在“启动目录”文本框中输入启动目录,选中“修改所有用户的系统环

境”单选按钮。

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图 1-17 选择快捷方式位置、指定启动目录和 Windows 环境修改

单击“下一步”按钮,系统弹出如图 1-18 所示的“可选配置步骤”界面。

图 1-18 选择实用工具和配置

根据需要选择所要安装的实用工具和配置步骤,建议保持系统默认,单击“下一

步”按钮,系统弹出如图 1-19 所示的“Windchill ProductPoint 安装”界面。

图 1-19 指定客户端管理器安装路径

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在“ProductPoint 的安装位置”文本框中指定安装目录,单击“下一步”按钮,系

统弹出如图 1-20 所示的“ProductView Express 安装”界面。

图 1-20 指定 ProductView Express 的安装路径

在“ProductView Express 的安装位置”文本框中指定安装目录,单击“安装”按

钮,系统弹出如图 1-21 所示的“安装进度”界面。

图 1-21 安装进度

当安装进度达到 98%时,系统弹出如图 1-22 所示的“Windows Installer”对话框,

安装前面设置的实用工具、客户端管理器、ProductView Express 等插件。

当安装进度达到 100%时,单击“下一步”按钮,系统弹出“选择要安装的产品”

界面,单击“退出”按钮,完成 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的安装。

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图 1-22 “Windows Installer”对话框

1.4 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 操作界面介绍

操作界面是进行人机交换的工作平台,操作界面的人性化和快捷化已经成为 Pro/

ENGINEER 发展的趋势。

1.4.1 启动 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 应用程序

启动 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的操作步骤如下:

单击桌面中的 Pro ENGINEER 图标 ,或者选择菜单栏中的“开始”|“程序”|

“PTC”|“Pro ENGINEER”|“Pro ENGINEERr”命令,打开 Pro/ENGINEER Wildfire

5.0 应用程序。

选择菜单栏中的“文件”|“新建”命令,在系统弹出的“新建”对话框中创建

类型。

1.4.2 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 工作界面介绍

Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 工作界面是由导航区、菜单栏、Pro/ENGINEER 浏览器、

绘图区、工具栏、消息区、仪表板和过滤器组成,如图 1-23 所示。

菜单栏

消息区

仪表板

导航区

上工具栏

右工具栏

过滤器

绘图区

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图 1-23 Pro/E Wildfire 5.0 工作界面

1.菜单栏

Pro/ENGINEER 的菜单栏主要是为了零件设计时能控制 Pro/ENGINEER 的整体环境。

菜单栏包含创建、保存和修改模型的命令,以及设置 Pro/NGINEER 环境和配置选项的命令。

2.导航区

Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 导航区用于在设计过程中进行导航、访问和处理设计工程

或数据,它包括模型树、文件夹浏览器、收藏夹、连接等选项卡,每个选项卡包含一个特

定的导航工具。单击导航区右侧向左的箭头可以隐藏导航区,它们之间的相互切换可通过

单击上方的选项卡实现。

3.绘图区

绘图区位于窗口中部的右侧,是 Pro/ENGINEER 生成和操作 CAD 模型的显示区域。

当前活动的 CAD 模型显示在该区域,并可使用鼠标选取对象,对对象进行相关操作。

4.浏览器

浏览器是 Pro/ENGINEER 特有的功能,只要计算机能上网,就可以通过该浏览器查看

网上所有的资料信息。

5.过滤器

过滤器在可用时,状态栏会显示如下信息。

在当前模型中选取的项目数。

可用的选取过滤器。

模型再生状态, 表示必须再生当前模型, 表示当前过程已暂停。

6.消息区

消息区是显示与窗口中工作相关的单行消息,使用消息区的标准滚动条可查看历史消

息记录。

7.工具栏

工具栏位于界面的中上部和右侧,它是菜单栏中部分命令的快捷方式,主要包括文件、

插入、视图、分析等菜单中的命令。

1.4.3 退出 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 应用程序

退出 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的操作步骤如下:

