Pro/E軟件在機(jī)械專業(yè)中的應(yīng)用

鄭秀云

摘要：為了滿足創(chuàng)新型機(jī)械應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需要，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，將Pro/E軟件應(yīng)用到傳統(tǒng)機(jī)械專業(yè)課堂教學(xué)中。使學(xué)生學(xué)習(xí)過程中理論知識(shí)得到鞏固、動(dòng)手能力得到培養(yǎng)、創(chuàng)新思維得到訓(xùn)練，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力。

關(guān)鍵詞：Pro/E;機(jī)械;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2020）05-0042-01

0引言

3D建模技術(shù)課程是針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)方向開設(shè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，是隨著計(jì)算機(jī)發(fā)展起來的一門高新技術(shù)，是數(shù)字化、信息化、制造技術(shù)的基礎(chǔ)。課程的核心內(nèi)容是使學(xué)生能夠依托3D建模這種數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)，了解機(jī)械設(shè)計(jì)中機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)原理，掌握對(duì)產(chǎn)品的造型、工藝設(shè)計(jì)、制造加工等一系列的流程和方法，拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面，最終達(dá)到解決工程實(shí)際問題的能力。

3D是“3 Dimensions”的縮寫，中文指的是三維、立體的，非平面的意思。3D建模的概念是指借助于計(jì)算機(jī)通過一種3D軟件，構(gòu)建出具有三維數(shù)據(jù)的虛擬樣機(jī)模型，這個(gè)過程包括利用計(jì)算機(jī)軟件完成產(chǎn)品的單個(gè)零件建模、零件裝配成組件、機(jī)構(gòu)仿真。

1ProlE建模軟件的特點(diǎn)

常用的3D軟件有Pro/E、UG、solidworks、Autocad、Ansys等等。根據(jù)不同專業(yè)情況，所學(xué)的軟件有區(qū)別，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)主要是學(xué)習(xí)Pro/E軟件。所以主要針XCPro/E軟件在機(jī)械類學(xué)科中的應(yīng)用作介紹。

Pro/E是美國(guó)PTC公司開發(fā)的一款三維軟件，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)三維設(shè)計(jì)軟件的主流產(chǎn)品。其應(yīng)用領(lǐng)域設(shè)計(jì)機(jī)械、汽車、建筑和紡織等眾多行業(yè)。該軟件對(duì)加速工程和產(chǎn)品的開發(fā)、縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力與創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。Pro/E最新版本性能主要有以下幾點(diǎn)。

1.1速度更快、更加直觀的3D設(shè)計(jì)

Pro/E軟件的最新版本的用戶界面更加直觀，可以更方便的調(diào)用命令和編輯模塊;通過參數(shù)化編輯修改功能，可以隨時(shí)修改;無中斷設(shè)計(jì)功能可以更快捷、更輕松地處理設(shè)計(jì)變更，有效縮短了生產(chǎn)加工的周期。

1.2增強(qiáng)后的圖形真實(shí)感

圖形的渲染功能進(jìn)一步增強(qiáng)，增加了反射、陰影、透視圖等?？梢哉{(diào)整在最佳光線條件下創(chuàng)建出逼真的環(huán)境，展示圖片和動(dòng)畫。

1.3更為強(qiáng)大的仿真功能

機(jī)器的仿真比以往更為輕松陜捷?，F(xiàn)在用戶可創(chuàng)建各種函數(shù)形式的電機(jī)，設(shè)置運(yùn)動(dòng)環(huán)境并考慮構(gòu)建的柔性因素，快速創(chuàng)建機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)與動(dòng)態(tài)耦合中3D接觸模型和更多的高端分析功能。

