第 12章模型裝配

1、2022-5-11第第 12章章 模型裝配 完成零件設(shè)計(jì)后，將設(shè)計(jì)的零件按設(shè)計(jì)要求的約束條件或連接方式裝配在一起才能形成一個(gè)完整的產(chǎn)品或機(jī)構(gòu)裝置。利用Pro/E提供的“組件”模塊可實(shí)現(xiàn)模型的組裝。在Pro/E系統(tǒng)中，模型裝配的過程就是按照一定的約束條件或連接方式，將各零件組裝成一個(gè)整體并能滿足設(shè)計(jì)功能的過程。 本章主要講解如下內(nèi)容： 各種裝配約束類型 裝配連接類型的概念 零件裝配與連接的基本方法 組件分解圖的建立方法 組件的裝配間隙與干涉分析 2022-5-1212.1 元件放置操控板 模型的裝配操作是通過元件放置操控板來實(shí)現(xiàn)的。單擊菜單【文件】【新建】命令，在打開的新建對(duì)話框中選擇“組件”，

2、如圖12-1所示。單擊【確定】按鈕，進(jìn)入“組件”模塊工作環(huán)境。 2022-5-13 在組件模塊工作環(huán)境中，單擊按鈕 或單擊菜單【插入】【元件】【裝配】命令，在彈出的打開對(duì)話框中選擇要裝配的零件后，單擊【打開】按鈕，系統(tǒng)顯示如圖12-2所示的元件放置操控板。 圖12-2中的圖（a）為【放置】按鈕對(duì)應(yīng)的面板，圖（b）為【移動(dòng)】按鈕對(duì)應(yīng)的面板。下面對(duì)面板中各項(xiàng)功能及意義說明如下：圖（a）2022-5-14圖12-2 元件放置操控板（b）2022-5-15 移動(dòng)：使用移動(dòng)面板可移動(dòng)正在裝配的元件，使元件的取放更加方便。當(dāng)移動(dòng)面板處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，將暫停所有其他元件的放置操作。要移動(dòng)參與組裝的元件，必須封

3、裝或用預(yù)定義約束集配置該元件。在移動(dòng)面板中，可使用下列選項(xiàng)： 運(yùn)動(dòng)類型：選擇運(yùn)動(dòng)類型。默認(rèn)值是“平移”。 定向模式：重定向視圖。 平移：在平面范圍內(nèi)移動(dòng)元件。 旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)元件。 調(diào)整：調(diào)整元件的位置。 在視圖平面中相對(duì)：相對(duì)于視圖平面移動(dòng)元件，這是系統(tǒng)默認(rèn)的移動(dòng)方式。 運(yùn)動(dòng)參照：選擇移動(dòng)元件的移動(dòng)參照。 平移/旋轉(zhuǎn)/調(diào)整參照：選擇相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)類型出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)。 相對(duì)：顯示元件相對(duì)于移動(dòng)操作前位置的當(dāng)前位置。 撓性：此面板僅對(duì)于具有預(yù)定義撓性的元件是可用的。 屬性：顯示元件名稱和元件信息。 2022-5-162022-5-172022-5-182022-5-192022-5-1102022-5-

4、11112.2 裝配約束類型零件的裝配過程，實(shí)際上就是一個(gè)約束限位的過程，根據(jù)不同的零件模型及設(shè)計(jì)需要，選擇合適的裝配約束類型，從而完成零件模型的定位。一般要完成一個(gè)零件的完全定位，可能需要同時(shí)滿足幾種約束條件。Pro/ENGINEER Wildfire提供了十幾種約束類型，供用戶選用。 要選擇裝配約束類型，只需在元件放置操控板的約束類型欄中，單擊按鈕 ，在彈出的下拉列表中選擇相應(yīng)的約束選項(xiàng)即可，如圖12-3所示。2022-5-112前面已對(duì)各約束類型作了簡(jiǎn)介，為使讀者透徹理解各約束類型的具體應(yīng)用，現(xiàn)以圖例方式說明如下。 1匹配 所謂“匹配”就是指兩零件指定的平面或基準(zhǔn)面重合或平行（當(dāng)偏移值不

