1、 在 Pro/ENGINEER 环境下 3D 公差的实现随着计算机技术的迅猛发展，工业设计领域的三维设计软件得到了前所未有的发展。各种三维CAD/CAM 软件系统应运而生，各具特色。其中 PTC(美国参数技术)公司开发的 Pro/ENGINEER 软件系统表现得非常突出，其“参数化 “及“单一数据库“的设计理念使产品的设计与更改更加简易、灵活。该软件系统囊括了零件设计、产品装配、模具开发、NC 加工、板金件设计、铸造件设计、自动量测、机构仿真和应力分析等多种功能。它的出现彻底地改变了传统 CAD/CAM 软件的作业方式，大大缩短了用户开发产品的时间。由于传统的设计模式是在产品的造型和装配设计基
2、本完成后才进行公差设计，因此Pro/ENGINEER 软件将公差标注功能放在基本工程图模块和 Pro/DETAIL 模块中，公差的立体标注功能还不够完善。随着先进制造技术的日益普及，现代产品设计的公差 3D 表示已经成为必然趋势。一、Pro/ENGINEER 系统的公差概念1、公差的分类根据互换性和公差的分类，公差可分为线性公差(DimensionTolerance)和形位公差(Geometric Tolerance)。线性公差用来表示尺寸的范围，即加工(装配) 时所允许的尺寸变动量; 形位公差用来表示所允许的几何形状变动量以及所允许相对于基准位置的变动量。由于翻译的原因，在 Pro/ENGI
3、NEER 系统中， Dimension Tolerance 和 Geometric Tolerance 分别称为尺寸公差和几何公差，因此本文将两种称呼并列。在零件模式下，线性(尺寸 )公差归属于尺寸属性，形位 (几何)公差归属于注释特征，在组件模式下，公差标注有其特殊性，因此需要分别叙述。本文以变速箱为例，分别标注箱体轴承支座半圆的直径、中心距等尺寸公差和圆柱度、位置度等几何公差，以及装配体的从动尺寸公差。2.绘图环境设置在零件/组件模式下标注公差，必须先设置环境变量，单击菜单栏中工具/选项命令，系统弹出“选项“ 对话框，在 “选项“和“ 值“ 两栏中依次输入表 1 中的数值。二、零件模型的公
4、差标注1 线性(尺寸)公差的标注（1）操作概述。双击尺寸所属的特征元素，系统会显示该元素的所有尺寸，选择要附加公差的尺寸，单击菜单栏中【编辑】/【属性】命令。在“尺寸属性“对话框中根据设计要求设置“ 公差模式“、“ 上公差“、“下公差“，完成后单击【确定】按钮。(2)以标注箱体轴承支座半圆的直径、中心距为例，标注直径 100 的公差过程如图 1 所示，图中附加的数字为设置的次序。在标注中心距 150 时类似，只是在“公差模式“ 选择“+ -对称“ ，“公差“栏输入 0.015。2.零件形位(几何)公差的标注(1)在 Pro/ENGINEER 中有两种方法添加形位( 几何)公差 :一种是单击菜单
5、栏中【插入】/【模型基准】/【注释】命令，系统弹出 “注释特征“对话框，选择【添加】/【几何公差】/【确定】按钮;另一种是单击菜单栏中【编辑】/【 设置】命令，在弹出的菜单栏菜单中选择【几何公差】/ 【指定公差】命令。(2)采用【插入】/ 【模型基准】/ 【注释】的方法添加轴承支座圆柱度的步骤如图 2 所示。第二种方法在组件的公差标注介绍。三、组件的公差标注1.装配尺寸的分类在 Pro/ENGINEER 中，组件的装配尺寸可分为驱动尺寸和从动尺寸。驱动尺寸是指保存在模型自身中的尺寸，也就是设计者直接定义的尺寸;从动尺寸是指没有直接定义但是可以增加的特定尺寸。由于受 Pro/ENGINEER 软
6、件的限制，有些尺寸无法直接定义，但是对于装配体必不可少，必须增加该尺寸，如变速箱总成的输入、输出轴的轴线间距。装配驱动尺寸和零件模型的尺寸类似，添加公差的方法也相同，因此不再重复，下面介绍装配从动尺寸的定义即其公差的标注方法。2,从动尺寸的定义(1)单击菜牟栏中【插入】/【模型基准】/ 【注释】命令，系统弹出“注释特征“ 对话框，选择【添加】/【从动尺寸】/【确定】按钮。(2)系统提示选取基准平面，然后选取需要定义的两个元素，并点击中键放置从动尺寸。(3)在“注释特征“对话框中点击【编辑】命令，指定尺寸公差的形式和公差数值，具体操作步骤见图 3(图中编辑尺寸步骤省略)。3.从动尺寸形位(几何)
7、奋差的标注从动尺寸公差的标注方法与零件的公差标注方法相同，采用【编辑】/【设置】的方法标注，步骤如图 4 所示。通过比较可知:这两种形位公差的标注方法各有优缺点。在【插入】/ 【模型基准】/【注释】的方法中，添加的注释在模型树中可见，修改比较方便，但是无法实现参考基准的设置，需要另外设置参考基准;而【编辑】/ 【设置】的方法则相反。 四、结语本文以变速箱为实例，介绍了在三维状态下装配从动尺寸的定义和常见公差的设置方法。虽然列举的实例很少，但是所选已经代表了常用公差的类型，只要能举一反三，就可以实现全部公差的标注功能，从而减少了三维模型对工程图样的依赖性。*三维图标尺寸*用插入注释尺寸命令如不需显示，点击一下快捷注释就可全部隐藏可新建图层来控制 3D 尺寸的隐藏或显示，注意层属性中的“包括” ，可将需要隐藏或显示的尺寸“包括”
