Pro/E軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)管道數(shù)模建立中的應(yīng)用

張海明

（中國重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司， 山西 大同 037305）

引言

隨著科技不斷進(jìn)步，三維數(shù)模的建立融入到各個(gè)領(lǐng)域，包括機(jī)械、建筑、醫(yī)療、教育、動(dòng)畫和時(shí)下流行的3D打印技術(shù)等。三維數(shù)模建立的目的歸根結(jié)底是為了提前發(fā)現(xiàn)可能存在的設(shè)計(jì)缺陷，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期。當(dāng)然三維的建立相比二維來講，立體感好，更直觀、方便快捷。為滿足市場競爭發(fā)展的需求，許多企業(yè)已經(jīng)把零件三維數(shù)模的精細(xì)化、準(zhǔn)確化作為技術(shù)之本[2]。目前，在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域里應(yīng)用Pro/E軟件建立管道三維數(shù)?？梢酝ㄟ^以下三種方法來實(shí)現(xiàn)。

1 掃描

已經(jīng)知道管的形狀、尺寸、管壁厚、彎折半徑等所有參數(shù)，且對管的材料沒要求，可以用掃描來實(shí)現(xiàn)。插入→掃描→伸出項(xiàng)/薄板伸出項(xiàng)目（空心）→選取面進(jìn)行草繪想要的管道軌跡→完成→繪制管道的截面→完成，見圖1、圖2。

圖1 草繪管道軌跡

圖2 掃面完成后管道三維數(shù)模

該方法建立的三維數(shù)模只局限于同一個(gè)平面，不易進(jìn)行組件裝配。

2 插入高級管道

該方法可以在零件里進(jìn)行管道三維數(shù)模建立，也可以在組件里進(jìn)行管道三維數(shù)模建立。根據(jù)實(shí)際空間隨意進(jìn)行管道模型的設(shè)計(jì)，只局限于彈性管道三維數(shù)模的建立。以下就組件里建管道三維數(shù)模進(jìn)行說明，見圖3、圖4。

圖3 組件ASM0001

圖4 實(shí)體狀態(tài)下管道通過點(diǎn)

1）打開已建好組件→創(chuàng)建零件→實(shí)體→創(chuàng)建特征→建點(diǎn)（根據(jù)實(shí)際要求管道空間布置）。

2）插入→高級→管道→多重半徑→輸入管道外徑→管道壁厚→依次選取已建好的點(diǎn)→輸入彎折半徑→確定，相當(dāng)于管道PRT0004已經(jīng)完成三維數(shù)模建立，見圖5。

圖5 組件中建立管道三維數(shù)模

3）可以通過更改點(diǎn)的坐標(biāo)來實(shí)現(xiàn)所要的管道數(shù)模，單獨(dú)打開零件管道PRT0004進(jìn)行二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。

3 應(yīng)用程序管道

應(yīng)用程序里的管道三維數(shù)模建立只局限在裝配組件里，也就是說只有在組件模式下，應(yīng)用程序中才有管道。該模塊可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜管道三維數(shù)模建立，準(zhǔn)確度比較高，同時(shí)還適用于撓性管道數(shù)模建立。

3.1 普通彈性管道三維數(shù)模的建立

1）打開已建好組件→應(yīng)用程序→管道→建管道通過的點(diǎn)（APNT0～APNT4）→管線→創(chuàng)建/路徑→管線名（pipe→線棧名菜單欄中點(diǎn)擊【創(chuàng)建】，輸入直線軋件名（yazhu）。

2）在管線庫菜單欄設(shè)置想要的管道參數(shù)，管道外徑、厚度、重量/長度、折彎半徑、折彎角，以及【設(shè)計(jì)規(guī)則】里管道的詳細(xì)參數(shù)值后【確定】。

3）在【路徑管道】→設(shè)置起點(diǎn)→【點(diǎn)】進(jìn)行選?。ˋPNT0），【至點(diǎn) /端口】→管道選取→APNT→Yes→多重半徑/單個(gè)半徑→選取前期在管線庫設(shè)置好的折彎半徑或者輸入新值→管線，如圖6所示。

圖6 管道通過點(diǎn)的路徑

4）【制造】→管道實(shí)體→選【PIPE】→生成，如圖7所示。

圖7 彈性管道三維數(shù)模

3.2 撓性管道三維數(shù)模的建立

1）打開已經(jīng)建好的組件，與直線管道建立不同之處是僅在被建管道另個(gè)零件上分別建點(diǎn)（APNT0、APNT1）【管線】→創(chuàng)建/路徑→管線名（pipe1→線棧名菜單欄中點(diǎn)擊【創(chuàng)建】，輸入直線軋件名（yazhu1）。

2）同樣在管線庫菜單欄設(shè)置想要的管道參數(shù)，形狀類型選取【直】、【撓性】，在規(guī)定管道外徑、厚度、重量/長度、拐角類型等參數(shù)值后【確定】。

3）【管道環(huán)境】→線形→直的→完成，【路徑管道】→設(shè)置起點(diǎn)→【點(diǎn)】進(jìn)行選?。ˋPNT0）→延伸→坐標(biāo)系→鎖定軸→Z軸，輸入一定值；【路徑管道】→設(shè)置起點(diǎn)→【點(diǎn)】進(jìn)行選?。ˋPNT1）→延伸→坐標(biāo)系→鎖定軸→Z軸，輸入一定值后【確定】。

4）【管道環(huán)境】→線性→彈性線自由長度→至點(diǎn)/端口，點(diǎn)選點(diǎn)APNT0延伸出來的點(diǎn)。

5）【制造】→管道實(shí)體→選【PIPE】→生成，如圖8所示。

圖8 撓性管道三維數(shù)模

6）通過【線棧】【編輯】選取線棧名 yazhu或yazhu1，也可以通過【設(shè)置路徑】重新設(shè)置【起始點(diǎn)】、【延伸】、【至點(diǎn)/端口】等參數(shù)，最終達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)的管道三維數(shù)模。還可以調(diào)整點(diǎn)的位置，來改變管道的路徑。點(diǎn)的建立一般應(yīng)用【偏移坐標(biāo)系】，通過偏移x、y、z三個(gè)方向來完成點(diǎn)的創(chuàng)建。

4 應(yīng)用效果

在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用Pro/E軟件建立管道三維數(shù)模也可以通過拉伸、旋轉(zhuǎn)其他模塊建立。與掃描模塊建立的三維數(shù)模相類似僅局限在一個(gè)平面內(nèi)，完成一些形狀簡單的管道數(shù)模，而且建立的管道無法在組件里進(jìn)行裝配。

插入高級管道、應(yīng)用程序管道可以完成復(fù)雜管道三維數(shù)模的建立，比如，在完成汽車變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)油管、氣管的設(shè)計(jì)等。

5 結(jié)語

產(chǎn)品三維數(shù)字化設(shè)計(jì)是企業(yè)提高自身水平和市場競爭力的利器[3]。管道三維數(shù)模建立僅僅是Pro/E軟件應(yīng)用中的一小部分，只要掌握不同環(huán)境下管道設(shè)計(jì)思路，合理應(yīng)用不同模塊建立管道數(shù)模，就可實(shí)現(xiàn)快而準(zhǔn)確地建立管道數(shù)模，為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值。