基于PRO/E的標準19″插箱的設計

童 波

(四川九洲空管科技有限責任公司 空管研究所，四川 綿陽 621000)

目前，結構設計采用的方法有自頂向下的設計方法和自下向上的設計方法。自頂向下的設計方法是當前流行的設計方法，該方法從產品的總體輪廓開始，逐步過渡到零件設計，即先有產品的整體輪廓結構規劃，然后再進行結構零件的設計，這樣可以提高產品的開發進度，減少產品結構方案的反復修正，真正實現產品設計的快速高效。本文以美國PTC公司的三維設計軟件PRO/E［1］為平臺，采用其自頂向下的設計思想，提出了對標準19″機柜用插箱［2］的一種新的設計方法，通過對該設計方法流程的詳細介紹，熟知自頂向下設計思想的精要，并為產品設計打開思路。

1 設計流程

19″機柜所用的插箱是一種典型的結構形式，其高度系列為1U、2U、……、13U(1U=44.45 mm)，如果采用自下向上的設計方法，當產品的高度需從1U增高到2U時，那么整個設計需要重新開始。但是，當采用自頂向下的設計方法時，只需更改一下骨架模型尺寸就可以了。插箱自頂向下的設計方法的實現步驟［3-6］為:1)創建一個裝配體;2)在裝配體中創建骨架模型;3)創建發布幾何;4)創建零件模型;5)插箱3D模型圖;6)生成二維圖。

下面以Pro/ENGINEER Wildfire 2.0(以下簡稱PRO/E)為平臺，介紹整個設計流程。

圖1 新建文件窗口

1.1 創建裝配體

啟動PRO/E，點擊“新建”按鈕，在彈出窗口(如圖1所示)中選擇“類型”為“組件”，并填寫裝配體名稱，“確定”后出現圖2所示的模型樹窗口。

2.2 創建骨架模型

創建骨架名后選中建立的骨架名，按鼠標右鍵激活骨架，創建骨架模型，如圖6所示。這里需要注意的是骨架模型的所有組成要素只能是點、線、曲面、軸。

圖2 模型樹窗口

圖3 元件創建窗口

圖4 創建選項窗口

圖5 模型樹窗口

圖6 骨架模型

2.3 創建發布幾何

骨架模型創建后，接下來創建發布幾何，步驟為:菜單欄選擇“插入”“共享數據”“發布幾何”，彈出圖7所示窗口。底座、蓋分別定義Name、Surface Refs選項，面板分別定義Nane、Curve Refs選項后，結果如圖8所示。

2.4 創建零件模型

圖7 出版幾何窗口

圖8 模型樹窗口

圖9 元件放置窗口

圖10 外部復制幾何窗口

圖11 模型樹窗口

打開零件PRT0001，結果如圖12所示。點擊復制的幾何，點擊按鈕，加厚該復制幾何后，如圖13所示。菜單欄選擇“應用程序”“鈑金件”“殼”，選擇各內壁(亮顯)，確定，輸入壁厚，形成第一壁(如圖14所示)。這樣，底座零件的設計就完成了。再重復以上步驟，定義零件蓋、面板，完成整個插箱的設計。

圖12 零件復制幾何模型

圖13 零件加厚模型

圖14 零件抽殼后模型

2.5 插箱3D模型圖

插箱設計完成后，其3D模型圖如圖15、圖16所示。底座零件的3D模型圖如圖17所示。

圖15 插箱3D模型前視圖

圖16 插箱3D模型后視圖

圖17 底座零件的3D模型圖

2.6 生成二維圖

面板、底座零件的二維圖如圖18、圖19所示。

圖18 面板二維圖示意圖

圖19 底座二維圖示意圖

3 結語

本文闡述的標準19″插箱的自頂向下的設計方法，通過在產品結構設計中的實際應用，獲得了非常好的工程價值，尤其在變型產品的結構設計中，被證明是高效快速的設計方法，掌握了該方法，可以快速生成各種變型產品。以上例子是高度為3U的插箱，如果需要一種4U的插箱，可以直接變更骨架模型高度尺寸即可，其他部分(包括二維圖)會自動跟著變更。這樣，設計的效率就大大提高了。另外，掌握了PRO/E的自頂向下的設計思想，不僅可以用于標準19″插箱的結構設計中，其在其他產品的工程設計中被證明也是成功的。

［1］寧濤，余強.PRO/E機械設計基礎教程［M］.北京:清華大學出版，2006.

［2］機械電子工業部電子標準化研究所.GJB 2825-1997軍用雷達機柜、插箱、插件模塊化要求［S］.［出版者不詳］，1997.

［3］林清安.PRO/ENGINEER 2001鈑金設計［M］.北京:清華大學出版社，2003.

［4］王健石.電子機械工程設計手冊［M］.北京:中國標準出版社，2006.

［5］邱成悌，趙惇殳，蔣全興.電子設備結構設計原理［M］.南京:東南大學出版社，2005.

［6］江留寶，羅康，崔國光，等.液壓無級變速器中轉向閥操作凸輪的廓線設計［J］.西華大學學報:自然科學版，2011(5):61-64.