1、第第 12章章 模型装配完成零件设计后，将设计的零件按设计要求的约束条件或连接方式装配在一起才能形成一个完整的产品或机构装置。利用Pro/E提供的“组件”模块可实现模型的组装。在Pro/E系统中，模型装配的过程就是按照一定的约束条件或连接方式，将各零件组装成一个整体并能满足设计功能的过程。本章主要讲解如下内容： 各种装配约束类型 装配连接类型的概念 零件装配与连接的基本方法 组件分解图的建立方法图12-1 新建对话框 组件的装配间隙与干涉分析 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著12.1 元件放置操控板模型的装配操作是通过元件放置操控板来实现的。单击菜单
2、【文件】【新建】命令，在打开的新建对话框中选择“组件”，如图12-1所示。单击【确定】按钮，进入“组件”模块工作环境。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著 在组件模块工作环境中，单击按钮 或单击菜单【插入】【元件】【装配】命令，在弹出的打开对话框中选择要装配的零件后，单击【打开】按钮，系统显示如图12-2所示的元件放置操控板。图12-2中的图（a）为【放置】按钮对应的面板，图（b）为【移动】按钮对应的面板。下面对面板中各项功能及意义说明如下：图（a）Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著图12-2 元件放置操控板（
3、b）Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著 移动：使用移动面板可移动正在装配的元件，使元件的取放更加方便。当移动面板处于活动状态时，将暂停所有其他元件的放置操作。要移动参与组装的元件，必须封装或用预定义约束集配置该元件。在移动面板中，可使用下列选项： 运动类型：选择运动类型。默认值是“平移”。 定向模式：重定向视图。 平移：在平面范围内移动元件。 旋转：旋转元件。 调整：调整元件的位置。 在视图平面中相对：相对于视图平面移动元件，这是系统默认的移动方式。 运动参照：选择移动元件的移动参照。 平移/旋转/调整参照：选择相应的运动类型出现对应的选项。 相对：显
4、示元件相对于移动操作前位置的当前位置。 挠性：此面板仅对于具有预定义挠性的元件是可用的。 属性：显示元件名称和元件信息。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著12.2 装配约束类型
5、零件的装配过程，实际上就是一个约束限位的过程，根据不同的零件模型及设计需要，选择合适的装配约束类型，从而完成零件模型的定位。一般要完成一个零件的完全定位，可能需要同时满足几种约束条件。Pro/ENGINEER Wildfire提供了十几种约束类型，供用户选用。要选择装配约束类型，只需在元件放置操控板的约束类型栏中，单击按钮 ，在弹出的下拉列表中选择相应的约束选项即可，如图12-3所示。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著前面已对各约束类型作了简介，为使读者透彻理解各约束类型的具体应用，现以图例方式说明如下。1匹配所谓“匹配”就是指两零件指定的平面或基准面
6、重合或平行（当偏移值不为零时两面平行，当偏移值为零时两面重合）且两平面的法线方向相反。如图12-4所示为使用“匹配”约束方式且偏移值为0的两面配合情况（选择圆台的上端面和直角模型底座的上表面，如图中箭头所示）。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著如图12-5所示为使用“匹配”约束方式且偏移值不为0时的两面配合情况。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著2对齐使两零件指定的平面、基准面、基准轴、点或边重合或共线。如图12-6所示为“对齐”方式且偏移值为0时两面配合情况。Pro/ENGINEER Wildfire 3
7、.0基础设计周四新 和青芳编著Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著3插入“插入”约束使两零件指定的旋转面共旋转中心线，具有旋转面的模型有圆柱、圆台、球等。如图12-8所示为“插入”约束方式的一个例子，在选定“插入”约束后，分别选择直角模型中孔特征的内表面和圆柱模型侧表面即可完成“插入”约束组装。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著4坐标系使零件装配的坐标系与其装配零件的坐标系对齐，从而完成装配零件的放置，如图12-9所示 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著5相切在两个进行装
8、配的零件中，各自指定一个曲面或一个为平面，另一个为曲面，使其相切。如图12-10所示，选中图中箭头指示的两个面完成相切方式的约束。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著6线上点在一个零件上指定一点，然后在另一零件上指定一条边线，使该点在这条边线上。如图12-11所示，为两次使用“线上点”约束方式的一个例子。具体操作：选择左边模型的一个角点，然后选择右边模型箭头指示的边线；选择左边模型的另一个角点，然后选择右边模型箭头指示的边线，结果两点在箭头指示的边线上。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著7曲面上的点在一个零件上
9、指定一点，然后在另一个零件上指定一个面，则指定的面和点相接触。如图12-12所示，选择直角模型上的基准点“APNTO”，然后选择圆柱模型中箭头指示的面，结果如右图所示。该选项常配合“对齐”、“匹配”等选项一起使用。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著8曲面上的边在一个零件上指定一条边，然后在另一个零件上指定一个面，则指定的边位于指定的面上。该选项常配合“对齐”、“匹配”等选项一起使用。如图12-13所示，选择直角模型中箭头指示的一条边，然后选择圆柱模型下端面，结果如右图所示。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著提