5、為零時(shí)兩面平行，當(dāng)偏移值為零時(shí)兩面重合）且兩平面的法線方向相反。 如圖12-4所示為使用“匹配”約束方式且偏移值為0的兩面配合情況（選擇圓臺(tái)的上端面和直角模型底座的上表面，如圖中箭頭所示）。 2022-5-113 如圖12-5所示為使用“匹配”約束方式且偏移值不為0時(shí)的兩面配合情況。 2022-5-1142對(duì)齊使兩零件指定的平面、基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸、點(diǎn)或邊重合或共線。如圖12-6所示為“對(duì)齊”方式且偏移值為0時(shí)兩面配合情況。2022-5-1152022-5-1163插入 “插入”約束使兩零件指定的旋轉(zhuǎn)面共旋轉(zhuǎn)中心線，具有旋轉(zhuǎn)面的模型有圓柱、圓臺(tái)、球等。如圖12-8所示為“插入”約束方式的一個(gè)例子，

6、在選定“插入”約束后，分別選擇直角模型中孔特征的內(nèi)表面和圓柱模型側(cè)表面即可完成“插入”約束組裝。2022-5-117 4坐標(biāo)系 使零件裝配的坐標(biāo)系與其裝配零件的坐標(biāo)系對(duì)齊，從而完成裝配零件的放置，如圖12-9所示 2022-5-118 5相切 在兩個(gè)進(jìn)行裝配的零件中，各自指定一個(gè)曲面或一個(gè)為平面，另一個(gè)為曲面，使其相切。如圖12-10所示，選中圖中箭頭指示的兩個(gè)面完成相切方式的約束。2022-5-119 6線上點(diǎn) 在一個(gè)零件上指定一點(diǎn)，然后在另一零件上指定一條邊線，使該點(diǎn)在這條邊線上。如圖12-11所示，為兩次使用“線上點(diǎn)”約束方式的一個(gè)例子。具體操作：選擇左邊模型的一個(gè)角點(diǎn)，然后選擇右邊模型

7、箭頭指示的邊線；選擇左邊模型的另一個(gè)角點(diǎn)，然后選擇右邊模型箭頭指示的邊線，結(jié)果兩點(diǎn)在箭頭指示的邊線上。 2022-5-120 7曲面上的點(diǎn) 在一個(gè)零件上指定一點(diǎn)，然后在另一個(gè)零件上指定一個(gè)面，則指定的面和點(diǎn)相接觸。如圖12-12所示，選擇直角模型上的基準(zhǔn)點(diǎn)“APNTO”，然后選擇圓柱模型中箭頭指示的面，結(jié)果如右圖所示。該選項(xiàng)常配合“對(duì)齊”、“匹配”等選項(xiàng)一起使用。 2022-5-121 8曲面上的邊 在一個(gè)零件上指定一條邊，然后在另一個(gè)零件上指定一個(gè)面，則指定的邊位于指定的面上。該選項(xiàng)常配合“對(duì)齊”、“匹配”等選項(xiàng)一起使用。如圖12-13所示，選擇直角模型中箭頭指示的一條邊，然后選擇圓柱模型下