选择菜单栏中的“文件”|“退出”命令,或者单击右上角的“关闭”按钮 ,

系统弹出如图 1-24 所示的“确认”对话框。

提示

在退出应用程序前,请保存模型。

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单击“是”按钮,系统自动关闭 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 应用程序。

图 1-24 “确认”对话框

1.5 产品设计概念

产品设计是指从确定产品设计任务书起到确定产品结构为止的一系列技术工作的准备

和管理,是产品开发的重要环节,是产品生产过程的开始。下面将简单介绍一下与产品设

计相关的基础理论知识。

1.5.1 产品的含义

从经济学角度讲,产品是劳动生产物,是人类的劳动成果,是人们通过劳动手段对劳

动对象进行加工所形成的,适合人类生产和生活需要的劳动成果。在市场经济条件下,产

品流向市场就变成一种商品。

从现代市场营销的角度看待产品,就满足消费者需求来说,作为整体产品必须包括 3

个层次的含义,即核心含义、形式含义和延伸含义。产品的核心含义是指产品提供给顾客

的基本效用或利益,也可以说是产品的基本功能,这是消费者需求的核心内容;产品的形

式含义是指产品向市场提供的实体和劳务外观,是扩大化了的核心产品,也是一种实质性

的东西,它由 5 个标志构成,即产品的质量、款式、特点、商标及包装;产品的延伸含义

是指顾客购买产品时所得到的附加利益,它能给顾客带来更多的利益和更大的满足,如维

修服务、咨询服务、贷款、交货安排、仓库服务等能够吸引顾客的东西。

产品的整体含义具体由以下 5 个基本层次构成。

1.核心产品

核心产品是指向顾客提供的产品的基本效用或利益。从根本上说,每一种产品实质上

都是为解决问题而提供的服务。例如,某汽车生产厂家的某名牌汽车就是该厂家开发的核

心产品,如图 1-25 所示。

2.形式产品

形式产品是指核心产品借以实现的形式或目标市场对某一需求的特定满足形式。形式

产品由 5 个特征构成,即品质、式样、特征、商标及包装。例如,食品外包装就是一种形

式产品,如图 1-26 所示。

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图 1-25 核心产品 图 1-26 形式产品

3.期望产品

期望产品是指购买者在购买该产品时期望得到的与产品密切相关的一整套属性和条

件。例如,顾客购买汽车就期望得到安全的保障,那么一系列的安全措施就是期望产品。

4.延伸产品

延伸产品是指顾客购买形式产品和期望产品时,附带获得的各种利益的总和,包括产

品说明书、保证、安装、维修、送货、技术培训等。

5.潜在产品

潜在产品是指现有产品包括所有附加产品在内的,可能发展成为未来最终产品的潜在

状态的产品。潜在产品指出了产品可能的演变趋势和前景。

1.5.2 产品设计方法

设计方法是设计理论的具体化和实用化。现代设计方法是基于现代设计理论形成的方

法,是科学方法论在设计中的应用,它融合了信息技术、计算机技术、知识工程和管理科学

等领域的知识。借助理论指导设计可减少传统设计中经验设计的盲目性和随意性,提高设计

的主动性、科学性和准确性。产品的现代设计方法多达几十种,下面介绍其中的 10 种。

1.优化设计

优化设计(Optimal Design)是一种规格化的设计方法,它首先要求将设计问题按优化

设计所规定的格式建立数学模型,选择合适的优化方法及计算机程序,然后再通过计算机

的计算,自动获得最优设计方案。

2.可靠性设计

可靠性设计(Reliability Design)是指在规定时间内、规定的条件下,以概率论和数理

统计为理论基础,以失效分析、失效预测及各种可靠性试验为依据,以完成产品规定功能

为目标的现代设计方法。

3.模块化设计

模块化设计是指对于一定范围内的不同功能,或相同功能条件下的不同性能规格的产

品,在进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择与组合,

可以构成不同的产品,以满足市场不同需求的设计方法。

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4.反求工程设计

反求工程设计(Reverse Engineering Design)是将已经存在实物转变为 CAD 模型的一

