生产过程信息技术 实验指导书 王红军刘国庆编 北京信息科技大学 机电工程学院 2008年1月编印
生产过程信息技术 实验指导书 王红军 刘国庆编 北京信息科技大学 机电工程学院 2008 年 1 月编印
生产过程信息技术综合实验 一、指导思想 通过本实验，使学生了解并切实体会生产过程的信息技术，具有应用计算机 进行CAD、CAE和生产过程仿真的初步能力。 二、实验目的及要求 通过本实验让学生能简单应用PRO/E进行建模、使用ANSYS进行简单的分析 和使用EMPLANT进行生产过程的仿真。 三、涉及的内容或知识点 (1)PRO/E建模 PrO/ENGINEER是由美国参数技术公司推出的一套博大精深的三维 CAD/CAM/CAE参数化软件系统，它主要是从概念设计，工业造型设计，三维 模型设计，分析计算，动态模拟与仿真，工程图的输出，生产加工成产品的全过 程，其中还包括了大量的电缆和管道布线，模具设计分析等实用模块，应用领域 包括航空航天，汽车，机械，数控(NC)加工电子等诸多行业，由于它的强大而 完美的功能。PRO/E几乎成为三维CAD/CAM/CAE领域的一面旗帜和标准，它 在国外已成为工程必须的专业课程，也成为模具和我们数控人员的必备的技术。 (2)ANSYS分析 ANSYS软件是有限元分析软件，工程师使用ANSYS软件可以构建非常复 杂的模型，并将模型置于复杂的环境进行分析，有效评估设计的合理性，使设计 达到最优化，减少实际检验所需的投资，有效降低产品设计周期。 (3)EMPLANT仿真 Tecnomatix公司CAPE软件数字化工厂(eMPowerTM)是对一个完整的工厂 从生产线、加工单元到工序操作的所有层次进行设计、物流仿真和优化的集成计 算机环境。Tecnomatix公司是生产线物流仿真与虚拟制造技术的先驱和领导者 cM-Plant是Tecnomatix公司开发的主要用于生产系统与生产过程的建模与仿真 的软件系统。用户可在cM-Plant环境下分析和优化生产系统的各种性能指标： 生产率，在制品水平，设备利用率，工人负荷平衡情况，物流顺畅程度等
生产过程信息技术综合实验 一、指导思想 通过本实验，使学生了解并切实体会生产过程的信息技术，具有应用计算机 进行 CAD、CAE 和生产过程仿真的初步能力。 二、实验目的及要求 通过本实验让学生能简单应用 PRO/E 进行建模、使用 ANSYS 进行简单的分析 和使用 EMPLANT 进行生产过程的仿真。 三、涉及的内容或知识点 （1）PRO/E 建模 Pro/ENGINEER 是由美国参数技术公司 推出的一套博大精深的三维 CAD/CAM/CAE 参数化软件系统，它主要是从概念设计，工业造型设计，三维 模型设计，分析计算，动态模拟与仿真，工程图的输出，生产加工成产品的全过 程，其中还包括了大量的电缆和管道布线，模具设计分析等实用模块，应用领域 包括航空航天，汽车，机械，数控(NC)加工电子等诸多行业，由于它的强大而 完美的功能。PRO/E 几乎成为三维 CAD/CAM/CAE 领域的一面旗帜和标准，它 在国外已成为工程必须的专业课程，也成为模具和我们数控人员的必备的技术。 （2）ANSYS 分析 ANSYS 软件是有限元分析软件，工程师使用 ANSYS 软件可以构建非常复 杂的模型，并将模型置于复杂的环境进行分析，有效评估设计的合理性，使设计 达到最优化，减少实际检验所需的投资，有效降低产品设计周期。 （3）EMPLANT 仿真 Tecnomatix公司 CAPE软件数字化工厂(eMPowerTM)是对一个完整的工厂_ 从生产线、加工单元到工序操作的所有层次进行设计、物流仿真和优化的集成计 算机环境。Tecnomatix 公司是生产线物流仿真与虚拟制造技术的先驱和领导者。 eM-Plant 是 Tecnomatix 公司开发的主要用于生产系统与生产过程的建模与仿真 的软件系统。 用户可在 eM-Plant 环境下分析和优化生产系统的各种性能指标: 生产率， 在制品水平， 设备利用率， 工人负荷平衡情况， 物流顺畅程度等
