Введение

Pro/ENGINEER – это САПР, используемая для создания моделей на компьютере в
трехмерном пространстве. Так как используется трехмерное пространство, модели
полностью отражают реальные детали, по которым они построены. Модели часто
называют виртуальными деталями, так как на стадии проектирования они существуют
только в памяти компьютера. Большинство моделей, сделанных в Pro/ENGINEER,
называют твердотельными моделями. Этот термин подразумевает, что компьютер
полностью понимает «твердость» детали, т.е. компьютер знает, где находится материал, а
где пустое пространство. В процессе твердотельного моделирования САПР использует
команды, которые отображают технологию обработки, типа выдавливания или вырезания
для создания законченной формы.

Pro/ENGINEER полностью параметрическая САПР. Это значит, что при
конструировании и моделировании детали назначаются размеры, которые определяют
деталь. Если, позже, понадобится доработать деталь, эти размеры могут быть легко
изменены и деталь будет модифицирована во всех местах, где она используется. Это
особенно полезно при работе со сборками, так как, в случае модификации какой нибудь
детали, перестраивается вся сборка. Конструктор может также накладывать зависимости
между деталями. Например, при возможном увеличении или уменьшении диаметра
поршня двигателя соответствующий блок цилиндров может автоматически изменяться
отслеживая геометрию поршня.

Урок

В любой САПР сложные модели строятся путем комбинирования более простых
форм. В Pro/ENGINEER такие простые формы называются элементами (features,
фичерсами), которые образуют деталь. Используя Рис. 1 в качестве примера можно
наглядно продемонстрировать, что указанная деталь состоит из следующих четырех
элементов:

1. Добавление материала в виде параллелепипеда.

2. Удаление части материала в виде паза.

3. Удаление материала в виде одного большого центрального отверстия.

4. Удаление материала в виде четырех небольших отверстий.

Рисунок 1: Структура модели

настоящем учебном пособии мы изучим основные методики моделирования,
включая создание деталей, эскизирование и сохранение информации. Перед началом
работы необходимо загрузить Pro/ENGINEER.

Рисунок 2: Интерфейс Pro/ENGINEER

После запуска Pro/ENGINEER на экране появляется графическое окно, показанное
на Рис.2. Это окно содержит стандартные выпадающие меню и пиктограммы. После
начала работы справа от окна появляется окно Menu Manager (Менеджера меню),
которое содержит множество дополнительных меню. По мере перемещения курсора по
этим меню в нижней части окна появляется описание каждого пункта меню. Команда,
выбранная по умолчанию, подсвечивается. Некоторые команды являются недоступными и
окрашены в серый цвет. Если не указано иначе, в тексте учебного пособия будут
использоваться команды из Menu Manager. Некоторые команды можно выполнять
различными способами (например, через выпадающие меню).

В Pro/ENGINEER можно создавать самые разнообразные типы элементов. В этом
пособии мы создадим одиночный объект, называемый деталью. Деталь можно
представить в виде некоторого материала, которому можно придать различную форму.

Для создания новой детали выберите опцию NEW в выпадающем меню FILE, или

используйте пиктограмму . Появляется диалоговое окно New, запрашивающее тип
создаваемого объекта. В зоне Type укажите Part и введите имя создаваемой детали
BLOCK. Нажмите.

Если все было сделано правильно, в заголовке графического окна появится название
создаваемой детали BLOCK, а в левой части окна появится дерево модели.
Pro/ENGINEER готов к созданию модели.

Деталь будет построена с использованием нескольких элементов. Первым элементом
является параллелепипед, созданный при помощи прямоугольного эскиза. Для создания
параллелепипеда выполните следующую последовательность команд:

FEATURE => CREATE => SOLID => PROTRUSION => EXTRUDE | SOLID | DONE

PROTRUSION означает «добавить материал». Так как модель еще не существует,
мы должны начать с операции добавления материала. EXTRUDE означает, что будет
создан эскиз, представляющий поперечное сечение формы и получено твердое тело путем
выдавливания (extrusion) эскиза вдоль прямой.