种工程设计方法。这种方法能将实物的形状转变成数据文件,然后在计算机屏幕上再现。

所以说,它是数字化技术和几何模型重建技术的总称。这是狭义反求的概念,广义反求工

程不仅有产品造型的反求,还有工艺反求、管理反求、材料反求等。

反求工程的实施主要靠测量仪器完成。仪器的测量头在实物上扫描,获取数据,然后

经过处理成像。

5.绿色产品设计

绿色产品设计是指在生态哲学的指引下,运用生态思维,将物的设计纳入“人、机、

环境”系统,既考虑满足人的需求,又注意生态环境的保护和可持续发展的原则,即既实

现社会价值又实现自然价值,促进人与自然的和谐发展、共同繁荣。

6.工业造型设计

工业造型设计是以工业产品为对象,从美学、自然科学、经济学等方面出发,专注于

批量生产的三维空间产品之美与有用性,进行材料、构造、加工方法、功能性、合理性、

经济性、审美性的推敲和设计。

7.人机工程设计

人机工程设计是从人机工程学的角度考虑机械设计、处理机械和人的关系,以便使设

计满足人的需要。

8.创新设计

创新设计是基于创新的设计思维和创造技法,以及“人、机、环境”大系统观探讨各

种产品的新原理、新方案、新解法等。

9.并行工程

并行工程是对产品设计和相关过程(包括制造过程和支持过程)进行集成,开展并行

设计的一种系统化方法。

10.价值工程

价值工程简称 VE,亦称 VA,它是技术与经济相结合分析产品和劳务价值的一种方法。

其目的在于分析产品的功能与产品的成本,在保证产品功能的条件下,降低产品的成本,

或者在一定产品成本的条件下,提高产品功能,从而保证产品的价值。

1.5.3 产品数字化设计过程

随着计算机技术的发展,产品的开发设计也进入了计算机时代。目前使用的计算机辅

助设计技术称为 CAD(Computer Aided Design)技术。使用 CAD 技术进行产品设计时的

一般流程,如图 1-27 所示。

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图 1-27 产品的设计过程

CAD 产品设计的过程一般从概念设计、零部件的三维建模到工程图的输出。对于日用

电器和高级消费品的外观要求非常高,如汽车等,在进行了概念设计以后,还需要进行工

业外观造型设计。在进行零部件建模过程中,根据产品的特点和要求,须进行大量的分析

和其他操作,以满足产品结构强度、运动、装配等方面的需求。

产品的设计方法一般可分为两种,自底向上(DOWN-TOP)和自顶向下(TOP-DOWN),

这两种方法也可同时进行。自底向上就是一种从零件设计开始到子装配,再到总装配的整

个设计过程。自顶向下则相反,它是从整体外观开始,然后设计子装配,再到零件设计。

随着信息技术的发展,同时面对日益激烈的竞争,采用并行、协同设计将势在必行,只有

这样,才能解决开发设计难题。

1.5.4 产品设计准则

在具体的产品设计过程中,可参照以下 8 条设计准则。应用这些准则时要和谐统一,

不要顾此失彼,更不要以牺牲环境、破坏生态为代价。

使用方便,具有实用性。

造型美观,具有创造性。

价格便宜,具有经济性。

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第 1 章 Pro/ENGINEER Wildfire 简介

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线条简洁,具有细节内容。

结构合理,具有可制造性。

符合生态平衡和环境保护。

符合人机学原理与使用安全性。

颜色协调,具有观赏性。

1.6 先导实例——坐椅设计

下面以一个典型的坐椅设计案例来阐述如何使用 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 进行产品

造型设计。整个坐椅是由椅面、椅靠、扶手和椅脚四大部分构成,如图 1-28 所示。

扶手

椅脚

椅靠

椅面

图 1-28 坐椅结构图

1.6.1 设计分析

通过对上图的观察,将坐椅的设计思路进行如下总结。

1.椅面设计

在 Pro/E 中,椅面可以由多种方法生成,如拉伸+圆角、扫描伸出项等。这里我们使用

“扫描”工具来创建,如图 1-29 所示。

2.椅靠设计

椅靠部分包括支撑柱和靠面。支撑柱使用“扫描”工具来创建,靠面则使用“拉伸”