8、端面，結(jié)果如右圖所示。2022-5-122提示： 在進(jìn)行“匹配”或“對(duì)齊”操作時(shí)，對(duì)于要配合的兩個(gè)零件，必須選擇相同的幾何特征，如平面對(duì)平面，旋轉(zhuǎn)曲面對(duì)旋轉(zhuǎn)曲面等。 “匹配”或“對(duì)齊”的偏移值可為正值也可為負(fù)值。若輸入負(fù)值，則表示偏移方向與模型中箭頭指示的方向相反。2022-5-12312.3 裝配連接類型 在Pro/E中，元件的放置還有一種裝配方式連接裝配。使用連接裝配可方便用戶在利用Pro/Mechanism（機(jī)構(gòu)）模塊時(shí)直接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與仿真，它使用上一節(jié)講的各種約束條件來限定零件的運(yùn)動(dòng)方式及其自由度。圖12-14所示為選擇“軸承”連接時(shí)的操控面板。2022-5-124 使用該面板

9、可以選擇和設(shè)置零件間的連接類型。對(duì)選定的連接類型進(jìn)行約束設(shè)定時(shí)的操作與上一節(jié)講述的相應(yīng)約束類型的操作相同，因此本節(jié)重點(diǎn)應(yīng)理解各連接類型的含義，以便在進(jìn)行機(jī)構(gòu)模型的裝配時(shí)正確選擇連接類型。 2022-5-125 如圖12-15所示，單擊連接類型欄的按鈕 ，彈出連接類型下拉列表，選擇相應(yīng)的連接類型，在放置面板左欄中相應(yīng)顯示該連接類型的約束規(guī)則，然后選擇相應(yīng)的元件參照和組件參照即可。2022-5-126 剛性：剛性連接。自由度為零，零件裝配處于完全約束狀態(tài)。 銷釘：銷釘連接。自由度為1，零件可沿某一軸旋轉(zhuǎn)。應(yīng)滿足的約束關(guān)系如圖12-16所示。 軸對(duì)齊：軸對(duì)齊方式。有兩個(gè)自由度：繞軸旋轉(zhuǎn)和沿軸平移。

10、平移：以“匹配”或“對(duì)齊”方式約束裝配零件的平移，使平移自由度為零。 滑動(dòng)桿：滑動(dòng)連接。自由度為1，零件可沿某一軸平移，應(yīng)滿足的約束關(guān)系如圖12-17所示。 軸對(duì)齊：軸對(duì)齊方式，有兩個(gè)自由度：繞軸旋轉(zhuǎn)和沿軸平移。 旋轉(zhuǎn)：以“匹配”或“對(duì)齊”方式約束裝配零件的平移，使旋轉(zhuǎn)自由度為零。 圖12-16 圖12-172022-5-127 圓柱：缸連接。自由度為2，零件可沿某一軸平移或旋轉(zhuǎn)。該類型只需滿足“軸對(duì)齊”約束關(guān)系即可，如圖12-18所示。 平面：平面連接。自由度為2，零件可在某一平面內(nèi)自由移動(dòng)，也可繞該平面的法線方向旋轉(zhuǎn)。該類型需滿足“平面”約束關(guān)系，如圖12-19所示。具體操作：分別選擇兩個(gè)

11、零件的貼合面，然后輸入偏移值即可。 圖12-18“圖12-192022-5-128 球：球連接。自由度為3，零件可繞某點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)，但不能進(jìn)行任何方向的平移。該類型需滿足“點(diǎn)對(duì)齊”約束關(guān)系，如圖12-20所示。具體操作：分別在兩個(gè)零件中選擇相應(yīng)的點(diǎn)，輸入偏移值即可。 焊接：焊接。自由度為零，兩零件剛性連接在一起。該類型需滿足坐標(biāo)系約束關(guān)系，如圖12-21所示。具體操作：分別在兩個(gè)零件中選擇相應(yīng)的坐標(biāo)系，輸入偏移值即可。2022-5-129 軸承：軸承連接。自由度為4，零件可自由旋轉(zhuǎn)，并可沿某軸自由移動(dòng)。該類型需滿足“點(diǎn)對(duì)齊”約束關(guān)系，如圖12-22所示。具體操作：在一個(gè)零件中選擇一點(diǎn)，在另一個(gè)零

