Pro/ENGINEER系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)公司(PTC公司：Parametric Technology Corporation)開發(fā)的軟件，是當(dāng)今世界著名的三維CAD，CAM，CAE軟件系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用用于機(jī)械、電子、航空航天、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、磨具設(shè)計(jì)等各行各業(yè)。Pro/E功能強(qiáng)大，融合了零件設(shè)計(jì)，大型組件裝配，磨具開發(fā)，加工，鈑金件設(shè)計(jì)，鑄造件設(shè)計(jì)，造型設(shè)計(jì)，自動(dòng)測(cè)量，機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)，有限元分析，數(shù)據(jù)庫(kù)管理，電纜布線以及印刷線路板設(shè)計(jì)等功能于一體。其中最擅長(zhǎng)的是實(shí)體造型，加工以及大型組件裝配，管理和磨具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這些方面的應(yīng)用在全球都得到普及并且擁有極大的優(yōu)勢(shì)。

1 曲面特征

　　曲面是構(gòu)建復(fù)雜模型最重要的一個(gè)組成部分，曲面技術(shù)的發(fā)展為創(chuàng)建實(shí)體模型提供了更加有效的工具。由于一般的實(shí)體建模不能創(chuàng)建比較復(fù)雜的表面輪廓，這時(shí)曲面的創(chuàng)建復(fù)雜表面功能的強(qiáng)大就顯現(xiàn)出來了。在現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，一些高、精、尖產(chǎn)品領(lǐng)域里，如飛機(jī)、輪船、汽車的外觀設(shè)計(jì)，必須符合一定的曲面形狀能并能兼顧美觀和性能兩個(gè)重要特點(diǎn)，而諸多的實(shí)際問題加快了曲面建模技術(shù)的成熟與完善。曲面建模的方法具有很大的彈性，常見的設(shè)計(jì)思路是首先用多種手段創(chuàng)建一組曲面，然后通過曲面編輯功能將其整合成一個(gè)沒有縫隙的曲面，最后使用該曲面來構(gòu)建模型的外輪廓，將其實(shí)體化后，獲得理想的實(shí)用的模型。曲面特征不同于實(shí)體特征，它是沒有質(zhì)量和厚度的特征，這也是與實(shí)體特征的最大區(qū)別所在，從創(chuàng)建方法來講，曲面特征與實(shí)體特征又十分相似，所以使用程序提供的拉伸工具即可創(chuàng)建實(shí)體特征，又可以創(chuàng)建基本曲面特征。

　　1.1 創(chuàng)建基本曲面特征

　　創(chuàng)建曲面特征的方法和創(chuàng)建實(shí)體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實(shí)體建模要豐富得多，基本曲面特征是使用拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混合等常用三維實(shí)體建模工具進(jìn)行創(chuàng)建的曲面特征圓。在繪圖區(qū)中，曲面特征創(chuàng)建完成后并以著色方式顯示，曲面特征以片狀顯示；以線框顯示模型時(shí)，則曲面特征只以黑色顯示其邊界線，如圖1所示。

圖1 四邊形曲面

　　Pro/E所提供的曲面建模功能很強(qiáng)大，不僅創(chuàng)建實(shí)體的工具，可以用來創(chuàng)建曲面特征，而且曲面還有獨(dú)特的創(chuàng)建方法。這些新的創(chuàng)建方法為設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、工藝性強(qiáng)和生產(chǎn)便利的產(chǎn)品帶來了很大的方便，縮短了產(chǎn)品的周期。

　　Pro/E所提供的曲面建模功能很強(qiáng)大，不僅創(chuàng)建實(shí)體的工具，可以用來創(chuàng)建曲面特征，而且曲面還有獨(dú)特的創(chuàng)建方法。這些新的創(chuàng)建方法為設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理、工藝性強(qiáng)和生產(chǎn)便利的產(chǎn)品帶來了很大的方便，縮短了產(chǎn)品的周期。

　　1.2 編輯曲面特征

　　曲面被創(chuàng)建之后，還需要對(duì)創(chuàng)建的曲面進(jìn)行編輯和修改，才能達(dá)到實(shí)際的要求，主要是對(duì)曲面進(jìn)行曲面偏移、曲面移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、曲面修剪、曲面鏡像、曲面延伸。曲面合并、曲面加厚、曲面拔模、曲面實(shí)體化等進(jìn)行操作。

　　1.3 Pro/E可以改善產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法、縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期

　　Pro/E為設(shè)計(jì)人員提供的協(xié)同工作環(huán)境極大地改進(jìn)了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，可以使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過=程中并行工作。協(xié)同工作的環(huán)境可以使設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品開發(fā)的全過程相互保持聯(lián)系，以確保與產(chǎn)品開發(fā)的所有的設(shè)計(jì)人員均使用統(tǒng)一的產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，從而保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的一致性。

2 曲面體設(shè)計(jì)舉例

　　下面我們以茶壺設(shè)計(jì)為例，對(duì)曲面實(shí)體建模進(jìn)行介紹。首先分析該零件的結(jié)構(gòu)由哪些主要特征組成，即壺身旋轉(zhuǎn)曲面特征、壺嘴、壺把掃描混合特征、壺底平面特征、合并曲面特征、加厚曲面特征以及減切特征構(gòu)成。其設(shè)計(jì)步驟如下：

