实体建模技术

实体建模技术提示：1．实体零件的后缀名为.prt 。

2．零件名称只能输入英文字母、汉语拼音、阿拉伯数字和一些带下划线的名称等，不能输入汉字和一些特殊字符，如“/、，、。

、？、< >”等。

3．模型模板有英制和公制，英制inlbs_part_solid（默认英制模板，ecad为英制的 ecad模板），表示其长度为英寸（in），质量为磅（ibm），时间为秒（s）；公制 mmns_part_solid，表示其长度为毫米（mm），质量为牛顿（N），时间为秒（s）；一般选择公制单位。

三维产品建模中常用的创建特征方法有基础特征、基准特征、工程特征等。

一、基础特征是最常用的创建特征的方法，包括拉伸、旋转、扫描、混合，是零件建模的根本，也是进一步学习高级特征的基础。

其中，拉伸完成零件的80% 建模工作，15%使用旋转功能，扫描和混合约占5%左右。

1．1零件造型菜单介绍一）零件环境模式进入主菜单文件（File）下拉菜单新建（New）→零件（Part）→Solid 注意：将“缺省”复选框前的“√”去掉，在模板对话框中选择“mmns_part_solid”选项，即选择公制单位。

二）文件格式及文件名要求文件保存成.Prt格式，并且文件名只能是英文字符、数字等组成，不能含汉字，最好以能说明零件用途的字符来命名。

三）零件造型菜单实体建模命令中基础特征主要包括拉伸、旋转、扫描、混合等。

1．2基础特征常用的造型方法介绍三维实体建模的一般流程：进入实体建模环境创建实体特征并进行编辑（一般先绘2D图形、再通过相关命令创建三维实体图形、最后对特征进行编辑，如抽壳/镜像/倒圆角等）。

一）拉伸（Extrude）1．拉伸的特点将封闭的二维截面或剖面图形沿垂直草绘平面方向延伸至指定距离来拉伸成柱体，当截面有内环时，特征将拉伸成孔。

可创建实体、曲面，可填加或移除材料。

2．拉伸特征的创建步骤单击命令→单击“放置”选项→“定义“内部草绘（或在绘图区按右键，选”定义内部草绘“）→草绘对话框中确定“草绘平面”和“参照平面（包括绘图方向和参照方向）。

“→草绘环境绘制草绘截面→完成后”√“（”╳“退出草绘）→确定拉伸高度→”√“确认，生成实体。

3．拉伸操控板1）放置上滑面板：定义和修改拉伸草绘截面；注意：拉伸前的草绘截面图形一定是封闭的。

提示：绘制截面草图时可使用参照命令来设置绘图时的参照位置及尺寸标注的参照。

用拉伸生成的实体，沿拉伸方向上的各截面特征是相同的。

左图草绘相关尺寸如下：拉伸高度为30mm。

草绘平面以及参照平面的选取：不同草绘截面及参照面选取对比：（1）一步生成实体（2）两步生成实体（方法多种）（3）三步生成实体提示：绘制草绘图形，图形形状不要太复杂，否则生成实体时易失败。

2）选项上滑面板：定义草绘平面两侧的特征深度，对曲面可选择端面是否封闭；其选项内容和操控板中深度类型的选择有关。

定义特征生成深度类型有以下几种方法；从上到下依次为：（1）从草绘平面以指定深度拉伸；（2）双向拉伸，所定义值为两侧长度之和；（3）拉伸至下一曲面；（4）拉伸至与所有曲面相交；（5）拉伸至与选定曲面相交；（6）拉伸至选定点、曲面、曲线或平面；拉伸深度类型的不同效果（3）定义拉伸特征生成方向①拉伸深度方向左边第一个图标，效果如图所示。

