基於 MBD 的產品數字化設計製造一體化實踐指導書

本書以全國大學生綜合工程能力競賽賽題無碳小車的設計項目為載體，產品開發流程為主線，基於Windchill系統構建現代製造企業產品開發實踐教學平臺。主要內容包含基於MBD的數字化設計製造一體化概述、Creo Parametric軟件基礎、Windchill軟件基礎、項目創建與管理、自頂向下設計、零件建模、MBD設計與模型數據管理、設計評審和發布、eBOM變換mBOM、零件工藝和模擬、裝配工藝和模擬、更改管理等內容。本教材具有如下特點：項目驅動；基於Creo的全三維產品開發；基於Windchill的產品生命周期管理；全三維的設計、工藝、製造一體化。

周成，男，南京理工大学工程师，发表科研或教研论文10余篇，参编教材3部，"十二五”总装重点预研项目"xxx火炮系统关键技术”主要参与人。

目 錄 第1章 基於MBD的數字化設計製造 一體化概述 1 1.1 從MBD到MBE 1 1.2 基於MBD的數字化設計製造 一體化解決方案 3 1.2.1 PTC 基於MBD的數字化設計 製造一體化解決方案 3 1.2.2 Creo簡介 9 1.2.3 Windchill簡介 10 1.3 無碳小車設計簡介 12 1.3.1 全國大學生工程訓練綜合 能力競賽介紹 12 1.3.2 無碳小車設計方案 13 第2章 Creo Parametric軟件基礎 15 2.1 Creo Parametric 工作界面 15 2.2 使用Creo創建零件的一般 過程 19 2.2.1 新建一個零件文件 19 2.2.2 創建基礎特徵 22 2.2.3 添加其他特徵 39 2.2.4 保存模型文件 45 2.3 Creo文件操作 46 2.3.1 打開Creo文件 46 2.3.2 拭除文件 46 2.3.3 刪除文件 47 2.4 模型的顯示控制 48 2.4.1 模型的幾種顯示方式 48 2.4.2 模型的移動、旋轉與縮放 49 2.5 模型的橫截面 49 2.6 模型的距離測量 51 2.7 零件材料與單位設置 53 2.7.1 零件材料的設置 53 2.7.2 零件單位的設置 55 2.8 特徵編輯與編輯定義 55 2.8.1 特徵的編輯 55 2.8.2 修改特徵的名稱 56 2.8.3 刪除特徵 57 2.8.4 特徵的隱含與隱藏 57 2.8.5 特徵的編輯定義 58 2.9 特徵的多級撤銷/重做功能 59 2.10 基準特徵 60 2.10.1 基準平面 60 2.10.2 基準軸 63 2.10.3 基準點 65 2.10.4 坐標系 67 第3章 Windchill軟件基礎 68 3.1 PTC Windchill解決方案 68 3.2 Windchill基礎 69 3.2.1 瞭解Windchill術語 69 3.2.2 瞭解主要業務對象 69 3.2.3 小版本和修訂版本控制 70 3.2.4 進程控制 70 3.2.5 登錄Windchill 71 3.2.6 Windchill用戶界面 71 3.3 查找並查看信息 74 3.3.1 查找信息的方法 74 3.3.2 搜索對象 74 3.3.3 瀏覽對象 77 3.3.4 使用Windchill表格 78 3.3.5 信息頁面 79 3.3.6 查看對象 79 3.4 創建文檔與鏈接 81 3.4.1 文檔功能 81 3.4.2 創建文檔 81 3.4.3 創建鏈接 84 3.5 修改和管理文檔 84 3.5.1 修改文檔 84 3.5.2 撤銷檢出 86 3.5.3 替換內容 86 3.6 製造過程管理概述 87 3.7 Windchill MPMLink環境簡介 88 3.7.1 Windchill MPMLink 環境 88 3.7.2 Windchill MPMLink體系 結構 89 3.7.3 Windchill MPMLink對象 類型 90 3.7.4 MPMLink對象功能 90 3.7.5 Windchill MPMLink產品 結構建模 92 3.7.6 Windchill MPMLink數據 結構 92 3.7.7 Windchill MPMLink實用 程序 93 3.8 MPMLink瀏覽器 93 3.8.1 MPMLink瀏覽器概述 93 3.8.2 製造關聯部件結構瀏覽器 94 3.8.3 製造產品結構瀏覽器 95 3.8.4 製造資源瀏覽器 96 3.8.5 製造標準瀏覽器 96 3.8.6 工藝計劃瀏覽器 96 第4章 項目創建與管理 97 4.1 規劃項目 97 4.1.1 項目管理 97 4.1.2 項目計劃對象 97 4.1.3 規劃項目步驟 98 4.1.4 項目組件 98 4.1.5 項目計劃視圖 99 4.2 創建與啟動項目 100 4.2.1 創建項目 100 