1.4更好的互操性

借助數(shù)據(jù)的交換功能，通過轉(zhuǎn)換成中間格式，不同軟件之間也可以共享數(shù)據(jù)。

2Pro/E建模技術(shù)在機(jī)械專業(yè)中的應(yīng)用

2.1 Pro/E建模技術(shù)在機(jī)械原理課程中的應(yīng)用

機(jī)械原理是機(jī)械專業(yè)中一門很重要的專業(yè)課程，主要以機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、力分析等等，這些理論分析比較抽象，公式也很多，使學(xué)生聽起來覺得枯燥乏味，導(dǎo)致教學(xué)效果不好。如果我們?cè)跈C(jī)構(gòu)分析過程中，借用3D建模軟件將機(jī)構(gòu)以立體圖做出來，模擬機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，以動(dòng)畫形式展示，這樣使教學(xué)過程變得更生動(dòng)，教學(xué)效果也會(huì)更好。如圖l所示的四連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，四連桿機(jī)構(gòu)分為雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)，在機(jī)械原理課程中講述四桿機(jī)構(gòu)中有曲柄必須滿足兩個(gè)條件：滿足桿長(zhǎng)之和條件、最短桿或者最短桿的鄰桿為機(jī)架，這樣講述學(xué)生昕起來很枯燥無味。但是如果我們把四桿機(jī)構(gòu)的不同桿長(zhǎng)的桿件都通過PRO/E軟件畫出來，裝配在一起，最后添加電動(dòng)機(jī)，讓四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真，并錄成動(dòng)畫，如圖2N示，藍(lán)色線條代表了桿的運(yùn)動(dòng)軌跡，綠色桿的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓，紅色桿的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧，這樣很容易判斷這個(gè)尺寸的四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，這樣不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生可以更加直觀地理解機(jī)械原理課程所教授的理論知識(shí)，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

2.2 Pro/E建模技術(shù)在技能大賽中的應(yīng)用

3D建模技術(shù)課程的核心內(nèi)容是使學(xué)生能夠依托3D這種數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)掌握對(duì)產(chǎn)品的造型、工藝設(shè)計(jì)、制造加工等一系列的流程和方法，拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面，解決工程實(shí)際問題的能力。全國(guó)技能大賽提供了一個(gè)很好的檢測(cè)學(xué)生專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備和創(chuàng)新能力的一平臺(tái)。根據(jù)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生特點(diǎn)，利用技能大賽橋梁的作用，結(jié)合“以賽促學(xué)，以賽促教，以賽促改”的理念，使學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的理論知識(shí)得到鞏固、動(dòng)手能力得到培養(yǎng)、創(chuàng)新思維得到訓(xùn)練，讓學(xué)生能力和素質(zhì)都得到本質(zhì)提升。由此可見，3D建模技術(shù)成為機(jī)械專業(yè)學(xué)生必須掌握的一個(gè)重要工具，在學(xué)生參加全國(guó)技能大賽中，顯得尤為重要。

2.3Pro/E建模技術(shù)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年中總緒性的獨(dú)立作業(yè)，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論、知識(shí)和技能解決實(shí)際問題的能力。掌握了3D建模技術(shù)，學(xué)生可以針對(duì)某一課題，綜合運(yùn)用本專業(yè)有關(guān)理論和技術(shù)，加上創(chuàng)新，作出解決實(shí)際問題的能力。如圖3所示，是一畢業(yè)生設(shè)計(jì)單車存儲(chǔ)系統(tǒng)三維模型圖。結(jié)合當(dāng)前自行車以及共享單車保有量的快速增加，其場(chǎng)地相對(duì)缺乏和管理措施不完善導(dǎo)致的停放問題愈加明顯這一現(xiàn)象，該生針對(duì)這一現(xiàn)狀，通過收集了解市面上各種類型單車的尺寸，并參考國(guó)外類似系統(tǒng)，結(jié)合集合機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)等多種現(xiàn)代科學(xué)方法，設(shè)計(jì)此款新型單車存取系統(tǒng)。這是一個(gè)利用3D建模技術(shù)完成的很有創(chuàng)意很有實(shí)用價(jià)值的畢業(yè)設(shè)計(jì)作品。

3結(jié)論

本文通過探索Pro/E建模技術(shù)在機(jī)械專業(yè)中的應(yīng)用，將抽象的理論知識(shí)轉(zhuǎn)換成生動(dòng)的動(dòng)畫模式，這樣可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。同時(shí)為了滿足創(chuàng)新型機(jī)械應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要，將Pm/E建模技術(shù)應(yīng)用于技能大賽和畢業(yè)設(shè)計(jì)中，有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，提高學(xué)生解決機(jī)械領(lǐng)域?qū)嶋H技術(shù)問題的能力，也對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有積極的促進(jìn)作用。