Появляется диалоговое окно PROTRUSION: EXTRUDE, которое содержит
атрибуты создаваемого элемента. Для успешного завершения операции все эти атрибуты
предстоит определить.

В Menu Manager выберите ONE SIDE | DONE и укажите плоскость, в которой
будет находится эскиз сечения, например Top. В графическом окне появится красная
стрелка, указывающая направление «выдавливания» эскиза. Если стрелка указывает в

требуемом направлении, выберите OKAY. Иначе, выберите FLIP и OKAY. Для первого
элементы мы выберем опции по умолчанию, а подробно каждую опцию разберем при
создании следующего элемента.

Итак: SKET VIEW => DEFAULT

Появляющееся диалоговое окно References можно закрыть. Нажмите
Фон графического окна изменился на черный и в правой части появились
дополнительные пиктограммы - инструменты эскиза. Это означает, что Pro/ENGINEER
находится в режиме эскизирования. Режим эскизирования один из наиболее важных
этапов моделирования, в котором создается и образмеривается двухмерная геометрия.

Сначала, изучим новые пиктограммы в правой части окна. Эти пиктограммы с кратким
описанием показаны на Рис.3. Полный перечень команд эскизирования доступен в
выпадающем меню Sketch. Это меню отображается только в режиме эскизирования.

Рисунок 3: Меню Эскиза

Выберите пиктограмму создания прямоугольникаи укажите в графическом

окне две точки, означающие диагонально противоположные углы прямоугольника.
Содержимое окна будет похоже на Рис.4, но значения размеров могут отличаться.

Рисунок 4: Эскиз Прямоугольника

Полученный рисунок определяет ФОРМУ детали. Для полного определения
элемента Pro/ENGINEER автоматически добавляет недостающие размеры, которые
определяют РАЗМЕР детали. Также, добавляются зависимости. Они обозначаются
маленькими текстовыми символами возле каждой линии. V означает вертикальность, а H
означает горизонтальность.

Для того, чтобы задать требуемые размеры прямоугольника выберите пиктограмму

, дважды щелкните по каждому размеру и введите необходимые значения. Длина
прямоугольника должна быть 100, а высота 50. Измененные размеры окрашиваются в
желтый цвет. При этом форма прямоугольника соответственно изменяется. Для

завершения работы в эскизе нажмите, затем BLIND | DONE, введите 25 в качестве
высоты выдавливания и нажмите ENTER. Теперь, когда все атрибуты элемента
определены, нажмитев диалоговом окне PROTRUSION: EXTRUDE. В графическом
окне появляется параллелепипед. Для просмотра модели целиком выберите в
выпадающем меню VIE W | DEFAULT ORIENTATION и требуемую пиктограмму

отображения.

Рисунок 5: Первая Трехмерная Модель

Второй элемент создадим путем вырезания большого центрального отверстия в
середине параллелепипеда. На этом этапе нам понадобится не только определить
ФОРМУ и задать РАЗМЕРЫ элемента, но также указать положение этого элемента
относительно предыдущего.

Переключитесь в режим условного отображения скрытых линий. В меню
FEATURE выберите CREATE => SOLID => CUT => EXTRUDE | SOLID | DONE.

Так как этот элемент требует указания дополнительной информации по местоположению,
то рассмотрим атрибуты этого элемента более подробно. Сначала выберите ONE SIDE |
DONE и укажите переднюю (большую) поверхность параллелепипеда. Красная стрелка,
обозначающая направление выреза, должна указывать внутрь параллелепипеда. Выберите

OKAY

Появляется меню, показанное на Рис.6. Эта серия меню является для начинающих
пользователей наиболее трудной для понимания. Рассмотрим их подробнее.