四、采用的教学方法和手段 本实验采用教学结合的方式，通过老师的讲解和学生的自己动手，让学生尽 快了解并切实体会生产过程的信息技术，能应用PO/E进行简单建模、使用ANSYS 进行简单的分析和使用EMPLANT进行生产过程的仿真。 五、详细操作步骤 本实验由三个部分组成，其中PRO/E建模占4学时，ANSYS分析占4学时， EMPLANT仿真占2学时，共I0学时。三个部分如下： (一)、PRO/E建模 通过老师的讲解，学生应能独立创建如图1所示的虎钳钳座，主要使用【拉伸】特征、 【孔】特征和【倒角】特征。 图1钳座 (I)启动Pro/ENGINEER简体中文版 (2)设置工作目录。 在PrO/ENGINEER的菜单栏中执行【文件】|【设置工作目录】命令，系统将 弹出【选取工作目录】对话框。在此对话框中选取自己的工作目录，并单击【确 定】按钮完成。 (3)新建【零件】文件，进入【零件】模块设计界面。 在業单栏中执行【文件11【新建】《或者单击主工具栏中的☐~图标)， 系统将弹出【新增】对话框。在该对话框中选择【零件】单选框，并在【名字】 编辑框中输入零件文件名：0601，单击【确定】按钮完成，系统进入零件设计界 而 (4)选择拉伸特征，设置拉伸特性属性，选择草绘平面，指定拉伸方向 依次单击菜单管理器中的【特征】一【创建】一【实体】一【加材料】。接 受【实体选项】莱单中缺省的【拉伸】和【实体】，单击【完成】。 接受【属性】菜单中【双侧】，单击【完成】。 弹出【设置平面】菜单。选择基准面FRONT作为草绘平面。弹出【方向】菜
四、采用的教学方法和手段 本实验采用教学结合的方式，通过老师的讲解和学生的自己动手，让学生尽 快了解并切实体会生产过程的信息技术，能应用 PRO/E 进行简单建模、使用 ANSYS 进行简单的分析和使用 EMPLANT 进行生产过程的仿真。 五、详细操作步骤 本实验由三个部分组成，其中 PRO/E 建模占 4 学时，ANSYS 分析占 4 学时， EMPLANT 仿真占 2 学时，共 10 学时。三个部分如下： （一）、PRO/E 建模 通过老师的讲解，学生应能独立创建如图 1 所示的虎钳钳座，主要使用【拉伸】特征、 【孔】特征和【倒角】特征。 图 1 钳座 （1）启动 Pro/ENGINEER 简体中文版。 （2）设置工作目录。 在 Pro/ENGINEER 的菜单栏中执行【文件】|【设置工作目录】命令，系统将 弹出【选取工作目录】对话框。在此对话框中选取自己的工作目录，并单击【确 定】按钮完成。 （3）新建【零件】文件，进入【零件】模块设计界面。 在菜单栏中执行【文件】|【新建】（或者单击主工具栏中的“ ”图标）， 系统将弹出【新增】对话框。在该对话框中选择【零件】单选框，并在【名字】 编辑框中输入零件文件名：06_01，单击【确定】按钮完成，系统进入零件设计界 面。 （4）选择拉伸特征，设置拉伸特性属性，选择草绘平面，指定拉伸方向。 依次单击菜单管理器中的【特征】→【创建】→【实体】→【加材料】。接 受【实体选项】菜单中缺省的【拉伸】和【实体】，单击【完成】。 接受【属性】菜单中【双侧】，单击【完成】。 弹出【设置平面】菜单。选择基准面 FRONT 作为草绘平面。弹出【方向】菜