12、件中選擇一條邊或軸線，輸入偏移值即可。 常規(guī)：選取自動(dòng)類型約束的任意參照以建立連接。 6DOF：該類型需滿足“坐標(biāo)系對(duì)齊”約束關(guān)系，如圖12-23所示。 圖12-22圖12-232022-5-130 槽：建立槽連接，包含一個(gè)“點(diǎn)對(duì)齊”約束，允許沿一條非直的軌跡旋轉(zhuǎn)。該類型需滿足的約束關(guān)系，如圖12-24所示。2022-5-13112.4 零件裝配與連接在完成各零件模型的制作之后，就可以把它們按設(shè)計(jì)要求組裝在一起，成為一個(gè)部件或產(chǎn)品。零件裝配與連接的操作步驟如下零件裝配與連接的操作步驟如下： 新建一個(gè)“組件”類型的文件，進(jìn)入組件模塊工作界面。 單擊按鈕 或單擊菜單【插入】【元件】【裝配】命令，裝

13、載零件模型。 在元件放置操控板中，選擇約束類型或連接類型，然后相應(yīng)選擇兩個(gè)零件的裝配參照使其符合約束條件。 單擊新建約束，重復(fù)步驟 的操作，直到完成符合要求的裝配或連接定位，單擊按鈕 ，完成本次零件的裝配或連接。 重復(fù)步驟 ，完成下一個(gè)零件的組裝。2022-5-132提示： 在裝配操作中，可使用按鈕 、按鈕 ，改變裝配件與被裝配件的窗口顯示狀況，以方便在模型中選擇裝配參照對(duì)象。 在某些情況下，使用移動(dòng)面板中的“平移”、“旋轉(zhuǎn)”等操作可輔助裝配操作。2022-5-133實(shí)例1 本例完成如圖12-25所示的組件模型 2022-5-134實(shí)例2 本例完成如圖12-33所示的組件模型。 2022-5-

14、135提示： 在零件裝配之前將組件模型中的某些零件隱藏，可簡(jiǎn)化裝配過程中的圖面，便于捕捉要進(jìn)行約束的對(duì)象。 零件裝配時(shí)必須合理選擇第一個(gè)裝配零件，一般選擇整個(gè)模型中最為關(guān)鍵的零件。 針對(duì)不同裝配要求合理選擇約束類型，借助“自動(dòng)”選項(xiàng)，系統(tǒng)可自動(dòng)選擇合適的約束類型，有利于加快裝配操作。2022-5-136實(shí)例3 本例完成如圖12-47所示的組件模型。2022-5-13712.5 組件分解圖 在一些產(chǎn)品說明書或需要進(jìn)行產(chǎn)品演示的場(chǎng)合，為了說明產(chǎn)品的零件組成及其裝配結(jié)構(gòu)關(guān)系，經(jīng)常需要使用分解圖。在Pro/ENGINEER Wildfire組件工作環(huán)境中，單擊菜單【視圖】【分解】【分解視圖】選項(xiàng)，圖形

15、窗口中的組件模型則呈分解狀態(tài)，調(diào)整各零件的位置，即可完成組件模型的分解圖。如圖12-70所示為一組件模型分解圖。2022-5-13812.5.1 建立組件分解圖 打開已經(jīng)建立完畢的組件模型，單擊菜單【視圖】【分解】【分解視圖】選項(xiàng)，圖形窗口中的組件模型按系統(tǒng)默認(rèn)的分解位置顯示分解圖。單擊菜單【視圖】【分解】【編輯位置】選項(xiàng)，打開如圖12-55所示的分解位置對(duì)話框，使用該對(duì)話框，可實(shí)現(xiàn)對(duì)分解圖中零件位置的調(diào)整。該對(duì)話框中各功能選項(xiàng)的意義說明如下。 2022-5-139 選取的元件：首先選擇一運(yùn)動(dòng)參照，然后單擊該欄中的選取對(duì)象按鈕 ，然后在組件模型中選擇要在參照方向上移動(dòng)的零件。 運(yùn)動(dòng)類型：該欄下