Рисунок 6. Меню SKET VIEW

Указанную поверхность можно представить листом бумаги, на котором будет
нарисован эскиз. Теперь, Pro/ENGINEER запрашивает информацию о том, как выровнять
этот «лист» эскиза на экране. Это делается путем выбора направления (TOP, LEFT,
RIGHT, BOTTOM) и указания второй поверхности параллелепипеда. «Лист» эскиза будет
ориентироваться таким образом, чтобы вторая выбранная поверхность поворачивалась в
указанном направлении.

Поясним сказанное на примере. Если выбрано TOP и указана верхняя часть
параллелепипеда, то эскиз будет сориентирован аналогично Рис.7а. При выборе RIGHT
результат будет аналогичен Рис.7b.

Рисунок 7: Различные Ориентации Листа Эскиза

Не расстраивайтесь, если не всегда поначалу будет получаться ориентировать
эскиз требуемым образом. В последней версии Pro/ENGINEER на этот случай
предусмотрена новая опция, называемая DEFAULT – при ее выборе Pro/ENGINEER
самостоятельно выбирает ориентацию. Выберите ее сейчас.

Далее, появляется диалоговое окно References, которое позволяет выбирать
существующую геометрию для привязки к ним вспомогательных осевых линий эскиза. По
умолчанию Pro/ENGINEER предлагает две осевые линии – одну вертикальную и одну
горизонтальную. К ним, затем, привязываются размеры всей создаваемой эскизной

геометрии. Pro/ENGINEER самостоятельно определяет две подходящие вспомогательные
осевые линии, отображает их пунктирными желтыми линиями и показывает в диалоговом
окне References. В нашем случае расположение осевых линий непринципиально и
диалоговое окно References можно закрыть. Нажмите.

Сейчас начертим собственно эскиз. Выберите пиктограммуи укажите точку

приблизительно в центре прямоугольника. Немного протащите мышь и увидите
окружность. Щелкните мышью второй раз для указания радиуса. ФОРМА будущего
отверстия определена. Pro/ENGINEER автоматически добавляет все необходимые
размеры; вертикальный и горизонтальные размеры определяют положение окружности, а
диаметральный определяет размер отверстия. Если положение размеров не соответствует

следующему рисунку, то выберите пиктограмму, щелкните по размерному тексту и
перетащите его в требуемое положение.

Рисунок 8: Образмеренная Окружность

Можно видеть, что размеры окрашены в серый цвет. Это признак т.н. «слабых»
размеров («weak» dimensions). Они автоматически удаляются в случае дублирования
основных размеров. Проиллюстрируем это на следующем примере. Поставим
вертикальный размер для окружности не от нижней, а от верхней кромки. Используйте

пиктограмму. Щелкните левой кнопкой мыши по точке центра окружности и по
верхней кромке прямоугольника. Затем, щелкните средней кнопкой мыши за пределами
прямоугольника. Первый вертикальный размер становится лишним и автоматически
удаляется.

Далее, выберите пиктограмму , дважды щелкните по каждому размеру и
введите требуемые значения размеров: диаметр 20, расстояние от левой кромки 50 и

расстояние от нижней кромки 25. Для завершения работы в эскизе выберите.

Появляется красная стрелка, которая показывает к центру окружности. Она
обозначает сторону удаления материала. Если стрелка указывает наружу выберите FLIP и
OKAY. Теперь Pro/ENGINEER запрашивает параметры глубины выреза. Здесь необходимо
выбирать опции, отвечающие конструктивному назначению элемента. В нашем случае
отверстие должно быть сквозным, поэтому выберите опцию THRU ALL (сквозь все) |
DONE. Можно было выбрать BLIND (глухое) и указать глубину 25. На первый взгляд,
результат будет тем же. Однако, если толщина параллелепипеда впоследствии будет
увеличиваться, то отверстие с фиксированной глубиной превратиться из сквозного в
глухое. Это не отвечает требованиям конструкции. В процессе проектирования в

Pro/ENGINEER всегда выбирайте опции, отвечающие требованиям конструкции. Это
называется «следовать назначению конструкции».

