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Pro Engineer软件在建筑幕墙设计中的应用

来源:中国幕墙网收集整理  作者:姜清海 姜辉 姜涛  日期:2013-4-9
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  摘要:当今,随着计算机技术的发展,计算机辅助设计(CAD)已广泛应用于各个领域,CAD软件也从最初的简单2D设计功能,发展到如今的集CAD/CAE/CAM(计算机辅助设计/分析/制造)功能于一体的大型三维CAD设计软件。在建筑幕墙行业,3D设计软件应用还不广泛,本文介绍了一款当前主流三维设计软件——Pro Engineer的基本功能和其在幕墙行业的应用,希望能够增强读者对三维软件的了解,使幕墙从业人员能够更多地使用三维设计软件来提高工作效率和设计水平。
  关键词:建筑幕墙  Pro Engineer 三维设计

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  五、修改模型尺寸
  由于Pro/E采用尺寸驱动的参数化建模方法,修改单个零件的尺寸非常简单,直接修改尺寸数值即可,软件会自动根据新数值重新生成模型。在幕墙工程设计中,对于节点结构完全一样只是分格长度不同的组装图如何快速建模呢?这就需要用到Pro/E的“关系式”和“参数”功能。Pro/E的几何模型中的每个几何尺寸都对应一个参数,用“d+数字”表示,如d1,d2,d5等,可以给这些尺寸参数添加关系式来满足一些特定的设计要求。组装图中的各个零件尺寸同样带有字母参数,与零件的尺寸参数不同的是其还带有零件编号信息,如某尺寸字母参数为“d5:1”,代表组装图中编号为1的零件的d5尺寸。假设某组装图包含两个零件:单元公料1、单元母料2,长度相等,组装图中表示长度的尺寸参数分别为d1:1,d1:2。现在需要修改长度尺寸。当然可以分别修改单元公料、母料的尺寸,但如果组装图中有十几甚至几十个零件时,这样就太过麻烦了,其实还有更简单的方法。首先点击菜单“工具”→“参数”给组装图定义一个实数类型的全局参数L(用以代表组装元件的长度),然后点击“工具”→“关系式”添加关系式:d1:1=L,d1:2=L,这两个关系式的含义为:将全局变量L 的值分别赋给d1:1,d1:2,则单元公料、单元母料的长度相等,都等于变量L的值。当我们需要修改公料、母料的长度时,只需修改变量L的数值即可,这比AutoCAD中使用拉伸命令修改长度更加快捷方便。若组装图中包含更多零件,同理添加关系式即可。可见,合理使用Pro/E软件的“关系式”和“参数”功能能够大幅提高设计效率。

  六、工程图模块
  Pro/E的工程图即是基于3D模型生成的2D平面图。3D模型完成后,新建一个工程图类型文件,选取所建的3D模型为源对象,就可以在工程图中根据需要自动生成各个方向的投影视图。投影方向可以在3D模型中设置,可以设置正视图,也可以设置轴测图,在工程图中选择需要的方向即可。还可以根据需要生成各种剖面图,局部放大图,旋转视图等。Pro/E可以自动标注尺寸,但自动标注的尺寸比较零乱,一般并不是我们想要标注的,所以还是建议手动标注尺寸。Pro/E的工程图模式跟AutoCAD的二维绘图环境相似,可以绘制各种线条。但投影图的线条是从3D模型自动生成的,不需要再绘制,工程图中的绘图主要以标注尺寸和文字为主。图6为一种预埋件的3D模型,图7为由3D模型生成的工程图,即下达到车间供生产使用的加工图。图7中定义了正视图、俯视图、右视图三个标准正投影视图和一个轴测视图。

  Pro/E是基于单一数据库的,所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作,不管他是哪一个部的。换言之,在整个设计过程的任何一处发生改动,亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如,一旦三维模型有改动,工程详图、NC(数控)工具路径也会自动更新;同样组装工程图如有任何变动,也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合,使得设计更优化,成品质量更高。

  七、钣金件设计模块
  建筑幕墙中金属板的使用很多,如金属板幕墙面板,各种幕墙的背板等,Pro/E的钣金件设计模块专门用来设计各种薄金属板制成的产品。幕墙中使用的金属板造型并不复杂,大多只需折边和切口操作即可完成。Pro/E的钣金件设计功能强大,它具备设计基本和复杂钣金零件的能力。用户可以:

  通过定义一个组件之元件体积和支持结构,进行钣金件设计。

  在成型或平整条件中添加专有的钣金特征,例如,壁、折弯、切口、冲孔、凹槽和成形。

  创建“折弯顺序”表,它用于为加工指定顺序、折弯半径和折弯角度。

  计算所需的材料展开长度。“钣金件设计”会考虑不同的半径和材料厚度。

  平整零件以显示设计和制造需要。

  生成钣金零件“绘图”、“合并尺寸”、“折弯顺序表”、“平整阵列”和设计完备的零件。

  使用钣金件设计模块需先清楚“壁”的概念,“壁”是设计中钣金件材料的任何截面。有两种主要类型的壁:主要壁和次要壁,主要壁是独立的壁,可以单独创建,不需要有其它的壁;次要壁从属于主要壁,是主要壁的子项,不能单独创建。如图10所示的一块四边折边的金属板,中间大面板即为主要壁,四边的折边为次要壁。如果是在从头开始设计零件,主要壁则必须是第一个特征,只有在创建主要壁之后,所有特征选项才可用,然后可将任何适用的钣金件和实体类特征添加到设计中。创建次要壁时根据折弯刀具大小定义折弯半径和折弯角度,以及壁交接时的止裂槽。钣金零件创建完成后,可以使用“展平”或者“平整形态”选项将带有折弯的零件展开成平面。图11为图10中成型后的钣金件的“平整形态”,在折弯边线处自动标注了折弯方向和折弯角度。

  八、结语
  本文结合幕墙行业实际需求介绍了Pro Engineer软件的基本功能,重点是如何使用Pro Engineer软件进行幕墙构配件设计并最终输出加工图供车间加工制造。Pro Engineer软件作为一款成功的CAD/CAM软件,其功能非常强大,已广泛应用于机械制造、模具设计、汽车制造、航空航天等许多领域,但在幕墙行业应用还较少。当今建筑造型越来越复杂,仅仅使用传统的二维设计软件已不能满足设计需要,利用当前主流三维设计软件进行辅助设计是必然趋势,工程设计人员应该与时俱进,更新自己的知识,掌握先进技术提高设计水平和工作效率。

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