Pro/E軟件在機械專業中的應用

鄭秀云

摘要：為了滿足創新型機械應用型人才的培養需要，培養學生應用能力和創新能力，將Pro/E軟件應用到傳統機械專業課堂教學中。使學生學習過程中理論知識得到鞏固、動手能力得到培養、創新思維得到訓練，調動學生學習的積極性，鍛煉學生解決實際工程問題的能力。

關鍵詞：Pro/E;機械;應用

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）05-0042-01

0引言

3D建模技術課程是針對機械設計制造及其自動化專業方向開設的一門專業技術基礎課程，是隨著計算機發展起來的一門高新技術，是數字化、信息化、制造技術的基礎。課程的核心內容是使學生能夠依托3D建模這種數字化設計技術，了解機械設計中機構的運動原理，掌握對產品的造型、工藝設計、制造加工等一系列的流程和方法，拓寬學生的專業知識面，最終達到解決工程實際問題的能力。

3D是“3 Dimensions”的縮寫，中文指的是三維、立體的，非平面的意思。3D建模的概念是指借助于計算機通過一種3D軟件，構建出具有三維數據的虛擬樣機模型，這個過程包括利用計算機軟件完成產品的單個零件建模、零件裝配成組件、機構仿真。

1ProlE建模軟件的特點

常用的3D軟件有Pro/E、UG、solidworks、Autocad、Ansys等等。根據不同專業情況，所學的軟件有區別，機械設計制造及其自動化專業主要是學習Pro/E軟件。所以主要針XCPro/E軟件在機械類學科中的應用作介紹。

Pro/E是美國PTC公司開發的一款三維軟件，是當前國內三維設計軟件的主流產品。其應用領域設計機械、汽車、建筑和紡織等眾多行業。該軟件對加速工程和產品的開發、縮短產品設計制造周期、提高產品質量、降低成本、增強企業市場競爭能力與創新能力發揮著重要作用。Pro/E最新版本性能主要有以下幾點。

1.1速度更快、更加直觀的3D設計

Pro/E軟件的最新版本的用戶界面更加直觀，可以更方便的調用命令和編輯模塊;通過參數化編輯修改功能，可以隨時修改;無中斷設計功能可以更快捷、更輕松地處理設計變更，有效縮短了生產加工的周期。

1.2增強后的圖形真實感

圖形的渲染功能進一步增強，增加了反射、陰影、透視圖等。可以調整在最佳光線條件下創建出逼真的環境，展示圖片和動畫。

1.3更為強大的仿真功能

機器的仿真比以往更為輕松陜捷?，F在用戶可創建各種函數形式的電機，設置運動環境并考慮構建的柔性因素，快速創建機構運動與動態耦合中3D接觸模型和更多的高端分析功能。

1.4更好的互操性

借助數據的交換功能，通過轉換成中間格式，不同軟件之間也可以共享數據。

2Pro/E建模技術在機械專業中的應用

2.1 Pro/E建模技術在機械原理課程中的應用

機械原理是機械專業中一門很重要的專業課程，主要以機構為研究對象，對其進行結構分析、運動分析、力分析等等，這些理論分析比較抽象，公式也很多，使學生聽起來覺得枯燥乏味，導致教學效果不好。如果我們在機構分析過程中，借用3D建模軟件將機構以立體圖做出來，模擬機構的真實運動情況，以動畫形式展示，這樣使教學過程變得更生動，教學效果也會更好。如圖l所示的四連桿機構簡圖，四連桿機構分為雙曲柄機構、曲柄搖桿機構、雙搖桿機構，在機械原理課程中講述四桿機構中有曲柄必須滿足兩個條件：滿足桿長之和條件、最短桿或者最短桿的鄰桿為機架，這樣講述學生昕起來很枯燥無味。但是如果我們把四桿機構的不同桿長的桿件都通過PRO/E軟件畫出來，裝配在一起，最后添加電動機，讓四桿機構運動仿真，并錄成動畫，如圖2N示，藍色線條代表了桿的運動軌跡，綠色桿的運動軌跡是圓，紅色桿的運動軌跡是圓弧，這樣很容易判斷這個尺寸的四桿機構是曲柄搖桿機構，這樣不僅提高了學生的學習興趣，讓學生可以更加直觀地理解機械原理課程所教授的理論知識，達到提高教學質量的目的。

2.2 Pro/E建模技術在技能大賽中的應用

3D建模技術課程的核心內容是使學生能夠依托3D這種數字化設計技術掌握對產品的造型、工藝設計、制造加工等一系列的流程和方法，拓寬學生的專業知識面，解決工程實際問題的能力。全國技能大賽提供了一個很好的檢測學生專業知識儲備和創新能力的一平臺。根據機械專業的學生特點，利用技能大賽橋梁的作用，結合“以賽促學，以賽促教，以賽促改”的理念，使學生學習過程中的理論知識得到鞏固、動手能力得到培養、創新思維得到訓練，讓學生能力和素質都得到本質提升。由此可見，3D建模技術成為機械專業學生必須掌握的一個重要工具，在學生參加全國技能大賽中，顯得尤為重要。

2.3Pro/E建模技術在畢業設計中的應用

畢業設計是大學四年中總緒性的獨立作業，旨在培養學生綜合運用所學理論、知識和技能解決實際問題的能力。掌握了3D建模技術，學生可以針對某一課題，綜合運用本專業有關理論和技術，加上創新，作出解決實際問題的能力。如圖3所示，是一畢業生設計單車存儲系統三維模型圖。結合當前自行車以及共享單車保有量的快速增加，其場地相對缺乏和管理措施不完善導致的停放問題愈加明顯這一現象，該生針對這一現狀，通過收集了解市面上各種類型單車的尺寸，并參考國外類似系統，結合集合機械創新設計等多種現代科學方法，設計此款新型單車存取系統。這是一個利用3D建模技術完成的很有創意很有實用價值的畢業設計作品。

3結論

本文通過探索Pro/E建模技術在機械專業中的應用，將抽象的理論知識轉換成生動的動畫模式，這樣可以加深學生對理論知識的理解。同時為了滿足創新型機械應用型人才培養需要，將Pm/E建模技術應用于技能大賽和畢業設計中，有利于發揮學生的創造性，提高學生解決機械領域實際技術問題的能力，也對學生實踐能力以及創新能力的培養具有積極的促進作用。