16、面列出零件或組件的各種移動(dòng)方式。 平移：定義平移方向后，拖動(dòng)鼠標(biāo)直接移動(dòng)零件或組件。 復(fù)制位置：復(fù)制選擇零件的分解位置。 缺省分解：在系統(tǒng)默認(rèn)的分解位置放置選擇的零件或組件。 重置：重新放置選擇的零件或組件的位置。 運(yùn)動(dòng)參照：該欄供用戶選擇零件或組件移動(dòng)的參照類型來定義方向，有如下幾種： 視圖平面：選擇當(dāng)前視場(chǎng)平面作為移動(dòng)參照。 選取平面：選擇一個(gè)平面作為移動(dòng)參照。 圖元/邊：選擇零件或組件的邊、基準(zhǔn)軸作為移動(dòng)參照。 平面法向：選擇一平面，該平面的法線方向作為移動(dòng)參照。 2點(diǎn)：選擇兩個(gè)端點(diǎn)或基準(zhǔn)點(diǎn)，以其連線方向作為移動(dòng)參照。 坐標(biāo)系：選擇基準(zhǔn)坐標(biāo)系的X、Y、Z軸作為移動(dòng)參照。 運(yùn)動(dòng)增量：該欄顯

17、示零件或組件相對(duì)移動(dòng)的尺寸增量。 位置：該欄顯示零件或組件相對(duì)移動(dòng)的相關(guān)尺寸變化量。 2022-5-140建立組件分解圖的操作步驟如下： 打開已有的組件模型，單擊菜單【視圖】【分解】【分解視圖】選項(xiàng)，圖形窗口中的組件模型按系統(tǒng)默認(rèn)的分解位置顯示分解圖。 單擊菜單【視圖】【分解】【編輯位置】選項(xiàng)，打開分解位置對(duì)話框。 選定移動(dòng)參照，選擇零件并拖動(dòng)調(diào)整其位置完成分解圖。 2022-5-141實(shí)例 本例制作如圖12-72所示的組件模型分解圖。2022-5-142提示： 單擊【視圖】【分解】【取消分解視圖】可使分解圖顯示為非分解狀態(tài)。 基于一個(gè)組件模型可建立多個(gè)不同的分解圖，建立的多個(gè)分解圖文件列在視

18、圖管理器對(duì)話框的名稱欄中，如圖12-76所示。雙擊一個(gè)分解圖文件，圖形窗口中顯示該文件名對(duì)應(yīng)的分解圖。2022-5-14312.5.2 建立偏距線 在分解圖中建立零件的偏距線，可清楚地表示零件間的位置關(guān)系。經(jīng)常用此方法制作產(chǎn)品說明書中的一些插圖，圖12-77為使用偏距線標(biāo)注零件安裝位置的實(shí)例。2022-5-144 在建立偏距線時(shí)，會(huì)使用如圖12-78所示的菜單，各選項(xiàng)的意義說明如下。 創(chuàng)建：?jiǎn)螕粼撨x項(xiàng)，建立偏距線。 修改：修改偏距線的效果。 刪除：刪除偏距線。圖12-782022-5-145 修改線體：選擇偏距線，在打開的線體對(duì)話框中重新定義偏距線的顏色及線段類型。線體對(duì)話框如圖12-79所示

