Creo Elements/Pro5.0在遥控器外壳设计中的应用

陈锦伦

（赫兹曼电力有限公司，广东 佛山 528300）

0 引言

随着制造技术、信息技术的迅猛发展，家电产品更新换代快，产品设计制造周期短，行业面临着日益激烈的竞争。如何高效、低成本地完成产品设计，并缩短产品开发周期，成为企业能在激烈的市场竞争中取胜的关键。

Pro/ENGINE是美国PTC公司出品的一款在业界享有极高声誉的全方位产品设计软件，它广泛应用于汽车、航天航空、电子、模具、玩具、工业设计和机械制造等行业。是一款集CAD/CAM/CAE功能体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，是现今最成功的CAD/CAM/CAE软件之一。Creo Elements/Pro5.0是Pro/ENGINE的升级版，功能得到进一步的优化，将此平台应用于家电产品的设计，将大大提高产品开发的工作效率，缩短产品开发周期。

1 Creo Elements/Pro5.0的特点与优势

经过不断的创新和改进，Pro/ENGINE现在已经成为三维设计软件领域的领头羊之一，尤其发展到Creo Elements/Pro5.0，其设计效率得到进一步的提高，具体特点与优势如下：

1.1 参数化设计和特征功能

Creo Elements/Pro5.0是采用基于特征的实体模型化、参数化设计的系统，用户采用软件中基于特征的具有智能特性的功能去生成三维模型结构，如腔、孔、壳、倒角圆角和筋等，可以随意根据形体结构勾画草图，轻松变更模型结构，使设计变得简便和灵活。

1.2 单一数据库

Creo Elements/Pro5.0是建立在统一基层上的强大数据库上。所谓单一数据库，就是设计中的资料全部来自唯一一个数据库，让若干各部门的若干个独立用户在为同一件产品而工作。这种独特的数据结构处理方式，与工程设计的完整的结合，使得件产品的设计每个环节结合起来，优化了产品设计，成品质量更高，产品能更好、更快地推向市场，成本也更低。

1.3 全关联性

Creo Elements/Pro5.0的所有模块都是全关联的。这就意味着在设计中某处进行的修改，能够扩展到整个产品设计流程的其他环节中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、工程图纸、仿真数据、制造数据。

1.4 基于特征的三维造型

Creo Elements/Pro5.0使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素，这些特征是常见的机械结构（常见设计特征如：螺孔、圆角、倒角），并且可以按预先设置轻松的进行修改。

2 Creo Elements/Pro5.0在遥控器外壳零件三维模型设计中的应用

基于CAD技术的零件三维模型建立，其原理是把要建立的几何形状增加到模型中，或按一定的几何形状将不需要的部分去除，最终得到需要的三维模型。我们把这两种方法叫做堆叠法和去除法，在整个三维建模过程中，这两种方法是交替使用的。

在Creo Elements/Pro5.0中需要增加或去除的几何形状也就是软件要创建的特征对象，软件所采用的基于基于特征约束、尺寸驱动的参数化机械零件产品特征建模技术，只需要修改特征对象的约束尺寸，即可创建出结构形状与真实产品相似的模型，产品外观轮廓形状自由随意，尽情表达设计者的意图。以下以遥控器外壳零件三维模型设计为例，简述Creo Elements/Pro5.0三维特征建模的基本流程。

图1

2.1 遥控器外壳三维建模分析

要高效使用Creo Elements/Pro5.0完成产品的三维实体造型，事先对产品进行详尽的特征分析是其重要的步骤。

第一步，根据零件的结构特点分析构成零件的结构特征的种类，选择适当的基础结构特征和附加结构特征。遥控器外壳整体外形（如图1所示）为曲面，故选择曲面特征为基础结构特征，以整体曲面造型构建基础形体，再进行实体抽壳和外观剪切。

第二步，分析结构特征之间的相关性，合理安排建立架构特征的先后顺序。先创建基础特征生成实体模型，再用曲面切割并转化为实体模型，然后对实体模型进行抽壳，最后用去出材料的方式剪切出遥控器显示屏孔和按键孔，并以增加材料的方式在遥控器腔内建立加强筋、螺钉柱等结构特征。

