Pro/ENGINEER在曲面体设计中的应用

　　Pro/ENGINEER系统是美国参数公司(PTC公司：Parametric Technology Corporation)开发的软件，是当今世界著名的三维CAD，CAM，CAE软件系统，广泛应用用于机械、电子、航空航天、产品设计、磨具设计等各行各业。Pro/E功能强大，融合了零件设计，大型组件装配，磨具开发，加工，钣金件设计，铸造件设计，造型设计，自动测量，机构仿真设计，有限元分析，数据库管理，电缆布线以及印刷线路板设计等功能于一体。其中最擅长的是实体造型，加工以及大型组件装配，管理和磨具结构设计，这些方面的应用在全球都得到普及并且拥有极大的优势。

1 曲面特征

　　曲面是构建复杂模型最重要的一个组成部分，曲面技术的发展为创建实体模型提供了更加有效的工具。由于一般的实体建模不能创建比较复杂的表面轮廓，这时曲面的创建复杂表面功能的强大就显现出来了。在现代设计中，一些高、精、尖产品领域里，如飞机、轮船、汽车的外观设计，必须符合一定的曲面形状能并能兼顾美观和性能两个重要特点，而诸多的实际问题加快了曲面建模技术的成熟与完善。曲面建模的方法具有很大的弹性，常见的设计思路是首先用多种手段创建一组曲面，然后通过曲面编辑功能将其整合成一个没有缝隙的曲面，最后使用该曲面来构建模型的外轮廓，将其实体化后，获得理想的实用的模型。曲面特征不同于实体特征，它是没有质量和厚度的特征，这也是与实体特征的最大区别所在，从创建方法来讲，曲面特征与实体特征又十分相似，所以使用程序提供的拉伸工具即可创建实体特征，又可以创建基本曲面特征。

　　1.1 创建基本曲面特征

　　创建曲面特征的方法和创建实体特征的方法具有很大的相似性，但曲面建模所使用的手段比实体建模要丰富得多，基本曲面特征是使用拉伸、旋转、扫描、混合等常用三维实体建模工具进行创建的曲面特征圆。在绘图区中，曲面特征创建完成后并以着色方式显示，曲面特征以片状显示；以线框显示模型时，则曲面特征只以黑色显示其边界线，如图1所示。

图1 四边形曲面 

　　Pro/E所提供的曲面建模功能很强大，不仅创建实体的工具，可以用来创建曲面特征，而且曲面还有独特的创建方法。这些新的创建方法为设计人员设计出结构合理、工艺性强和生产便利的产品带来了很大的方便，缩短了产品的周期。

　　Pro/E所提供的曲面建模功能很强大，不仅创建实体的工具，可以用来创建曲面特征，而且曲面还有独特的创建方法。这些新的创建方法为设计人员设计出结构合理、工艺性强和生产便利的产品带来了很大的方便，缩短了产品的周期。

　　1.2 编辑曲面特征

　　曲面被创建之后，还需要对创建的曲面进行编辑和修改，才能达到实际的要求，主要是对曲面进行曲面偏移、曲面移动、旋转、曲面修剪、曲面镜像、曲面延伸。曲面合并、曲面加厚、曲面拔模、曲面实体化等进行操作。

　　1.3 Pro/E可以改善产品的设计方法、缩短产品的开发周期

　　Pro/E为设计人员提供的协同工作环境极大地改进了产品的设计过程，可以使设计人员在设计过=程中并行工作。协同工作的环境可以使设计人员在产品开发的全过程相互保持联系，以确保与产品开发的所有的设计人员均使用统一的产品设计数据，从而保证产品数据的一致性。

2 曲面体设计举例

　　下面我们以茶壶设计为例，对曲面实体建模进行介绍。首先分析该零件的结构由哪些主要特征组成，即壶身旋转曲面特征、壶嘴、壶把扫描混合特征、壶底平面特征、合并曲面特征、加厚曲面特征以及减切特征构成。其设计步骤如下：

　　(1)首先选择文件，单击“新建”命令，然后在弹出的对话框中，输人文件名，如“茶壶”，建立了新文件；单击特征“旋转”按钮，或在菜单栏中选择插入“旋转”命令，激活旋转特征；系统弹出旋转特征面板后，选择“曲面”按钮，创建一个旋转曲面，进入RFRONT平面的草绘平面，选择TOP平面为参看面，绘制如图2所示的截面图形，单击“完成”按钮，完成截面图形的绘制。在旋转操控栏中输入旋转角度为360。单击完成按钮，完成旋转曲面。

图2 旋转曲面的截面图像 

　　(2)在菜单栏中选择插入-扫描-曲面命令，激活扫描混合曲面特征。在草绘中，绘制如图3所示的扫描轨迹线，单击完成按钮，完成轨迹线的绘制。

图3壶嘴扫描轨迹线