Для завершения операции выреза отверстия щелкните пов диалоговом окне

CUT:EXTRUDE. Для просмотра модели целиком выберите в выпадающем меню VIEW |

DEFAULT ORIENTATION и требуемую пиктограмму отображения.

Рисунок 9: Первый Элемент Выреза

Сейчас создадим второй элемент выреза в виде паза. Эта процедура похожа на
предыдущую. Выполните следующее

CREATE => SOLID => CUT => EXTRUDE | SOLID | DONE

ONE SIDE | DONE

Выберите правую торцевую грань блока, затем, OKAY и выберите ориентацию
DEFAULT. Примите выбранные вспомогательные осевые линии и щелкните по

Теперь нарисуем четыре прямых линии, представляющие паз. Для этой цели
можно было использовать прямоугольник, но мы изучим новый инструмент. Выберите

пиктограмму, укажите пять точек в соответствии с Рис.8 и нажмите среднюю кнопку
мыши для завершения работы с инструментом. По завершении создания линий может
появиться запрос «Should the highlighted entities be aligned (Следует ли совместить
подсвеченные элементы)». Это происходит потому, что в процессе эскизирования точка 1
и 5 не совпали с кромкой прямоугольника и Pro/ENGINEER предлагает их совместить.
Следует ответить Обратите внимание, что если линии приблизительно

горизонтальные или вертикальные, то на них автоматически накладываются зависимости
вертикальности и горизонтальности. Установите размеры в соответствии с Рис.10.

Рисунок 10: Эскиз Паза

Для завершения работы в эскизе выберите . Появляется красная стрелка,

обозначающая направление удаления материала. Сориентируйте ее внутрь
параллелепипеда и нажмите OKAY. Выберите BLIND | DONE, введите 75 в качестве
глубины выреза и нажмитев диалоговом окне CUT: EXTRUDE. Для просмотра

модели целиком выберите в выпадающем меню VIEW | DEFAULT ORIENTATION и

требуемую пиктограмму отображения.

На этом этапе можно сохранить выполненную работу. Выберите FILE | SAVE в
выпадающем меню. Pro/ENGINEER запросит имя сохраняемой детали. Просто нажмите
Enter. Свою работу можно сохранять в любой момент. Если не выполнять промежуточных
сохранений, то можно потерять свою работу в случае сбоя системы.

Также, можно вывести свою модель на печать. Для этого необходимо выбрать
FILE | PRINT в выпадающем меню.

Продолжите процесс моделирования и создадите четыре отверстия в верхней части
параллелепипеда. В Menu Manager можно видеть элемент, называемый HOLE, но это
лишь автоматизированная форма элемента CUT. Отверстия должны быть глухими,
глубиной 20 и расположением, соответствующим Рис.11. Сделайте все четыре отверстия в
одном элементе.

Рисунок 11: Схема Размещения Отверстий

По завершении работы с деталью сохраните модель.

Рисунок 12: Окончательно Сформированная Деталь

Упражнение 1

Используя навыки полученные при моделировании детали BODY создайте модель,
показанную на Рис.13. Выберите в выпадающем меню FILE | NEW. Укажите имя.
Выдавите материал в форме заглавной буквы Е. Добавьте отверстия на торцах консолей.
Обратите внимание на то, что в одном сеансе Pro/ENGINEER можно работать
одновременно с несколькими моделями. Переключение между деталями осуществляется в
нижней части выпадающего меню WINDOW.

По завершении работы не забудьте сохранить созданные модели. Для завершения
сеанса Pro/ENGINEER используйте FILE | EXIT.

Рисунок 13: Буква Е

Упражнение 2

На Рис.14 приведены несколько моделей для самостоятельной работы. Размеры и
расположение элементов непринципиально. Важно добиться требуемой формы.
Выполните каждую модель в отдельном файле.

Рисунок 14: Модели для Самостоятельной Проработки