2.3 零件参数化设计(零件设计)

（b）定位尺寸的影响
（b）定位尺寸的影响 添加尺寸的方式在某种程度上也是反映了设计人员打算如何修改尺寸。
无论矩形尺寸 100mm如何变化， 两个孔始终与 边界保持20mm 的相应距离。
左侧基准，孔 的位置不受矩 形整体宽度的 影响。
标注孔与矩形边 线的距离以及两 个孔的中心距， 这样的标注方法 将保证两孔中心 之间的距离。
2.3.4.1 标准件
键 销 垫片
键的设计比较简单，首先绘制键的草图轮廓，然 后利用拉伸工具即可完成造型。
由简单的拉伸特征和倒角特征组合造型
垫片是具有一定厚度的中空实体，利用拉伸凸台 和拉伸切除特征即可完成造型。
2.3.4.2 轴类零件
一夹一顶车削阶梯轴
2.3.4.3 盘类零件设计
2.3.4.4 螺旋弹簧类零件设计
b、轴类零件分析
减速器中的从动轴，它的主要功用是装在轴承中支 承齿轮传递扭矩（或动力），并与外部设备连接。为了使 从动轴能够满足设计要求和工艺要求，它的结构形状形成 过程和需要考虑的主要问题，如表15-1。
c、箱体类零件分析
（5）零件 分解练习
2.3.3 零件设计原则
（1）草图尽量简 （2）特征需关联 （3）造型要仿真 （4）别只顾眼前
2 零件参数化设计
“零件设计是核心，特征设计是关键，草图设计是基础”。
2.1 草图绘制 2.2 特征造型 2.3 零件设计
2.3 零件设计
零件建模是三维设计的核心！
2.3.2 零件设计意图体现 2.3.1 零件设计基础 2.3.3 零件设计原则 2.3.4 机械零件综合设计
2.3.1 零件设计基础
“分特征→定顺序→选视向→造基础→添其他→选材料”。
图 1 特征组成
图2 最佳轮廓
图 3 最佳平面
2.3.2 零件设计意图体现
关于模型尺寸数值被改变后，模型会如何变化的计划称 为设计意图。
1. 设计意图影响因素 2. 零件建模规划
1. 设计意图影响因素
开始零件建模时，选择哪一个特征作为第一个特征？选择哪个外 形轮廓最好？确定了最佳的外形轮廓后，所选择的轮廓形状会对草图 平面的选择造成什么影响？采用何种顺序来添加其他辅助特征？这些 都要受制于设计意图。
（c）特征分 解示例
（d）特征分解练习
（2）特征关联
（a）父子关系 （b）关联方式
（a）父子关系
父/子特征：如果一个特征的建立参照了其他特征的元素，则被参照 特征成为该特征的父特征，而该特征称为父特征的子特征。父特征与子 特征之间形成父子关系，也叫特征关联。
(1)删除父特征会同时删 除子特征，而删除子特 征不会影响父特征。
4、零件数据非常混乱 --- 没有统一规划
5、缺少技巧性
1. 引例：支座建模 2. 零件建模步骤
1. 引例：支座建模
• 零件加工：铸造毛坯>镗轴 承孔>钻安装孔1>钻安装孔2
• 零件造型：基础特征（毛坯 ）>拉伸切除(轴承孔)>拉伸 切除（安装孔1）>镜像（安 装孔2）
（1）拉伸毛坯
（2）切轴承孔
（5）设材料
（4）切安装孔1
（3）切安装孔1
2. 零件建模步骤
2、“SS”特征秘诀
○ 先基础：选草图，定起点，取路径，设目标。 →后附加：选位置、定方式、设参数、添附加。 →再操作：选对象、定方式、设参数、加操作。
(1) 拉圆盘
(2)钻通孔
(3)倒倒角
(4)阵孔角
3、“SS” 零件秘诀
分特征、达意图、造基础、添特征
草图尽量简，特征须关联； 造型要仿真，别只顾眼前。
（3）零件规 划实例
（1）选择“最佳”轮廓。 C轮廓是最好的，只需再添加两个
凸台，就可以完成基本外形。
（2）选择合适的观察角度 B的放置方法最佳，应把最佳轮廓
草图绘制在“上视”基准面上。
（3）构成分析与建模顺序
（4）零件规 划示例
A、组合类零件分解 B、轴类零件分析 C、箱体类零件分析
Hale Waihona Puke a、组合类零件分解(2）在特征树中，子特征 必须排列在父特征之后。
（b）关联方式
• 草图约束关系：指特征的草图与已有实体之间的相切、等距等几何关联方式。 • 特征拓扑关系：指特征的终止条件与已有实体之间关联方式。如完全贯穿、
到离指定面指定的距离等。 • 特征时序关联： 由于特征关系的问题，使得特征建立的次序成为重要因素。
• 设计意图：关于模型被改变后如何表现的计划称为设计意图。设计意 图决定模型如何建立与修改。
•设计意图影响因素 （1）草图的影响：几何关系、尺寸约束及其复杂程度 （2）特征的影响：特征构造方法、特征构成、最佳轮廓和观察角度
（1）草图 的影响
（a）几何约束的影响 （b）定位尺寸的影响 （c）复杂成的影响
基本特征：零件的第一 个特征，它是构成零件 基本形态的特征，它是 构造其他特征的基础， 可以看作是零件模型的 “毛坯”。
其它特征：按照特征之 间的关系依次创建剩余 特征。
特征的组合形式：通常有叠加和挖切。
（b）特征分解原则
“达意图、仿加工、便修改”