单，单击【正向】，拉伸的方向为红色箭头显示的方向。 (5)绘制拉伸截面。 弹出【草绘视图】菜单，让为草绘选择或创建一个水平或垂直的参照。选择 基准面RIGHT和基准面TOP作为参照。进入草绘界面。 绘制如图2所示的截面。单击“√”按钮。 22.0 8.00 18,00 285.00 图2截面 (6)设定拉伸深度，完成拉伸 出现指定深度菜单，设定特征的生长深度，它的方向为红色箭头。接受缺笔 的【盲孔】，单击【完成】。在信息提示栏中删除系统给出的值，输入特征产生 的深度数值86，然后按回车(Ecr)键或点击一☑以确认输入的数值即可。 单击拉伸属性对话框上的【确定】按钮。单击主工具栏上的图标“回。，模 型显示在图形区。下面进行两个固定槽的绘制。 (7)选择拉伸特征，设置拉伸特性属性。 依次单击菜单管理器中的【特征】一【创建】→【实体】一【切减材料】。 接受【实体选项】菜单中缺省的【拉伸】和【实体】，单击【完成】。 接受【属性】莱单中缺省的【单侧】，单击【完成】。 (8)选择草绘平面，指定拉伸方向。 弹出【设置平面】莱单，选择草绘平面，如图3所示。在弹出的【方向】菜 单上单击【反向】，再单击【正向】，拉伸的方向为红色箭头显示的方向，指向 材制 (9)绘制拉伸截面，设定拉伸深度，完成拉伸 弹出【草绘视图】莱单，让为草绘选择或创建一个水平或垂直的参照。选择 【草绘视图】菜单上的【缺省】。进入草绘界面。 绘制如图4所示的截面。单击“√”按钮 单击【方向】菜单上的【正向】，接受红色箭头所指示的方向为切除材料的 方向。选择【指定到】菜单上的【穿过所有】。单击拉伸属性对话框上的【确定】 按钮，单击主工具栏上的图标“回，，模型显示在图形区
单，单击【正向】，拉伸的方向为红色箭头显示的方向。 （5）绘制拉伸截面。 弹出【草绘视图】菜单，让为草绘选择或创建一个水平或垂直的参照。选择 基准面 RIGHT 和基准面 TOP 作为参照。进入草绘界面。 绘制如图 2 所示的截面。单击“ ”按钮。 图 2 截面 （6）设定拉伸深度，完成拉伸。 出现指定深度菜单，设定特征的生长深度，它的方向为红色箭头。接受缺省 的【盲孔】，单击【完成】。在信息提示栏中删除系统给出的值，输入特征产生 的深度数值 86，然后按回车（Enter）键或点击“ ”以确认输入的数值即可。 单击拉伸属性对话框上的【确定】按钮，单击主工具栏上的图标“ ”，模 型显示在图形区。下面进行两个固定槽的绘制。 （7）选择拉伸特征，设置拉伸特性属性。 依次单击菜单管理器中的【特征】→【创建】→【实体】→【切减材料】。 接受【实体选项】菜单中缺省的【拉伸】和【实体】，单击【完成】。 接受【属性】菜单中缺省的【单侧】，单击【完成】。 （8）选择草绘平面，指定拉伸方向。 弹出【设置平面】菜单，选择草绘平面，如图 3 所示。在弹出的【方向】菜 单上单击【反向】，再单击【正向】，拉伸的方向为红色箭头显示的方向，指向 材料。 （9）绘制拉伸截面，设定拉伸深度，完成拉伸。 弹出【草绘视图】菜单，让为草绘选择或创建一个水平或垂直的参照。选择 【草绘视图】菜单上的【缺省】。进入草绘界面。 绘制如图 4 所示的截面。单击“ ”按钮。 单击【方向】菜单上的【正向】，接受红色箭头所指示的方向为切除材料的 方向。选择【指定到】菜单上的【穿过所有】。单击拉伸属性对话框上的【确定】 按钮，单击主工具栏上的图标“ ”，模型显示在图形区
