刘长山
(南通科技职业学院,南通 226007)
在机械制造企业中,为了最终能制造出零件,往往先需要有非常详细和具体的二维工程图。早期的零件二维工程图需由设计人员手工在图纸上绘制,劳动强度大,效率低下,图纸修改也比较烦琐。自从引入AutoCAD绘图软件以后,零件二维工程图的人工绘制速度得到提高,图纸的修改也更快速方便。为提高设计人员绘图效率,很多企业和用户往往都有自己专用的AutoCAD绘图模板,其中有定义好的图框,各种规范的文字样式、尺寸标注样式、图层管理特性等环境设置。但是,在AutoCAD中绘制比较复杂的零件二维工程图,即使借助计算机辅助绘图也存在劳动强度大的问题,而且人工绘制出的工程图中较容易因为疏忽而存在错误。随着三维设计软件Pro/E的出现,其中先进的设计理念和强大的设计功能让产品设计变得越来越高效,该项软件不但能建立三维模型,而且能够根据三维图形直接生成二维工程图,实现参数化模型驱动工程图更新。但是,Pro/E中直接生成的工程图在视图表达、尺寸标注等方面都存在不符合国标工程图表达规范的问题,而手动修改费时费力,降低了设计工作效率。Pro/E软件加快了产品设计的周期,但在实际设计生产中二维工程图仍是主要参考依据。因此,通过长期产品设计实践,本文针对Pro/E中三维模型直接生成的二维工程图不符合国标、尺寸标注无法自动调整、人工修改工作量大且烦琐的问题,利用Pro/E和AutoCAD软件各自的优势,以一件收获机中离合器摇臂零件的设计来探讨由Pro/E到AUTOCAD的二维工程图的设计方法与技巧。
由于不同公司开发的软件在工程图的信息处理方面不完全相同,将Pro/E文件导出到AutoCAD时,容易出现单位标准不统一,导致尺寸图形显示与尺寸标注比例不当或失真。为避免出现以上问题,可利用软件提供的开放式用户环境,文件操作前先根据需要进行相关参数的设置定制。系统缺省模板的单位是:英寸磅秒,即长度为in(英寸)、质量为lbm(磅)、时间为sec(秒),这并不符合人们的标准和习惯,所以将pro_unit_sys的值(Value)改为mmNs,这样每次打开PRO/E系统的缺省模板时,单位就变成了国际单位制,即毫米牛顿秒。后期在AutoCAD环境中默认单位也需设置成mm。在Pro/E利用特征“拉伸”“旋转”“扫描”“混合”“孔”“倒角”等建模命令,根据零件的结构特点和尺寸数据生成相应的特征,直到完成整个零件的建模。本文中零件的三维实体图如图1所示。
图1 零件三维实体图
在Pro/E工程图环境下操作,也需要配置两个非常重要的配置文件。一个是config.pro的配置文件,该文件包括了使用环境、使用单位、文件交换等影响软件整个工作环境的系统变量,也包含对工程图部分的设置选项。工程图还有个专门的配置文件,称为“Drawing Setup File”工程图配置文件,它以“dtl”为扩展名,在工程图配置文件中,它包含了标注封样式、箭头样式、剖面样式、视图投影样式设置等项目。由于软件自动加载的制图标准文件是prodetail.dtl,视图采用第三角投影法,我国机械制图采用的是标准是ISO标准,视图采用第一角投影,因此在配置文件中将此项值改为iso.dtl。
根据Pro/E中添加视图的方法,依次添加如图2所示的4个视图。首先是左上角的主视图,通过设置“视图方向”将模型定向到图示方向,并设置比例为1:1,模型显示为隐藏线模式。其次依据投影关系创建俯视图和全剖侧视图,在剖视图操作中,选取主视图中的垂直于屏幕的竖立中心面,创建剖截面,输入截面名称“A”,生成剖面视图“A-A”。最后在适当的位置创建三维参考视图,为读图者提供方便。
图2 零件二维工程视图
把Pro/E软件中绘制的工程图输出到AutoCAD绘图软件中作进一步的处理,这需要把由后缀为.drw格式的文件输出成后缀为.dwg格式的文件。对于Pro/E工程图文件,通过文件“保存副本”命令,改变文件导出格式,在DWG版本的下拉列表中选择输出的AutoCAD文件版本,然后在各分组框中选择合适的选项,设置完成后单击对话框中的“导出”按钮,完成由Pro/E工程图文件到AutoCAD文件的转换。
用AutoCAD打开上述Pro/E中转换过来的视图文件,如用户有自己专用的AutoCAD绘图模板,其中已定义好图框,各种规范的文字样式、尺寸标注样式、图层管理特性等环境设置,将视图直接复制到模板文件,可极大提高设计效率。利用软件中的二维绘图与编辑功能对视图进行一些必要的调整,然后利用尺寸标注功能对主视图、俯视图和剖视图进行尺寸的标注,并写明技术要求。二维工程图如图3所示,图中已删掉了三维参考视图,该图中的视图和尺寸标注等已充分表达了图1零件三维实体各部分的结构和尺寸,根据该二维工程图完全可以加工制造出此零件。
图3 标注尺寸和技术要求的二维工程图
在零件工程图的绘制过程中,快速完成二维工程图的设计,对加快产品设计开发的步伐,实现企业效益最大化有很大的帮助。本文利用Pro/E和AutoCAD软件各自的优势,用Pro/E软件强大的三维设计与工程视图自动生成功能,结合AUTOCAD软件强大的二维设计功能,使零件的二维工程图设计变得既方便又快捷,充分发挥了软件的强大功能,极大地提高了设计效率。