　　(1)首先選擇文件，單擊“新建”命令，然后在彈出的對(duì)話框中，輸人文件名，如“茶壺”，建立了新文件；單擊特征“旋轉(zhuǎn)”按鈕，或在菜單欄中選擇插入“旋轉(zhuǎn)”命令，激活旋轉(zhuǎn)特征；系統(tǒng)彈出旋轉(zhuǎn)特征面板后，選擇“曲面”按鈕，創(chuàng)建一個(gè)旋轉(zhuǎn)曲面，進(jìn)入RFRONT平面的草繪平面，選擇TOP平面為參看面，繪制如圖2所示的截面圖形，單擊“完成”按鈕，完成截面圖形的繪制。在旋轉(zhuǎn)操控欄中輸入旋轉(zhuǎn)角度為360。單擊完成按鈕，完成旋轉(zhuǎn)曲面。

圖2 旋轉(zhuǎn)曲面的截面圖像

　　(2)在菜單欄中選擇插入-掃描-曲面命令，激活掃描混合曲面特征。在草繪中，繪制如圖3所示的掃描軌跡線，單擊完成按鈕，完成軌跡線的繪制。

圖3壺嘴掃描軌跡線

(3)在菜單欄中選擇插入-混合掃描-曲面命令，激活掃描混合曲面特征來創(chuàng)建壺嘴，如圖4所示。然后，通過壺底的平面來創(chuàng)建壺底，單擊“平面特征”按鈕，系統(tǒng)彈出對(duì)話框，在圖形中選擇壺底的圓形并進(jìn)行對(duì)話框設(shè)置，創(chuàng)建出一個(gè)通過壺底的平面，然后在菜單欄中單擊編輯-填充命令，激活填充特征。在系統(tǒng)彈出的填充操控欄中，單擊“草繪”按鈕，選擇草繪平面，TOP平面為參考平面，單擊“確定”按鈕，進(jìn)入草繪。在草繪器中單擊“實(shí)體”按鈕，選擇茶壺底面的圓邊作為填充邊界，單擊“完成”按鈕，完成茶壺底面的繪制。

圖4 壺嘴截面圖像

　　(4)在繪制完壺身、壺底平面和壺嘴后，進(jìn)行合并壺身和壺嘴操作，在樹模型中，同時(shí)選中壺身和壺嘴特征進(jìn)行壺身和壺底的合并，單擊菜單欄中的編輯一合并命令。在系統(tǒng)彈出的合并特征操作欄中，選擇使用相交方式來合并曲面。用同樣的方法對(duì)壺底平面和壺身合并，如圖5所示。

圖5合并后的曲面

　　(5)選中合并后的曲面，在菜單欄中單擊編輯-加厚，激活加厚曲面命令。在操作欄中，輸入厚度3，單擊操作欄上的“完成”按鈕，生產(chǎn)實(shí)體特征。

　　(6)在菜單欄選擇插入-掃描命令，激活掃描實(shí)體特征來創(chuàng)建壺把，然后選擇FRONT平面為草繪平面，繪制如圖6所示的壺把掃描軌跡線。

圖6 壺把的掃描軌跡線

　　創(chuàng)建壺把后，在屬性命令菜單中選擇合并，再在菜單中選擇插入一拉伸命令，在拉伸特征操控欄上按下減切按鈕，設(shè)置特征為減切特征。選擇FRONT平面為草繪平面，選擇TOP平面為參考平面，繪制如圖7所示的茶壺圖形。

圖7茶壺

　　從上面的這個(gè)例子來看，Pro/E軟件在曲面實(shí)體的建模及編輯方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，并且具有參數(shù)化設(shè)計(jì)、三維實(shí)體模型、特征驅(qū)動(dòng)和單一數(shù)據(jù)庫(kù)功能等特征。

　　該軟件全部?jī)?nèi)容包括40多個(gè)模塊：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、有限元分析、動(dòng)畫仿真、流場(chǎng)分析、溫度場(chǎng)分析、電場(chǎng)分析等。

　　國(guó)外用此軟件，從機(jī)械設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析到機(jī)械零件加工實(shí)現(xiàn)一條龍。將設(shè)計(jì)好的零件直接送到數(shù)控機(jī)床加工，省去出圖環(huán)節(jié)，從設(shè)計(jì)到零件加工周期很短。

3 結(jié)束語(yǔ)

　　Pro/E軟件提供了完整的設(shè)計(jì)工具及簡(jiǎn)潔美觀的操作界面，采用易學(xué)易用的后參數(shù)化約束，具有更強(qiáng)的三維造型和曲面造型功能，其優(yōu)越性大大高于平面設(shè)計(jì)軟件，使設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)化、快捷、精確，很大程度上提高了工作人員的設(shè)計(jì)效率，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，為新產(chǎn)品快速占領(lǐng)市場(chǎng)提供了有力的保證嗍。

　　Pro/E軟件具有零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組合、NC加工、鑄件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)和應(yīng)力分析等功能，推廣應(yīng)用Pro/E軟件是提高新產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的重要手段之一。要設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的新產(chǎn)品，設(shè)計(jì)人員必須盡快熟悉和掌握三維概念性數(shù)字樣機(jī)設(shè)計(jì)模式，掌握CAE、CAM技能，以適應(yīng)全新的設(shè)計(jì)理念，不斷設(shè)計(jì)出高新科技產(chǎn)品。