19、。 設(shè)置缺省線體：在打開的線體對(duì)話框中設(shè)置新偏距線默認(rèn)的顏色及線段類型。 單擊圖12-78左圖所示菜單中的【創(chuàng)建】選項(xiàng)，彈出圖元選取菜單，如圖12-78右圖所示。該菜單列出定義偏距線的三種方式： 軸：以基準(zhǔn)軸的軸向?yàn)槠嗑€延伸的方向。 曲面法向：以平面或曲面的法線方向?yàn)槠嗑€延伸方向。 邊/曲線：以曲線或?qū)嶓w邊的方向作為偏距線延伸方向。圖12-792022-5-146建立偏距線的操作步驟如下： 打開組件模型分解圖，單擊菜單【視圖】【分解】【偏距線】【創(chuàng)建】選項(xiàng)，彈出圖元選取菜單。 在圖元選取菜單中選擇確定偏距線參照方向的選項(xiàng)。 按系統(tǒng)提示，分別選擇兩個(gè)零件的實(shí)體類型對(duì)象（如零件表面等）完成偏距

20、線的建立。 單擊菜單【視圖】【分解】【偏距線】【修改】選項(xiàng)，修改偏距線的位置及嚙合點(diǎn)數(shù)。 單擊菜單【視圖】【分解】【偏距線】【修改線體】選項(xiàng)，在打開的線體對(duì)話框中重新定義偏距線的顏色及線段類型。 2022-5-147實(shí)例 本例在圖12-80所示的組件模型中建立偏距線。圖12-802022-5-14812.6 間隙與干涉分析 使用模型分析工具，可對(duì)裝配模型進(jìn)行零件間的間隙與干涉分析，輔助對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)。單擊菜單【分析】【模型】，選取合適的分析類型來分析模型屬性，如圖12-87所示 2022-5-1492022-5-150可以執(zhí)行下列類型的模型分析可以執(zhí)行下列類型的模型分析：質(zhì)量屬性：計(jì)算零件、

21、組件或繪圖的質(zhì)量屬性?！敖M件質(zhì)量屬性”類型的分析在組件模式和組件繪圖下可以使用；模型質(zhì)量屬性類的分析在零件和繪制模式下可以使用。剖截面質(zhì)量屬性：計(jì)算模型橫截面的質(zhì)量屬性。單側(cè)體積：計(jì)算模型在某指定平面一側(cè)的體積。在“零件”和“繪圖”模式下，可以使用“單側(cè)體積”類型分析。配合間隙：計(jì)算在模型中兩個(gè)對(duì)象或圖元（子組件、零件、曲面、纜或圖元的任意組合）間的間隙距離或干涉。在“零件”、“組件”、“繪圖”模式下，可使用類型為“配合間隙”的分析。全局間隙：計(jì)算模型的每個(gè)零件或子組件間的間隙。在“組件”和“繪圖”模式下可以使用類型為“全局間隙”的分析。注意：注意：組件中的分解視圖是裝飾性的，對(duì)間隙計(jì)算沒有影

22、響。體積干涉：驗(yàn)證所選封閉面組不受任何干涉。在“組件”和“繪圖”模式下可以使用“體積干涉”類型的分析。全局干涉顯示模型中每個(gè)零件或子組件之間干涉的有關(guān)信息（在一個(gè)繪圖或組件中）。在“組件”和“繪圖”模式下可以使用類型為“全局干涉”的分析。短邊：計(jì)算所選零件或元件中的最短邊的長(zhǎng)度，并確定模型中有多少邊比指定長(zhǎng)度短?！岸踢叀鳖愋头治鲈凇傲慵焙汀敖M件”模式下可用。邊類型：確定用于創(chuàng)建所選邊的幾何類型。在“零件”、“組件”和“繪圖”模式下可用“邊類型”分析。厚度：檢測(cè)零件的厚度是否大于最大值或小于最小值，并計(jì)算厚度檢測(cè)的面積。在“零件”和“組件”模式下可使用類型為“”厚度的分析。 2022-5-151 注意：注意：對(duì)于間隙和干涉檢測(cè)，其計(jì)算精度由零件精度決定。間隙度量或干涉體積的精度由配置選項(xiàng) measure_sig_figures 控制。 如果所選對(duì)象不干涉，最小間隙在圖上用紅色表示。一個(gè)紅色圓出現(xiàn)在線段的一端來指定間