②材料拉伸（去除）方向（选择去除材料或薄壁选项）右边第一个图标，效果如图所示。

注意：箭头指向去除材料一侧。

3）属性上滑面板：设置拉伸特征的名称，查看当前特征信息。

4）拉伸特征类型拉伸可生成实体或曲面，通过图标分别来实现。

拉伸实体拉伸曲面技巧：1）用Crtl+D可使参照平面重新摆正。

2）在零件实体环境中，Shift+鼠标中键（按住）可平移图形；滚动中键可缩放图形；按住中键可旋转图形。

要点：4) 特征编辑特征创建完成后，需要修改可在模型树中右键单击特征，选择“编辑定义“选项，即可对草绘截面及拉伸参数进行重新设置和编辑。

技巧：在三维环境中，最好将系统颜色设置为 pro/e wildfire方案，以便于对曲面特征的观察。

设置方法：效果显示：如图所示三维造型，其中右边一圆柱体为实体，左边为曲面特征，在两种不同的系统颜色下其显示对比如图所示。

在左图中，白色表示实体；粉色为封闭曲面；黄色表示破面。

4.练习素材1）图1 造型步骤参考：图22）创建流程基于特征建模（搭积木）流程----参考 步骤一 创建底板步骤二创建顶部圆柱特征步骤三创建支撑板步骤四创建加强筋注意：此筋特征可以通过“筋”命令生成，也可以通过拉伸方式生成，但要注意拉伸时草绘线要超过圆柱底面，一面出现连接不上的问题。

步骤五底部开槽模型树特征如图所示。

二、旋转（Revolve）1．旋转特点旋转特征具有轴对称特性，由封闭的断面（截面）图形绕与其平行的轴回转而成。

2．旋转特征的创建步骤单击命令→单击“放置”选项→“定义“内部草绘（或在绘图区按右键，选”定义内部草绘“）→草绘对话框中确定“草绘平面”和“参照平面（包括绘图方向和参照方向）。

“→草绘环境绘制草绘截面和旋转中心→完成后”√“（”╳“退出草绘）→确定旋转角度→”√“确认，生成实体。

注意：1）旋转必须有旋转轴，且剖面外形需全部落在中心线一方，不许跨越中心线；2）如为了草绘需要建立了数条中心线，系统会选用第一条中心线作为旋转轴；3）若为实体类型，截面必须封闭，且允许有多重回路外形；若为曲面，截面可为封闭或开口型。

旋转轴的定义方法：1）内部中心线：使用草绘截面中心线作为旋转轴，若包含多条中心线默认将第一条中心线作为旋转轴。

2）外部参照：使用现有的有有效几何零件，旋转轴必须位于截面的草绘平面，且只能选择基准轴、边、坐标轴作为旋转轴。

3．旋转角度选择方式1）可变的：角度范围为0~360o；2）至选定的点、平面或曲面，且旋转中心线必须落在该平面上；5．用举例1）螺母注意：拉深深度选项的选取会影响到旋转镜像面的设置。

建模流程：①生成六棱柱②旋转③镜像2）方向盘3）咖啡杯4．练习素材三、零件特征修改方法Pro/E的参数化功能使得实体模型的修改非常简便容易。

1）在模型树中点选任意特征，按鼠标右键，在快捷菜单中选取“编辑定义“，可重定义所有参数并修改模型；2）在模型树中点选任意特征，按鼠标右键，在快捷菜单中选取“编辑“，在模型树中双击任意特征，显示尺寸参数，可对尺寸参数进行修改，然后在菜单管理器中选取再生（Regenerate），可修改模型大小及位置。

二、基准特征在进行3D几何设计时可作为草绘平面、参考面、模型的定位参考等。

包括基准平面（Datum Plane）、基准轴(Datum axis)、基准点(Datum point)、基准坐标系（Datum coordinate system）基准曲线（Datum curve）。

