TopSolid实体建模实例

TopSolid 实体建模实例（一）
Missler China 技术部模型实例：
训练内容：
练习使用轮廓功能创建形状复杂的草图，掌握实体建模常用的拉伸、凸起、钻孔、圆角、阵列操作等命令。

理解TopSolid的数据管理结构，体会参数化和关联性。

操作步骤：
1、草图绘制
a)“新建文档”，选择“Design”文档，选择“不使用模板”，设计模式选择“关联模
式”，单位选择“毫米”（即公制单位）
b)修改当前线型为点划线，当前颜色为红色（可以使用默认快速线型的第一种）；使
用“曲线>>基准线”命令，在坐标系原点水平方向、竖直方向（选择命令提示行“更改为垂直”选项）创建两条基准线；然后使用“曲线>>等距曲线”命令，以前面两条基准线为参考，沿“模式=两边”等距（距离如图）；再使用“曲线>>圆”命令，如下图绘制两个直径30和一个直径60的圆（确定圆心点的时候，可以选择捕捉点图标
，然后选择曲线交点，再一次选择相交直线即可）。

得到如下的曲线：
c)修改当前颜色为黑色，当前线型修改为较粗实线（可以使用默然快速线型五）。

使
用“曲线>>轮廓”命令，按下图依次选择三个圆的○1、○2、○3、○4、○5、○6处：
最后再一次选择○1处，整个轮廓会改变颜色，以提示轮廓封闭，如下图：
得到如下轮廓：
d)使用“修改元素”命令，选择下图中所示○1位置轮廓线段，新的类型选择“圆”，输
入圆弧半径：50（在选择类型的时候也可以不用选择，直接输入50，就默认修改为R50的圆弧连接）；不用退出命令，接着选择下图所示○2位置轮廓线段，这次不用在选择类型或者输入直径了，直接选择先前修改的○1段圆弧，系统就自动将○2处的直线段修改成与○1处相同的圆弧，并且保持关联（后续如果修改其中一处的圆弧值，另一处也会自动相应修改）。

结果如下图：
e)继续使用“修改元素”命令，如上步选择（如果没有退出先前命令，也可以直接选
择）下图所示的○3、○4段，修改为R100的圆弧：
f)继续使用“修改元素”命令，选择下图所示的○5处圆弧段，新的类型选择“反转”；
同样操作修改○6处圆弧段，得到最终要求的轮廓线如下：
2、拉伸实体
a)使用“外形>>拉伸”命令，选择前面绘制的黑色粗实线轮廓，修改对齐模式为“居
中”，确认“类型=实体”（如果是“曲面”，单击“曲面”切换到“实体”），输入20回车，将轮廓拉伸20mm得到一个实体。

如下图：
b)选择“外形>>钻孔”命令，确认“定位坐标系=约束坐标系”，选择拉伸体上表面的
如下图所示位置：
c)钻孔模板选择“孔”，选择孔为“穿透所有”，输入直径为：10mm
d)得到如下钻孔：
e)不要使用ESC键退出当前钻孔命令，命令提示行选择“阵列”，接下来选择“圆形”阵
列，旋转轴选择“Z+”，再选择“360”，再输入个数：2，得到如下结果：
3、参数化关联修改
我们注意到，在拉伸完成以后，我们前面绘制的曲线轮廓以及尺寸都不见了，包括我们做完钻孔以后的钻孔尺寸也不见了，实际上这些内容都依然完整的保留在了我们的文档中，只是系统为了方便我们后续的工作，保持一个比较整洁的绘图界面，将我们前面使用过的东西都自动隐藏起来了，如果我们想要修改前面的元素（包括尺寸），可以将它们再显示出来。

a)使用“属性>>驱动元素”命令，选择拉伸体竖直面，如下：
b)我们就会发现前面绘制的曲面轮廓以及拉伸步骤用到的所有元素，包括尺寸，又全都显示
出来了；使用“曲线>>等距曲线”命令，选择中间直径60的圆，修改命令提示行为“模式=一边”，输入距离：5，得到如下图：
c)使用“外形>>凸起”命令，参考面选择拉伸体上表面，拉伸高度输入：5mm，其余输
入0mm，得到如下形状：
d)由于前面的曲线和尺寸我们不用修改了，为了让绘图区域更整洁一些，需要将他们重新隐
藏起来。

再一次的使用“属性>>驱动元素”命令，选择拉伸部分的竖直面，就可以重新让他们隐藏了；如下：
e)使用“外形>>钻孔”命令，选择凸起部分的顶面为参考面，钻一个直径30的通孔：
f)由于我们这个模型，我希望拉伸体的上下两面都有凸起，因此我需要把上表面的凸起同时
阵列复制到下表面去。