10、示： 在进行“匹配”或“对齐”操作时，对于要配合的两个零件，必须选择相同的几何特征，如平面对平面，旋转曲面对旋转曲面等。 “匹配”或“对齐”的偏移值可为正值也可为负值。若输入负值，则表示偏移方向与模型中箭头指示的方向相反。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著12.3 装配连接类型在Pro/E中，元件的放置还有一种装配方式连接装配。使用连接装配可方便用户在利用Pro/Mechanism（机构）模块时直接执行机构的运动分析与仿真，它使用上一节讲的各种约束条件来限定零件的运动方式及其自由度。图12-14所示为选择“轴承”连接时的操控面板。Pro/ENGINEE
11、R Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著使用该面板可以选择和设置零件间的连接类型。对选定的连接类型进行约束设定时的操作与上一节讲述的相应约束类型的操作相同，因此本节重点应理解各连接类型的含义，以便在进行机构模型的装配时正确选择连接类型。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著如图12-15所示，单击连接类型栏的按钮 ，弹出连接类型下拉列表，选择相应的连接类型，在放置面板左栏中相应显示该连接类型的约束规则，然后选择相应的元件参照和组件参照即可。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著 刚性：刚性连接。自由度为
12、零，零件装配处于完全约束状态。 销钉：销钉连接。自由度为1，零件可沿某一轴旋转。应满足的约束关系如图12-16所示。 轴对齐：轴对齐方式。有两个自由度：绕轴旋转和沿轴平移。 平移：以“匹配”或“对齐”方式约束装配零件的平移，使平移自由度为零。 滑动杆：滑动连接。自由度为1，零件可沿某一轴平移，应满足的约束关系如图12-17所示。 轴对齐：轴对齐方式，有两个自由度：绕轴旋转和沿轴平移。 旋转：以“匹配”或“对齐”方式约束装配零件的平移，使旋转自由度为零。 图12-16 图12-17Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著 圆柱：缸连接。自由度为2，零件可沿某一
13、轴平移或旋转。该类型只需满足“轴对齐”约束关系即可，如图12-18所示。 平面：平面连接。自由度为2，零件可在某一平面内自由移动，也可绕该平面的法线方向旋转。该类型需满足“平面”约束关系，如图12-19所示。具体操作：分别选择两个零件的贴合面，然后输入偏移值即可。 图12-18“图12-19Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著 球：球连接。自由度为3，零件可绕某点自由旋转，但不能进行任何方向的平移。该类型需满足“点对齐”约束关系，如图12-20所示。具体操作：分别在两个零件中选择相应的点，输入偏移值即可。 焊接：焊接。自由度为零，两零件刚性连接在一起。该
14、类型需满足坐标系约束关系，如图12-21所示。具体操作：分别在两个零件中选择相应的坐标系，输入偏移值即可。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著 轴承：轴承连接。自由度为4，零件可自由旋转，并可沿某轴自由移动。该类型需满足“点对齐”约束关系，如图12-22所示。具体操作：在一个零件中选择一点，在另一个零件中选择一条边或轴线，输入偏移值即可。 常规：选取自动类型约束的任意参照以建立连接。 6DOF：该类型需满足“坐标系对齐”约束关系，如图12-23所示。 图12-22图12-23Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著 槽
15、：建立槽连接，包含一个“点对齐”约束，允许沿一条非直的轨迹旋转。该类型需满足的约束关系，如图12-24所示。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著12.4 零件装配与连接在完成各零件模型的制作之后，就可以把它们按设计要求组装在一起，成为一个部件或产品。零件装配与连接的操作步骤如下零件装配与连接的操作步骤如下： 新建一个“组件”类型的文件，进入组件模块工作界面。 单击按钮 或单击菜单【插入】【元件】【装配】命令，装载零件模型。 在元件放置操控板中，选择约束类型或连接类型，然后相应选择两个零件的装配参照使其符合约束条件。 单击新建约束，重复步骤 的操作，直到完
16、成符合要求的装配或连接定位，单击按钮 ，完成本次零件的装配或连接。 重复步骤 ，完成下一个零件的组装。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著提示： 在装配操作中，可使用按钮 、按钮 ，改变装配件与被装配件的窗口显示状况，以方便在模型中选择装配参照对象。 在某些情况下，使用移动面板中的“平移”、“旋转”等操作可辅助装配操作。Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著实例1本例完成如图12-25所示的组件模型 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著实例2本例完成如图12-33所示的组件模型。 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0基础设计周四新 和青芳编著提示： 在零件装配之前将组件模型中的某些零件隐藏，可简化装配过程中的图面，便于捕捉要进行约束的对象。 零件装配时必须合理选择第一个装配零件，一般选择整个模型中最为关键的零件。 针对不同装配要求合理选择约束类型，借助“自动”选项，系统可自动选择合适的约束类型，有利于加快装配操作。Pro/ENGINEER Wildfire