2.2 遥控器外壳三维建模流程

2.2.1 使用拉伸、曲面、实体化等特征创建工具构建遥控器外壳外形

创建主体模型：使用拉伸命令，进入草绘界面并按遥控器前后左右等周边尺寸绘制外形，根据遥控器高度指定拉伸的深度，完成遥控器外壳模型主体。（如图2-A1所示）

创建上表面外形：使用【插入/扫描/曲面】工具进行左（右）侧外形表面的创建，使用【镜像】工具增加对侧即右（左）侧外形表面，完成左右外形表面的建模；用同样的方法创建前面外形表面。（如图2-A2所示）

曲面切割主体：选择上步建立的左侧外形曲面模型，使用【实体化】工具利用曲面剪切主体模型，完成主体模型左侧外形；用同样的方法剪切主体模型的左侧和前面，完成主体上表面外形。（如图2-A3所示）

创建外表面的圆角特征：使用【倒圆角】工具，对上步完成的主体模型左侧、右侧、后面、顶面等多处棱边进行圆角修饰。（如图2-A4所示）

2.2.2 对创建的外形实体特征进行抽壳造型

上述融合步骤已经将曲面模型、实体模型融合创建为实体模型,使用【壳】工具对实体模型进行抽壳，使实体模型成为厚度均匀的壳体，完成壳体的造型。（如图2-B所示）

2.2.3 拉伸等特征剪切、添加创建按键孔、显示屏孔、加强筋及螺钉柱等结构

以【拉伸】工具创建按键孔、显示屏孔，选择【移出材料】选项,完成按键孔、显示屏孔特征的剪切（如图2-C1所示）；以【拉伸】工具结合【轨迹筋】工具，完成加强筋及螺钉柱等结构的创建 （如图2-C2所示）；最终完成遥控器外壳模型的造型设计。

图2

2.3 产品三维模型的结构分析及设计优化

就家电产品而言，除了考虑外观上的要求，还需要对它的结构特性做进一步的分析，以优化结构、适应生产的要求。使用【分析】菜单中需要进行分析的内容进行分析，根据分析的数据针对遥控器外壳模型的缺陷作优化设计，通过控制壳体各部分的厚度、各结构的厚度及位置等内容，实现模型的结构优化。结构分析具体步骤为：（1）选取最优化参数的具体数据；（2）设置具体的优化参数；（3）设置可控制的尺寸参数；（4）通过软件叠加运算，获取优化结果；（5）根据结果及需要进行优化设计更改；（6）再次运算，达到设计意图后得出最终结果。

2.4 获取产品零件工作图

在Creo Elements/Pro5.0软件中,通过参照建立的三维模型就可以自动生成二维工程图。 打开软件的工程图模块,可根据需要选择创建一般视图、剖视图等,用以表达所建三维模型。使用【注释】工具选项中的【显示模型注释】工具，程序可以选择的视图上自动标注尺寸,并可方便地进行编辑和修改。

3 结束语

Creo Elements/Pro5.0参数化、基于特征的实体建模等特点及理念，在产品开发设计过程中模型修改设计简单易行,很大程度上缩短了产品开发周期，使家电产品开发设计更简便、高效，已成为行业主流的的CAD/CAE/CAM系统之一，对于促进企业的进步具有良好的推动作用，客观上为提高了企业的竞争力打下坚实基础。

［1］范大伟.Creo Elements/Pro5.0产品设计与KeyShot渲染表现[M].化学工业出版社，2013（8）.

［2］高霁，等.机械设计中参数化特征造型方法的研究[J].机械设计与制造，2002，2(1).

［3］冶美英.Pro/E在手机外壳设计中的应用[J].应用科技.2006（5）.

［4］赵学跃，等.ProE Wildfire 5.0 立体词典-产品建模[M].浙江大学出版社，2010（8）.