工具来创建。如图 1-30 所示为支撑柱的“扫描”路径。

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闭合轨迹

扫描截面

扫描的路径

图 1-29 椅面的设计 图 1-30 支撑柱的设计

3.扶手设计

扶手为左右对称分布,在椅面两侧。先使用“扫描”工具创建其中一个,另一个则使

用“镜像”工具镜像出,如图 1-31 所示。

镜像的扶手

图 1-31 扶手的设计

4.椅脚设计

椅脚的设计比较简单。直接使用“旋转”工具创建出,如图 1-32 所示。

5.装配设计

通过装配模块提供的装配功能,将坐椅各组件装配成一整体,如图 1-33 所示。

图 1-32 椅脚的设计 图 1-33 坐椅的装配设计

1.6.2 建模过程

从以上设计分析的思路得知,坐椅总体设计过程包括有椅面、椅靠、两个扶手和椅脚

等设计工作。

1.创建椅面

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第 1 章 Pro/ENGINEER Wildfire 简介

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1

坐椅椅面如果使用“拉伸”方法来创建,需要两个设计步骤才能完成:拉伸和圆角。

使用“扫描”方法则只需使用“扫描”工具即可完成创建,如图 1-34 所示。

扫描路径

扫描特征-椅面

图 1-34 使用“扫描”工具创建椅面

2.创建椅靠

椅靠是由支撑柱和靠面组成。支撑柱使用“扫描”工具来创建,如图 1-35 所示。

扫描路径

扫描截面

支撑柱

图 1-35 使用“扫描”工具创建支撑柱

靠面则使用“拉伸”工具来创建,创建拉伸特征后,再使用“圆角”工具进行倒圆角

处理,如图 1-36 所示。

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Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 中文版工业产品设计基础与典型范例

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拉伸截面

拉伸预览

倒圆角处理

图 1-36 使用“拉伸”工具和“圆角”工具创建靠面

3.扶手设计

扶手的创建也可使用“扫描”工具来完成。扶手也由两部分组成,第 1 部分创建的结

果如图 1-37 所示。

扫描路径

扫描截面

第 1 部分

扫描路径

图 1-37 使用“扫描”工具创建扶手的第 1 部分

同样,第 2 部分也使用“扫描”工具来创建,结果如图 1-38 所示。

扫描路径

扫描截面

第 2 部分

图 1-38 使用“扫描”工具创建扶手的第 2 部分

4.创建椅脚

椅脚的创建可由“旋转”工具来完成。旋转截面与旋转特征如图 1-39 所示。

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第 1 章 Pro/ENGINEER Wildfire 简介

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1

旋转截面

旋转特征

图 1-39 使用“旋转”工具创建椅脚

1.7 本章小结

本章主要讲述了 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的功能、安装操作步骤,以及界面介绍,

让读者对 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 有初步的认识。通过本章的学习,读者可以独立完成

Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的安装过程,同时对各命令、工具栏的位置有很深刻的认识,

为后续的学习打下坚实的基础。

本章最后还以一个先导实例,来介绍使用 Pro/E 的实体建模功能,创建坐椅的整个设

计流程,从而让读者对 Pro/E 的强大设计功能有个预先了解。

1.8 习题训练

一、填空题

(1)Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 工作界面是由___、___、___、___、

___、___、___和___组成

(2)产品是___和___的结果。

(3)产品设计是一个将人的某种目的或需要转换为一个具体的___或___过程。

二、思考题

(1)Pro/E 的特点和优势是什么?

(2)Pro/E 有哪些基本功能?

(3)产品的延伸含义是什么?

(4)产品设计准则有哪些?


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