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小型订书机三维数字化造型设计 中文摘要 本次综合实验针对小型订书机实物，建立各个零部件的三维CAD模型，并最终在CAD软件中装配为一整体，实现实物产品的数字化建模与装配。实验过程中利用Pro/ENGINEER的基本特征的创建方法，如利用拉伸、旋转、倒圆角等，还应用了曲面的基本造型方法，利用边界混合将曲线构建成自由曲面，再把曲面结合在一起来创建实体，再与扫描的曲面与拉伸的曲面合并去除材料配合完成了 订书机的上壳。再利用Pro/ENGINEER的基本特征的创建方法，如利用拉伸、旋转、倒圆角等创建出实体结构，将实体结构脱壳，得到壳状的滑槽部分。将创建好的上半部分导入到装配模式下，在装配模式下依据各零件的位置确定弹簧的形状和位置，并运用了可变剖面扫秒和扫描联用的方法创建弯曲的弹簧，保证装配精度和尺寸精度。根据测量加合适的调整后创建好各个零件，最后将各部分装配好。 关键词：，小型订书机，三维数字化造型，曲面建模，弯曲弹簧，实体建模，装配 目 录 引 言 - 3 - 1 实验目的 - 4 - 2 实验准备 - 4 - 2.1操作平台 - 4 - 2.2实体选取 - 4 - 3 实验过程 - 5 - 3.1创建滑槽 - 5 - 3.2 创建滑块 - 5 - 3.3 创建底板 - 6 - 3.4 创建底座 - 8 - 3.5 创建弹片 - 9 - 3.6 创建上壳 - 10 - 3.7 初步组装 - 14 - 3.8 创建弹簧 - 15 - 3.9 弹片尺寸修改 - 16- 3.10 最后组装 - 17- 4 总结 - 18- 5致 谢 - 18- 6参考文献 - 18- 引 言 随着计算机技术的迅猛发展，工业设计领域的三维设计软件也得到前所未有的发展，各种三维CAD/CAM软件系统应运而生，各具特色，其中PTC公司开发的Pro/ENGINEER软件表现的非常突出，其中“参数化”及“单一数据库”的设计理念是产品的设计与更改简易、灵活。Pro/ENGINEER软件系统囊括了零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、自动量测、机构仿真和应力分析等多种功能。它的出现彻底改变了传统的CAD/CAM作业方式，大大缩短了用户开发产品的时间。目前，Pro/ENGINEER已经广泛的应用于航空航天、机械和电子等各个领域。 Pro/ENGINEER Wildfire是PTC公司新近推出的突破性版本。新版本在操作环境及方式上都做了较大的改进，去掉原有的瀑布式层级菜单管理器，取而代之的是目前流行的“窗口式操作”及“以对象为中心”的操作方式，这大大减少了鼠标的点击次数。据PTC官方统计，对同一零件的操作，野火版的整体建模时间比2001版减少了23%，极大减轻了工程师的负担。 计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）是一门多学科综合应用的新技术，是一种现代设计方法。图1—1示出CAD系统的工作过程：在计算机环境下完成产品的创建、分析、修改，以达到预期设计的目标，也就是说，在产品概念设计的基础上，定义产品的几何模型（包括装配模型）；然后根据后续工作抽取模型中有关数据进行处理，例如变成有限元网格数据，进而进行工程分析及计算；根据计算结果决定是否要对设计进行修改；修改满意后，编制全部设计文档，输出工程图；将这些数据向CAPP、CAM系统传递，以实现数字化制造的全过程。 （1）以Pro/ENGINEER设计三维零件时，必须先将零件粗坯创建出来，再对此粗坯进行增加或削减材料的操作，以形成所要的三维实体造型。三维的实体可视为二维剖面在第三度空间的变化，因此创建三维实体时，必须先画出实体的二维剖面，再利用拉深、旋转、扫描、混合、课变剖面扫描等方式创建出三维实体模型。本次课程设计继续巩固几何线条的绘制方式、几何线条的编辑、几何限制条件的设定、尺寸数值的更改等。 （2）创建零件的三维几何模型时，常利用平面、轴线、曲线、点、坐标系等做为参考几何，本次课程设计主要训练Pro/ENGINEER在创建具有自由曲面的零件的流程，结合理论知识，掌握各种基本造型方法的应用。 （3）将创建好的零件装配完成，组装成完整的物体。 2 实验准备 2.1操作平台 硬件平台：微型计算机 软件平台：windows7 professional PRO/E WILDFIRE5.0 2.2实体选取 选取小型订书机一个，由于拆卸有困难故未拆卸，采用测量加目测的方法获得尺寸数据，再在装配的时候适当调整。 图2.1 小型订书机实物照片 3 实验过程 3.1创建滑槽 （1）、拉伸出滑槽的实体然后抽壳得下图形状, （2）、在上有实体上通过多