特征分解的原则有: ①特征应具有一定的设计和制造意义 ②特征应方便加工信息的输入 ③特征应有利于提高造型效率，增加造型稳定性
2.3.4.7 筋孔类零件
由于箱体结构零件比较复杂，其造型方法也可能与设计者的视图步骤、读 图习惯有关，但在造型过程中应注意一般的造型原则：先面后孔，基准先行； 先主后次，先加后减。
2.3.4.8 錾口锤钳工加工仿真
参照钳工加工过程完 成图2-136所示的錾口锤 的建模（毛坯为φ30 x 94mm的圆钢）。
4.3 常见问题解答
1、影响设计意图的因素有哪些？它们如何影响设计设计意图？
2、简述零件建模的步骤。
3、简述零件规划的内容。
4、零件建模的障碍：
1、拿到图纸后无从下手 --- 不了解系统的造型流程
2、零件的编辑修改很困难 --- 没有用全参数化造型
3、零件数据非常庞大 --- 没有统一思路，做到哪儿是哪儿
在下图中，分别显示了模型的三种可能轮廓和零件的最终 特征组成。
（d）观察角 度的影响 选择草图平面: 一旦决定最佳轮廓之后，下一步就是决定用哪个平面作为
草图平面绘制这个轮廓。
事实上，模型在三维空间的摆放位置与建模本身的要求没有太大的 关系，合理地选择模型的观察角度是基于如下几方面的考虑：
•在零件中，可以通过选择标准视图切换视向，便于设计者观察； •在装配体中，便于定位零件和选择配合对象； •在工程图中，与标准投影方向一致，便于生成视图。
零件建模秘诀集锦
零件建模过程：绘草图→造特征 → 制零件
1、“SS”草绘秘诀 2、“SS”特征秘诀 3、“SS” 零件秘诀
1、“SS”草绘秘诀
○ 选平面：先已有、后默认、次插入。 →定顺序：先已知、后中间、再连接。 →绘草图：绘形状、定位置、设大小。
施加约束的次序： 先几何、后定位、再定形。 按意图、边绘图，边约束。
（c）复杂成的影响
复杂草图拉伸法， 建模速度较快；而简单草 图则更利于以后的修改操 作。
如图2-48所示的零件，可以用圆角草图拉伸获得，也可以用拉伸直角草图后再添加 圆角特征的方法获得。其中复杂草图拉伸法，建模速度较快，但草图复杂，不利于以 后的零件修改和在装配条件下压缩圆角等细节，而简单草图拉伸法则更利于以后的修 改操作。
（2）特征的影响
（a）构造方法的影响 （b）特征构成的影响 （c）最佳轮廓的影响 （d）观察角度的影响
（2）特征的影响
（a）构造方法的影响
•制陶转盘法强调了阶梯轴的整体性，零件的定义主要集中在草图中，设 计过程简单，但草图较为复杂，不利于后期修改； •层叠蛋糕法符合人们的习惯思维，层次清晰，后期修改方便，但与机械 加工过恰好相反； •制造法是模仿零件加工时的方法来建模，也就是“怎样加工就怎样建 模”，该方法不仅具有层叠蛋糕法的所有优点，而且在设计阶段就充分考 虑了制造工艺的要求。
2 零件建模规划
把零件分解成若干个特征，并确定特征之间组合形式与相 对位置及其构造方法的过程称为零件规划，其内容包括：特 征分解、特征构造顺序、构造方法、关联关系分析等内容。
（1）特征分解 （2）特征关联 （3）零件规划实例 （4）零件规划示例 （5）零件分解练习
（1）特征分解
（a）特征组成方式
（a）几何约束的影响
（a）几何约束的影响 草图平面选择 • 图线的位置关系
(a)
(b)
如图2-46 (a)所示，选择大圆盘上表面为小圆柱草图平面时，下面大圆盘厚度 10mm变化时总高度增加，小圆柱高度30mm不变；选择大圆盘下表面为小圆柱草 图平面时，下面大圆盘厚度10mm变化时总高度40mm不变，小圆柱高度减小。
热卷大弹簧
2.3.4.5 开口销类零件设计
开口销是由半圆绕一条 曲线运动而成的，故其造型过 程为：先绘形状线，再绘制半 圆，然后利用扫描特征创建开 口销实体。
2.3.4.6 齿轮类零件
圆柱齿轮的造型 过程为：拉伸形成齿 轮的基体特征；确定 相互啮合的一对圆柱 齿轮的齿数和模数； 计算齿轮零件相关尺 寸；绘制齿形轮廓草 图，建立单个齿形特 征；对单个齿形特征 进行圆周阵列，得到 整个圆柱齿轮的齿形 特征；创建齿轮的其 他特征，并对整个圆 柱齿轮进行修整。
（1）草图尽量简
（2）特征需关联
（3）造型要仿真
（4）别只顾眼前
2.3.4 机械零件综合设计
2.3.4.1 标准件 2.3.4.2 轴类零件 2.3.4.3 盘类零件设计 2.3.4.4 螺旋弹簧类零件设计 2.3.4.5 开口销类零件设计 2.3.4.6 齿轮类零件 2.3.4.7 筋孔类零件 2.3.4.8 錾口锤钳工加工仿真
（b）特征构成的影响
选择不同 的特征建立模 型很大程度上 决定了模型的 设计意图，直 接影响零件以 后的修改方法 和修改的便利 性。
提示：
方法1：旋转主体→切除拉伸孔
方法2：旋转半球 →抽壳→拉伸凸 缘→切除拉伸孔
镜像实体
阵列特征
（c）最佳轮廓 的影响 在拉伸时，最佳轮廓可比其他轮廓建立更多的模型部分。