一）基准平面创建基准平面前必须首先考虑能否完全描述和限制产生唯一平面的必要条件，系统会自动产生符合条件的基准平面。

示例练习素材1．2．二）基准轴基准轴可作为圆柱、孔及旋转特征的中心线，也可作为特征创建的参照或同轴特征的参考轴等，对创建基准平面、同轴放置项目等特别有用。

拉伸产生圆柱特征、旋转特征和孔特征，系统会自动产生轴线，但创建圆角和混合等特征系统不会自动创建基准轴。

三）基准点（基准曲线）分为一般基准点、草绘基准点、偏移坐标系创建基准点等。

三、工程特征工程特征是在实体特征的基础上添加或去除材料，形成复杂的模型，包括孔特征、壳特征、筋特征、拔模特征、圆角特征和倒角特征。

通过对基础特征的面、边线等局部元素进行编辑操作，从而改变模型的几何形状。

一）孔特征（hole）利用孔工具可向模型中添加简单孔、定制孔和工业标准孔，通过定义放置参照、设置次参照及定义孔的具体特性来添加孔。

“孔”操控板分为上下两排，单击上面选项会弹出相应的上滑面板，用于定义孔的属性；下面对话框可定义孔的形状、直径、深度等设置。

注意：1．孔的位置尺寸确定1）主参照可以是模型上的平面、回转体的表面或回转体的轴线，若选平面为主参照则新建孔的轴线与主平面垂直；若选取轴线为主参照则新建孔的轴线与主平面平行。

2）孔的放置类型选取不同，则次参照的选择形式也不同：（1）线性类型：主参照必须是平面，此参照为两平面或边，线性尺寸分别表示孔轴线到两个次参照的距离；（2）径向类型：两个此参照分别为基准轴和平面，从而产生一个线性尺寸和一个角度尺寸，其中线性尺寸表示孔轴线到基准轴次参照的半径（距离），角度尺寸表示孔轴线与另一次参照（参考平面）间的夹角；（3）直径类型两个此参照分别为基准轴和平面，从而产生一个线性尺寸和一个角度尺寸，其中线性尺寸表示孔轴线到基准轴次参照的直径（距离），角度尺寸表示孔轴线与另一次参照（参考平面）间的夹角；（4）同轴类型创建与被选参考轴同轴的孔，此时次参照只需要一个轴线即可。

2．孔的形状尺寸确定主要是孔的直径和深度等。

提示：1．绘制草绘孔时，首先需绘制一条垂直中心线作为孔的中心线，另外，所绘制的截面必须封闭，没有交叉和重合。

2．全部剖面必须位于回转周的一侧；3．孔剖面中至少有一条线段垂直于回转轴线。

4．创建标准孔时，系统添加的注释影响对模型的观察，可选中注释后单击鼠标右键，快捷菜单中选择“删除”命令即可（可通过过滤器设置）。

二）壳特征 (shell)“壳”特征可将实体内部掏空，只留一个特定壁厚的壳，可用于指定要从壳移除的一个或多个曲面。

提示：1．若未选择要移除的面，则会创建一个“封闭”壳； 2． 若反向厚度侧（在对话框中输入负值或单击反向按钮），壳厚度被添加到零件外部；3． 定义壳时，单击“参照”选项中的“非缺省厚度”收集器，可为某曲面指定单独的厚度值；4． 单独厚度值的曲面无法输入反向或负厚度值，厚度侧由壳的默认厚度方向确定。

三）筋特征筋是设计中连接到实体曲面的薄翼或腹部伸出项。

筋通常用来加固设计中的零件，也常用来防止出现不需要的折弯特征。

提示：1．筋特征的轮廓截面必须是开放的。

2．筋添加材料的方向必须指向模型内部。

3．按钮可调节材料生长侧，是一个3态按钮，依次单击可使筋特征在草绘平面两侧、左侧和右侧之间切换。

四）拔模特征(draft)指在设计过程中将零件的某些竖直面改为倾斜面。

拔模特征是在模具设计和制造过程中为将工件从型腔中取出的具体工艺要求。

相关概念；1．拔模曲面：进行拔模操作的曲面称为拔模曲面。

2．拔模枢轴：将与原来竖直面成正交关系且在拔模操作中不发生任何改变的面或中立曲线称为拔模枢轴。

拔模枢轴可以是平面也可以是在拔模曲面上的曲线，当选择平面时，枢轴平面与拔模曲面的交线作为拔模枢轴。

3．拔模方向：测量拔模角度的方向，通常是模具开模方向。

4．拔模角度：拔模方向与生成的拔模曲面之间的角度，通常为-300～300。