| 摘要:介绍使用该软件组件设计模块中的高级工具——切除(Cut Out) 功能设计高精度三维轨迹管道零件检具的方法，该方法具有高效和精密等特点。 |
1 引言
在设计检测三维管道轨迹路线的检具时，传统的设计方法由于空间尺寸的转换计算费时费力、精度低，易出错加上手工绘图效率低，已经不能适应科技发展的要求。Pro/Engineer软件具有单一数据库、基于特征、参数化、程序化建模等特点，从设计到制造的全过程能保证数据的完整性和一致性。对零件的修改会自动反映到组件、工程图等其它文件，对组件设计的修改也同样会自动传递到零件和工程图文件。它不仅可以应用于零件造型、模拟组件装配和模型检查等用途，而且对检具设计也非常适用。对同一系列的其它零件的检具设计，只要修改原始零件的扫描轨迹线和其它参数，系统就会自动形成一套新的检具。其它复杂异型表面的检具设计也可以移植这种设计方法。在PRO/E环境下，有多种设计检具的方法。本文主要介绍使用该软件组件设计模块中的高级工具——切除(Cut Out) 功能设计检具的方法。该方法与使用按零件创建过程反减切材料的方法相比，要更快捷和高效。它的基本原理是首先设计零件模型;其次，设计检具坯料;再之，将零件与坯料按要求组合，使用组件模块的高级工具——切除功能，以零件为参照模型，将坯料切出检具型腔;最后，再对检具完善设计。下面以设计高精度三维轨迹管道零件检具为例对其要点和方法作一介绍。
2 检具的设计方法
2.1 零件设计
对于三维轨迹管道零件，首先要应用二次投影的方法创建一条扫描轨迹曲线，而二次投影所需的二个截面图最好分二步预先创建，在二次投影曲线画截面图时只要使用边就可以了，以便于空间轨迹的设计和修改。接下来，扫描出外形体积块。如果普通的扫描方法不能构建特征，则可以使用高级功能——扫描混合的方法构建特征，跳过中间所有点，只画出起始和终点二个完全相同的截面图就可以了。在减切内部材料前将零件保存为一临时文件，该零件用于坯料型腔的切出。接着，同样使用扫描混合的方法减切管道内部孔，再完成其它的结构设计，将零件保存为一正式的文件，零件。当使用原先已经设计好的零件文件时，如果体积内部已经经过减切材料，则必须创建曲面将出口封闭，并填成实体，才可用于检具坯料的切出。2.2 检具坯料设计
坯料的设计原则是能包容临时文件零件，底板与检具体可以应用焊接的方法连接。2.3 组合和切出型腔
首先使用组件模块，将临时零件和坯料按要求组装在一起。接下来，使用组件模块的高级功能切出检具体型腔，过程如下:Component→Adv Utils→Cut Out→[选取要对其执行切出处理的坯料零件]→Done Sel→[为切出处理选取参照零件——临时零件]→Done Sel→[如果临时零件上的其它基准特征在坯料设计过程中还需要再次使用，则选择copy(复制) ，否则选择Reference (参考) 即可]→Done此时，在组件模块和零件模块中的坯料零件已经同步切出与临时零件完全一致的腔体，检具体上的腔体。2.4 完善检具设计(工艺结构细节设计)
在零件模块中还需要对检具坯料作进一步的设计。- 减切多余的材料
- 首先，使用拉伸的方法切除周边多余的材料，再减切管道尾端的斜面材料。在切除管道尾端斜面的材料时，需要创建一个临时草绘基准平面，再使用减切材料的方法切除多余材料，裁减后的检具体 。
- 为了找到检具体的分型面，必须首先创建侧面影像，要创建侧面影像需要创建一个投影用的曲面。
- Create→Surface→Copy|Done
- →[选择Surf & Bnd (曲面与边界) 选项，用查询选取的方法选取管道任一内部表面]
- →[分别查询选取管道的两个端面作为边界面，此时，管道内部除两端外的所有表面被选中]→Done Sel→Done→done→Ok ，曲面创建完成。
- 求侧面影像
- Create→Surface→Trim→Silhouette (侧面影像) |Done
- →[选择上一步创建的曲面]
- →[选取投影轮廓裁减的投影方向:选择A面]
- →指向要保留的区域，本例选择保留下侧曲面，确定后即完成侧面影像的创建 。
- 检具体顶部与侧面影像边线的距离，一般需要1～2mm左右，需要使用变截面扫描的方法创建切割曲面。
- Create→Surface→New→Advanced| Done
- →Var Sec Swp| Done
- →NrmToOriginTraj| Done
- →selec Traj→Bndry Chain→[选择原始扫描轨迹线:选择曲面上的边线1，并按图指定起始点]→Done
- →No Join| Done
- →→selec Traj→Bndry Chain
- →[选择X向量轨迹线:选择曲面上的边线2]→Done
- →No Join| Done→Done
- →open ends| Done
- 绘制截面，其中尺寸1.5即为所需的顶部距离，并随带倒角一起创建，加直线段a的目的是为了一次创建完整的减切曲面，注意一部分线段的端点必须分别约束在二条扫描线的起始点上，完成后的曲面 。
- 使用曲面面组减切上部材料
- Create→Cut→Use Quilt| Solid| Done
- →[选择上一步创建的曲面，并按要求指定减切方向]→Ok
- 将曲面和曲线等其它特征放入层中，并遮蔽，结果 。
- 最后的工艺结构设计
- 管道零件不适宜全程检测，只能选取关键段检测，将不需要检测区段的材料去除，再对检具进行必要的工艺结构设计，最后完工的检具 。
3 结语
利用组件的切出功能设计检具的方法，它是直接以零件为被切除材料的参照模型，无需人为干预，具有高精度、高效等特点。实际上，该方法不仅适用于设计空间管道轨迹检具，而且，还适用于设计异型曲面(如壳类零件、钣金类零件) 的形状检具，也可用于工装设计，它是一种通用的三维可视化设计方法。