使用“外形>>阵列操作”命令，选择凸起部分的数值面：
g)阵列模式从下拉选项里选择“单镜像”，对称平面选择“XY”，得到下图结果：
我们注意到，在我们软件的标题栏位置，文件名称的最后，出现了一个“ ?”，这表示我们的文档中包含有无效元素（另一个符号“*”，表示文档自上次保存以后已经又做了修改，需要保存）；同时直径30的通孔中间的竖线（实际上，这跟竖线是钻孔的定位坐标系，TopSolid在钻孔操作时，为了清晰的表示出孔轴位置，将钻孔的定位坐标系改成的Z轴表示模式，因此就是只有一个竖线）也变成了红色，并且在旋转、平移或者缩放屏幕时又会显示为元素本身的黑色，这表示这个竖线表示的坐标系就是无效元素。

同时，我们会发现软件的信息提示栏也有相应的出错信息的提示。

为什么会出现无效元素呢？这是因为我们在钻孔时，直接以凸起顶面的圆面作为参考面，自动的在圆面的中心位置钻的孔，系统在自动判断参考面的中心位置的同时，系统自动的生成的中心位置坐标系，因此当我们后面将凸起阵列以后，凸起顶面的圆面虽然在几何上没有发生变化，但是在系统内部的计算中却有一些变更，从而导致自动得到的钻孔坐标系丢失了参考，从而变成无效元素。

那么如何修改无效元素呢？最简单的方法是使用“编辑>>打断关联”命令，选择变成无效元素的坐标系（孔轴线），直接去掉其父子关联关系，当然同时也就去掉了其无效信息；但是这种方法有个非常不好的地方，就是破坏了元素本身的关联性，我们在后续的修改过程中就没有那么方便了，除非是在不希望保留关联参数的情况下，否则不建议使用。

正确的修改
方法是：使用“工具>>打开/关闭特征树”命令，或者将鼠标移动到绘图区域的左边界，等鼠标变化成两竖线的时候单击鼠标左键，打开特征树区域，并且在特征树区域的空白位置单击鼠标右键，在弹出菜单选择“编辑集合>>无效元素集合”：
然后我们就会看到无效元素的特征树，特征树上“飘红旗”的地方就是元素出错的地方，我们在有小红旗的地方单击鼠标右键，弹出菜单选择“重新连接”命令，如下图：
然后在绘图区域选择凸起上表面的圆形边：
* 注意：只要是丢失关联关系造成的无效元素都可以使用这种方法修改。

另，在本例中，有可能有的“小红旗”是出现在“参考面”或则“参考面”和“对齐边”同时出现，这时候只要在“参考面”位置单击右键，选“重新连接”，再选择凸起的上表面就可以了。

h)使用“外形>>圆角”命令，命令提示行“圆角模式=一个半径”，输入半径：5mm，
选择模型拉伸部分的上下两个边，再单击“计算圆角”，生成最终的模型：
i)完成整个模型以后，如果我们希望修改局部的尺寸参数，除了前面提到的使用“属性>>
驱动元素”命令可以将局部的隐藏尺寸显示出来修改以外，我们还可以将所有的隐藏于元素都显示出来在修改，方法就是直接单击绘图区域右下角的隐藏元素显示模式的“隐藏”，将其切换为“显示”，这样所有的元素，包括隐藏元素，都全部显示在绘图区域了。

如下图，将最初的等距直线的距离由120和60，修改到了100和50，另外将等距圆的距离也由5改到了8，我们可以观察到整个3D模型也都随着我们尺寸的修改而改动了：
* 注意：由于会将文档中所有的元素显示出来，因为在比较复杂的模型文档中，就会有非常多的线条是尺寸标注，可能会显得非常的凌乱，甚至不容易找到想要修改的元素，因此建议只在简单的文档中使用这种方法来显示隐藏元素修改，而对于复杂的文档不建议使用这种方
法；对于复杂的文档，建议使用“驱动元素”命令，只将你需要修改的部分的隐藏元素显示出来修改即可，或者是从特征树区域中寻找需要修改的元素来修改。

另，在将隐藏元素的显示模式由“隐藏”切换到“显示”的时候，我们会发现两个类似手电筒这样的东西显示出来，这是系统默认定义的光源，不要将其删除了！如果误将其删除，就会发现绘图区域变黑了，不过可以通过“图像>>光源”命令，选择“重置光源”来恢复。

关于为什么要设置光源外形，以及如何配置光源，我们将在其他的文档章节中再做介绍。

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