基于PRO/E的三維管道軌跡專用檢測工具的設計

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摘要：介紹了利用軟件組件設計模塊中的高級工具-Cut Out功能設計高精度三維軌跡管道零件檢測工具的方法。該方法具有高效、精密的特點。

1 引言在設計用于檢測3D管道軌跡的檢測工具時，由于空間尺寸轉(zhuǎn)換計算費時費力，精度低，傳統(tǒng)設計方法已經(jīng)無法滿足技術(shù)發(fā)展的要求，容易出錯智能檢具，手工繪圖效率低。 Pro/Engineer 軟件具有單一數(shù)據(jù)庫、基于特征、參數(shù)化和程序建模的特點。從設計到制造的整個過程可以保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。對零件的修改會自動反映到其他文件，如組件和工程圖，對零件設計的修改也會自動轉(zhuǎn)移到零件和工程圖文件。它不僅可以用于零件建模、仿真組件裝配和模型檢查，而且非常適合檢具設計。對于同系列其他零件的檢具設計智能檢具，只要修改原零件的掃描軌跡等參數(shù)，系統(tǒng)會自動形成一套新的檢測工具。 檢具設計其他復雜的異形曲面也可以移植這個設計方法。在 PRO/E 環(huán)境中，設計檢測工具的方法有很多種。本文主要介紹了使用軟件構(gòu)件設計模塊中的高級工具-Cut Out功能來設計檢測工具的方法。這種方法比根據(jù)創(chuàng)建零件的過程使用反向切割材料的方法更快、更有效。其基本原則是先設計零件模型；其次，設計檢具的毛坯；其次，根據(jù)需要將零件和毛坯結(jié)合起來，使用組件模塊的高級工具——切割功能，以零件為參考模型，將毛坯切割出來進行檢查。工具腔；最后，完善檢具的設計。下面以高精度三維軌跡管道零件檢測工具的設計為例，介紹其要點和方法。

圖 1 立體管件

圖 2 檢查工具空白

圖 3 裝配位置圖

圖 4 檢測體上的空腔

圖 5 去除多余材料的空白

圖 6 輪廓面和掃描邊

圖 7 變截面掃描截面圖

圖 8 用于切割的曲面

2 檢測工具的設計方法2.1 零件設計 對于三維軌跡管零件，首先用二次投影法創(chuàng)建掃描軌跡曲線，二次投影所需的兩個截面圖最好劃分預先創(chuàng)建成兩步，在繪制二次投影曲線的橫截面視圖時只使用邊，以便于空間軌跡的設計和修改。接下來，掃描出形狀體積。如果普通掃描方法無法構(gòu)建特征，可以使用高級函數(shù)-掃描混合方法構(gòu)建特征，跳過中間的所有點，只在開頭和結(jié)尾繪制兩個相同的橫截面圖。在切割內(nèi)部材料之前，將零件另存為臨時文件。該零件用于切出空腔，如圖 1a 所示。然后，采用同樣的掃描混合方法，減少管道內(nèi)部孔洞，再完成其他結(jié)構(gòu)設計，并將零件保存為正式文件，如圖1b所示。使用最初設計的零件文件時，如果體積已被切割材料切割，則必須創(chuàng)建一個曲面以關(guān)閉出口并將其填充為實體，然后才能使用它來切割量具毛坯。 2.2 檢具毛坯設計 毛坯的設計原理是包含臨時文件部分，底板和檢具體可以通過焊接連接，如圖2所示。 2.3 組裝并切出型腔首先使用元件模塊按照圖3的要求組裝臨時零件和毛坯。接下來使用元件模塊的高級功能切出檢測特定的型腔，流程如下：元件→Adv Utils→切出→【選擇要切出的空白零件】→完成選擇→【選擇切出加工參考零件-臨時零件】→完成選擇→【如果要在空白中再次使用臨時零件上的其他基準特征設計過程，選擇copy，否則選擇Reference]→Done此時，元件模塊和零件模塊中的空白零件已經(jīng)同步切出與臨時零件完全一致的型腔。檢查體上的空腔如圖4所示。

2.4 完善檢具設計(工藝結(jié)構(gòu)詳細設計) 在零件模塊中，需要進一步設計檢具的毛坯。剪掉多余的材料 先用拉伸的方法剪掉周圍多余的材料，然后再剪掉管子末端的斜角材料。在管道末端的斜面處切除材料時，需要創(chuàng)建一個臨時的草繪基準平面，然后使用材料減少的方法去除多余的材料。切割后的檢查如圖5所示。為了找到特定的分型面，必須首先創(chuàng)建一個輪廓圖像。要創(chuàng)建剪影圖像，您需要創(chuàng)建一個投影表面。 Create→Surface→Copy|Done→[Select Surf & Bnd（曲面和邊界）選項，使用查詢選擇方法選擇管道的任意內(nèi)表面]→[查詢并選擇管道的兩個端面作為邊界面分別。此時，管道除兩端外的所有內(nèi)表面都被選中]→Done Sel→Done→done→Ok，曲面創(chuàng)建完成。找到輪廓 Create→Surface→Trim→Silhouette（剪影）|Done→【選擇上一步創(chuàng)建的曲面】→【選擇投影輪廓切割