4.2.2 配置與啟動項目 103 4.3 管理項目 114 4.3.1 管理項目 114 4.3.2 項目狀況和項目狀態 114 4.3.3 編輯項目計劃元素 115 第5章 自頂向下設計 117 5.1 自頂向下設計簡介 117 5.1.1 什麽是自頂向下設計 117 5.1.2 自頂向下設計方法的優點 118 5.1.3 自頂向下設計流程 119 5.1.4 骨架模型 120 5.2 無碳小車自頂向下設計 120 5.2.1 定義設計意圖 120 5.2.2 定義初步產品結構 121 5.2.3 骨架模型 124 5.2.4 通過裝配結構傳遞設計 意圖 128 5.2.5 零部件詳細設計 130 5.2.6 管理零件的相互參考 132 第6章 零件建模 133 6.1 底板 133 6.2 變速箱 139 6.3 曲柄軸 145 6.4 齒輪（72） 148 6.5 彈簧 164 第7章 MBD設計與模型數據管理 169 7.1 Creo MBD概述 169 7.1.1 Creo三維註釋 169 7.1.2 Creo三維註釋界面 169 7.1.3 Creo MBD過程 170 7.2 創建三維註釋特徵 171 7.2.1 創建尺寸註釋 171 7.2.2 創建基準標記 179 7.2.3 創建幾何公差註釋 180 7.2.4 創建錶面粗糙度註釋 182 7.2.5 創建註解註釋 184 7.2.6 創建組合視圖 186 7.3 TDP發布 188 7.3.1 TDP的概念 188 7.3.2 TDP發布過程 188 7.4 Windchill與Creo的集成與 連接 190 7.4.1 Windchill集成Creo 190 7.4.2 Creo與Windchill的連接 191 7.4.3 註冊Windchill服務器 192 7.4.4 CAD文檔與Windchill 部件 194 7.4.5 工作區 194 7.4.6 保存、上載和檢入操作 197 7.5 設計數據的檢入與管理 197 7.5.1 管理設計數據 197 7.5.2 激活工作區 198 7.5.3 創建工作區 198 7.5.4 設置工作區選項 200 7.5.5 創建CAD模型 201 7.5.6 導入到工作區 201 7.5.7 設置參數 203 7.5.8 數據組織 203 7.5.9 檢入 207 第8章 設計評審和發布 209 8.1 發布進程 209 8.2 設計評審 211 第9章 eBOM變換mBOM 214 9.1 BOM概述 214 9.1.1 BOM概念 214 9.1.2 eBOM與mBOM的區別 215 9.2 eBOM轉換mBOM步驟 216 9.3 eBOM轉換mBOM過程 217 9.3.1 分析eBOM 217 9.3.2 重構為mBOM 219 9.3.3 更新和維護mBOM 229 9.3.4 確保BOM一致性 230 9.3.5 發布到生產系統 231 第10章 零件工藝和模擬 233 10.1 MPMlink零件工藝和模擬 233 10.1.1 MPMlink零件工藝和模擬 概述 233 10.1.2 創建零件工藝計劃 233 10.1.3 分配對象至零件工藝計劃 235 10.1.4 優化工藝計劃 236 10.2 零件工藝和模擬實踐 238 10.3 零件數控加工 249 10.3.1 Creo數控加工流程 249 10.3.2 Creo數控加工操作界面 250 10.4 底板零件數控加工 251 10.4.1 平面銑削1 252 10.4.2 其他特徵的創建 268 第11章 裝配工藝和模擬 274 11.1 MPMlink裝配工藝和模擬 274 11.1.1 概述 274 11.1.2 創建裝配工藝計劃 274 11.1.3 分配對象至裝配工藝計劃 275 11.1.4 優化工藝計劃 276 11.2 裝配工藝和模擬實踐 277 第12章 更改管理 287 12.1 更改管理功能概述 287 12.2 確定需要 289 12.2.1 確定需要進程概述 289 12.2.2 創建問題報告 290 12.2.3 分析問題報告 292 12.3 調查需要 294 12.3.1 調查需要進程概述 294 12.3.2 創建更改請求 295 12.3.3 分析更改請求 296 12.4 更改計劃 297 12.4.1 更改計劃進程概述 297 12.4.2 創建更改通告 298 12.4.3 更改實施委員會審閱 300 12.5 更改實施 301 12.5.1 更改實施進程概述 301 12.5.2 實施更改 301 12.5.3 審閱實施結果 303 12.6 審閱和審計更改 304 12.6.1 審閱和審計更改進程概述 304 12.6.2 審計更改通告 304 參考文獻 306