基于PRO/E的标准19″插箱的设计

童 波

(四川九洲空管科技有限责任公司 空管研究所，四川 绵阳 621000)

目前，结构设计采用的方法有自顶向下的设计方法和自下向上的设计方法。自顶向下的设计方法是当前流行的设计方法，该方法从产品的总体轮廓开始，逐步过渡到零件设计，即先有产品的整体轮廓结构规划，然后再进行结构零件的设计，这样可以提高产品的开发进度，减少产品结构方案的反复修正，真正实现产品设计的快速高效。本文以美国PTC公司的三维设计软件PRO/E［1］为平台，采用其自顶向下的设计思想，提出了对标准19″机柜用插箱［2］的一种新的设计方法，通过对该设计方法流程的详细介绍，熟知自顶向下设计思想的精要，并为产品设计打开思路。

1 设计流程

19″机柜所用的插箱是一种典型的结构形式，其高度系列为1U、2U、……、13U(1U=44.45 mm)，如果采用自下向上的设计方法，当产品的高度需从1U增高到2U时，那么整个设计需要重新开始。但是，当采用自顶向下的设计方法时，只需更改一下骨架模型尺寸就可以了。插箱自顶向下的设计方法的实现步骤［3-6］为:1)创建一个装配体;2)在装配体中创建骨架模型;3)创建发布几何;4)创建零件模型;5)插箱3D模型图;6)生成二维图。

下面以Pro/ENGINEER Wildfire 2.0(以下简称PRO/E)为平台，介绍整个设计流程。

图1 新建文件窗口

1.1 创建装配体

启动PRO/E，点击“新建”按钮，在弹出窗口(如图1所示)中选择“类型”为“组件”，并填写装配体名称，“确定”后出现图2所示的模型树窗口。

2.2 创建骨架模型

创建骨架名后选中建立的骨架名，按鼠标右键激活骨架，创建骨架模型，如图6所示。这里需要注意的是骨架模型的所有组成要素只能是点、线、曲面、轴。

图2 模型树窗口

图3 元件创建窗口

图4 创建选项窗口

图5 模型树窗口

图6 骨架模型

2.3 创建发布几何

骨架模型创建后，接下来创建发布几何，步骤为:菜单栏选择“插入”“共享数据”“发布几何”，弹出图7所示窗口。底座、盖分别定义Name、Surface Refs选项，面板分别定义Nane、Curve Refs选项后，结果如图8所示。

2.4 创建零件模型

图7 出版几何窗口

图8 模型树窗口

图9 元件放置窗口

图10 外部复制几何窗口

图11 模型树窗口

打开零件PRT0001，结果如图12所示。点击复制的几何，点击按钮，加厚该复制几何后，如图13所示。菜单栏选择“应用程序”“钣金件”“壳”，选择各内壁(亮显)，确定，输入壁厚，形成第一壁(如图14所示)。这样，底座零件的设计就完成了。再重复以上步骤，定义零件盖、面板，完成整个插箱的设计。

图12 零件复制几何模型

图13 零件加厚模型

图14 零件抽壳后模型

2.5 插箱3D模型图

插箱设计完成后，其3D模型图如图15、图16所示。底座零件的3D模型图如图17所示。

图15 插箱3D模型前视图

图16 插箱3D模型后视图

图17 底座零件的3D模型图

2.6 生成二维图

面板、底座零件的二维图如图18、图19所示。

图18 面板二维图示意图

图19 底座二维图示意图

3 结语

本文阐述的标准19″插箱的自顶向下的设计方法，通过在产品结构设计中的实际应用，获得了非常好的工程价值，尤其在变型产品的结构设计中，被证明是高效快速的设计方法，掌握了该方法，可以快速生成各种变型产品。以上例子是高度为3U的插箱，如果需要一种4U的插箱，可以直接变更骨架模型高度尺寸即可，其他部分(包括二维图)会自动跟着变更。这样，设计的效率就大大提高了。另外，掌握了PRO/E的自顶向下的设计思想，不仅可以用于标准19″插箱的结构设计中，其在其他产品的工程设计中被证明也是成功的。

［1］宁涛，余强.PRO/E机械设计基础教程［M］.北京:清华大学出版，2006.

［2］机械电子工业部电子标准化研究所.GJB 2825-1997军用雷达机柜、插箱、插件模块化要求［S］.［出版者不详］，1997.

［3］林清安.PRO/ENGINEER 2001钣金设计［M］.北京:清华大学出版社，2003.

［4］王健石.电子机械工程设计手册［M］.北京:中国标准出版社，2006.

［5］邱成悌，赵惇殳，蒋全兴.电子设备结构设计原理［M］.南京:东南大学出版社，2005.

［6］江留宝，罗康，崔国光，等.液压无级变速器中转向阀操作凸轮的廓线设计［J］.西华大学学报:自然科学版，2011(5):61-64.