1800 800 草绘平面 265.00 图3选择草绘平面 图4截面 (10)选择拉伸，以同样的方法绘制另外一个固定槽的绘制。下面进行导向槽的绘制。 (11)选择拉伸特征，设置拉伸特性属性。 依次单击菜单管理器中的【特征】→【创建】→【实体】→【切减材料】 接受【实体选项】菜单中缺省的【拉伸】和【实体】，单击【完成】 接受【属性】菜单中缺省的【单侧】，单击【完成】 (12)选择草绘平面，指定拉伸方向。 弹出【设置平面】菜单，选择草绘平面，如图5所示。在弹出的【方向】菜 单上单击【反向】，再单击【正向】，拉伸的方向为红色箭头显示的方向，指向 材制 (13)绘制拉伸截面，设定拉伸深度，完成拉伸。 进入草绘界面，绘制如图6所示的截面。单击“√”按钮。 单击【方向】菜单上的【正向】，接受红色箭头所指示的方向为切除材料的 夜盘德新集要产的被体法究物经士的定】 174.00 图5选择草绘平面 图6截面 (14)选择拉伸特征，设置拉伸特性属性。 依次单击莱单管理器中的【特征】→【创建】→【实体】一【切减材料】 接受【实体选项】莱单中缺省的【拉伸】和【实体】，单击【完成】。 接受【属性】菜单中缺省的【单侧】，单击【完成】 (15)选择草绘平面，指定拉伸方向 弹出【设置平面】菜单，选择草绘平面，如图7所示。在弹出的【方向】菜 单上单击【反向】，再单击【正向】，拉伸的方向为红色箭头显示的方向，指向 材料。 (16)绘制拉伸截面，设定拉伸深度，完成拉伸。 进入草绘界面，绘制如图8所示的截面。单击“√”按钮。 单击【方向】菜单上的【正向】，接受红色箭头所指示的方向为切除材料的 方向。选择【指定到】菜单上的【穿过下一个】。单击拉伸属性对话框上的【确
图 3 选择草绘平面 图 4 截面 （10）选择拉伸，以同样的方法绘制另外一个固定槽的绘制。下面进行导向槽的绘制。 （11）选择拉伸特征，设置拉伸特性属性。 依次单击菜单管理器中的【特征】→【创建】→【实体】→【切减材料】。 接受【实体选项】菜单中缺省的【拉伸】和【实体】，单击【完成】。 接受【属性】菜单中缺省的【单侧】，单击【完成】。 （12）选择草绘平面，指定拉伸方向。 弹出【设置平面】菜单，选择草绘平面，如图 5 所示。在弹出的【方向】菜 单上单击【反向】，再单击【正向】，拉伸的方向为红色箭头显示的方向，指向 材料。 （13）绘制拉伸截面，设定拉伸深度，完成拉伸。 进入草绘界面，绘制如图 6 所示的截面。单击“ ”按钮。 单击【方向】菜单上的【正向】，接受红色箭头所指示的方向为切除材料的 方向。选择【指定到】菜单上的【穿过所有】。单击拉伸属性对话框上的【确定】 按钮，模型显示在图形区。下面采用拉伸的方法进行孔的绘制。 图 5 选择草绘平面 图 6 截面 （14）选择拉伸特征，设置拉伸特性属性。 依次单击菜单管理器中的【特征】→【创建】→【实体】→【切减材料】。 接受【实体选项】菜单中缺省的【拉伸】和【实体】，单击【完成】。 接受【属性】菜单中缺省的【单侧】，单击【完成】。 （15）选择草绘平面，指定拉伸方向。 弹出【设置平面】菜单，选择草绘平面，如图 7 所示。在弹出的【方向】菜 单上单击【反向】，再单击【正向】，拉伸的方向为红色箭头显示的方向，指向 材料。 （16）绘制拉伸截面，设定拉伸深度，完成拉伸。 进入草绘界面，绘制如图 8 所示的截面。单击“ ”按钮。 单击【方向】菜单上的【正向】，接受红色箭头所指示的方向为切除材料的 方向。选择【指定到】菜单上的【穿过下一个】。单击拉伸属性对话框上的【确