教材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，圍繞 基於MBD的產品數字化設計制造一體化技術所有環節的數據源全部采用帶有制造信息的MBD三維模型，不再出現二維工程圖。能夠實現基於MBD的產品協同設計、設計評審、設計數據（預）發布、工藝路線規劃、裝配工藝設計與仿真、零件工藝設計與仿真、基於MBD的工裝設計、三維檢驗以及一體化的設計、工藝變更。真正意義上實現產品設計、工藝設計、生產制造的高效協同。

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繫統構建現代制造企業產品開發實踐教學平臺。主要內容包含基於MBD的數字化設計制造一體化概述、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、零件工藝和仿真、裝配工藝和仿真、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、制造一體化。

周成，男，南京理工大學工程師，發表科研或教研論文10餘篇，參編教材3部，"十二五”總裝重點預研項目"xxx火炮繫統關鍵技術”主要參與人。

目 錄

第1章 基於MBD的數字化設計制造
一體化概述 1
1．1 從MBD到MBE 1
1．2 基於MBD的數字化設計制造
一體化解決方案 3
1．2．1 PTC 基於MBD的數字化設計
制造一體化解決方案 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 創建基礎特征 22
2．2．3 添加其他特征 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 特征編輯與編輯定義 55
2．8．1 特征的編輯 55
2．8．2 修改特征的名稱 56
2．8．3 刪除特征 57
2．8．4 特征的隱含與隱藏 57
2．8．5 特征的編輯定義 58
2．9 特征的多級撤銷/重做功能 59
2．10 基準特征 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 坐標繫 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 了解Windchill術語 69
3．2．2 了解主要業務對像 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 搜索對像 74
3．3．3 瀏覽對像 77
3．3．4 使用Windchill表格 78
3．3．5 信息頁面 79
3．3．6 查看對像 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 制造過程管理概述 87
3．7 Windchill MPMLink環境簡介 88
3．7．1 Windchill MPMLink 環境 88
3．7．2 Windchill MPMLink體繫
結構 89
3．7．3 Windchill MPMLink對像
類型 90
3．7．4 MPMLink對像功能 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 制造關聯部件結構瀏覽器 94
3．8．3 制造產品結構瀏覽器 95
3．8．4 制造資源瀏覽器 96
3．8．5 制造標準瀏覽器 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 項目計劃對像 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 什麼是自頂向下設計 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三維注釋 169
7．1．2 Creo三維注釋界面 169
7．1．3 Creo MBD過程 170
7．2 創建三維注釋特征 171
7．2．1 創建尺寸注釋 171
7．2．2 創建基準標記 179
7．2．3 創建幾何公差注釋 180
7．2．4 創建表面粗糙度注釋 182
7．2．5 創建注解注釋 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 注冊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 發布到生產繫統 231
第10章 零件工藝和仿真 233
10．1 MPMlink零件工藝和仿真 233
10．1．1 MPMlink零件工藝和仿真
概述 233
10．1．2 創建零件工藝計劃 233
10．1．3 分配對像至零件工藝計劃 235
10．1．4 優化工藝計劃 236
10．2 零件工藝和仿真實踐 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 其他特征的創建 268
第11章 裝配工藝和仿真 274
11．1 MPMlink裝配工藝和仿真 274
11．1．1 概述 274
11．1．2 創建裝配工藝計劃 274
11．1．3 分配對像至裝配工藝計劃 275
11．1．4 優化工藝計劃 276
11．2 裝配工藝和仿真實踐 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

前 言

面對日新月異的科技創新，中國提出實施創新驅動的發展戰略，以迎接不斷湧現的新技術、新領域帶來的挑戰。作為培養未來科技創新人纔之一的工程教育必須迅速做出應對，將具有自主創新能力的現代化工程人纔作為新的培養目標，主動服務國家創新驅動發展戰略，為提升中國科技創新能力和實現新型工業化建立堅實的人力資源優勢。為適應工業4.0與中國制造2025對現代制造企業轉型升級的需求，培養工程創新人纔成為高等學校工程訓練的當務之急。

當前，國內外大型裝備制造企業的數字化技術發展迅速，三維數字化設計技術得到了廣泛應用，基於模型的定義（Model Based Definition，MBD）的數字化設計與制造技術已經成為制造業信息化發展的趨勢。

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繫統構建現代制造企業產品開發實踐教學平臺。主要內容包含基於MBD的數字化設計制造一體化概述、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、零件工藝和仿真、裝配工藝和仿真、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、制造一體化。

本書由南京理工大學周成、徐建成、居裡鍇、荊琴、繆瑩瑩、孟祥、王燕共同編寫，具體分工為第1章由徐建成、周成編寫，第2章由荊琴、繆瑩瑩、周成編寫，第3章由居裡鍇、周成編寫，第5章由王燕編寫，第11章由孟祥編寫，其餘由周成編寫。全書由周成統稿和校對，PTC公司售前技術經理秦成先生審核了書稿並提出了寶貴的意見。研究生孔超、劉天騰在文字方面做了一定的工作。

本書可作為高等院校機械類相關專業的產品創新實踐教材，也適合應用Windchill繫統進行產品開發和研究的工程技術人員及相關培訓機構使用。限於編寫時間和編者的水平，書中必然會存在需要進一步改進和提高的地方。我們十分期望讀者及專業人士提出寶貴意見與建議，以便今後不斷完善。電子郵箱：zhoucheng0727@163.com

編 者

2016年4月於南京