第五章 三维零件建模-基础特征1

(a)有缺口
(b)有线头
(c)相交
(d)相切
(e)相连
图5-13 实体拉伸特征的几种错误截面
5.完成基础特征
Step 1．选取深度类型并输入其深度值。 Step2．选取深度方向。不进行操作，采用模 型中默认的深度方向。 Step3.单击预览按扭 Step4.单击√按扭。
※特征的拉伸深度类型
说明：如图5-14所示，单击操控板中的 按钮后的 三角按钮，可以选取特征的拉伸深度类型，各选项说明 如下。
5.1.3 插入（建模）命令介绍
用于创建构造类特征。它们必须 构造在其他特征上面。 创建基础特征的方法，用这些方 法可以创建一般的加材料实体 (例如凸台)、减材料实体(例如 在实体上挖孔)或曲面。 用于创建基准特征(如基准面)。 用于修饰特征(螺纹修饰)。 用于创建高级的空间曲面类特征。 用于特征的高级应用，操作比较复杂。
3．定义草绘截面放置属性
Step 1．在绘图区中右击，从弹 出的如图5-5所示的快捷菜单 中，选择“定义内部草绘”命 令。 说明：也可在操控板中单击 “放置” 按钮，然后在弹出 的界面中单击“定义内部草绘” 按钮，如图5-6所示。 Step2．定义草绘平面。此时系统 弹出如图5-7所示的“草绘” 对话框。
图5-1
基本三维模型
来自百度文库
CAD软件创建基本三维模型的一般过程如下：
（1)首先要选取或定义一个 用于定位的三维坐标系 或3个垂直的空间平面。 （2）选定一个面，作为二 维平面几何图形的绘制 平面。 （3）在草绘面上创建形成 三维模型所需的截面， 轨迹线等二维平面几何 图形。 （4）形成三维立体模型 图5-2 三维坐标系
第五章
三维零件建模基本方法
零件建模是产品设计的基础，而组成零 件的基本单元是特征，本章主要讲述三维实 体特征建模基本方法。强调特征建模的主导 思想和参数化设计的理念。先详细介绍用拉 伸特征创建一个零件模型的一般操作过程， 然后介绍其他的一些基本的特征建模方法包 括旋转、扫描、混合。
5．1 三维建模基础 5．1．1 基本的三维模型
※
一些辅助操作
除可以移动和缩放草绘区外，如果用户想在三维 空间绘制草图或希望看到模型截面草图在三维空间的 方位，可以旋转草绘区，方法是按住鼠标的中键，同 时移动鼠标，可看到图形跟着鼠标旋转。旋转后，单 击按钮 可恢复绘图平面与屏幕平行。 如果用户不希望屏幕图形区显示的东西太多，可单 击按钮 、 、 等将网格、基准平面、坐标系等的 显示关闭，这样图面显得更简洁。 在操作中，如果鼠标指针变成圆圈或当前对话框不 能选取有关的按钮或菜单命令，可单击“窗口”“激 活”
一般来说，基本的三维模型是具有长、 宽(或直径、半径等)、高的三维几何体。图 5-1中列举了几种典型的基本模型，它们是 由三维空间的几个面拼成的实体模型，这些 面形成的基础是线，线构成的基础是点，要 注意三维几何图形中的点是三维概念的点， 也就是说，点需要由三维坐标系(例如笛卡 儿坐标系)中的X、Y、Z三个坐标来定义。
草绘平面定向的步骤如下所述 (1)指定草绘平面的参照平面：先在“草绘”对话框的“参 照”文本框中单击，再单击图形区中的FRONT基准平面。 （2)指定参照平面的方位：单击对话框中“方向”后面的小 三角按钮，在弹出的如图5-7所示的列表中选择 “底部”。完成这2步操作后，“草绘”对话框的显示如图 5-9所示。 Step5．单击对话框中的“草绘”按钮。这时系统进行草绘 平面的定向，并使其与屏幕平行，如图5-10所示。从图 中可看到，FRONT基准面现在水平放置，并且FRONT 面红 色的一侧面在底部。至此系统就进入了截面的草绘环境。
※参照说明：
在草绘环境中，Pro／ENGINEER对用户绘制的图形 能进行自动尺寸标注和自动几何约束，但系统在自动标 注和约束时，必须参考一些点、线、面，这些点、线、 面就是所说草绘参照。Pro／ENGINEER系统提示用户要 在下列情形中创建参照。 · 当创建一个新特征时，“参照”对话框自动打开，并 且在参照列表区为用户自动提供了2个草绘截面的参照， 如图5-11和图5-12所示，如果用户想增加参可以在图形 上直接单击。 · 在重新定义一个缺少参照的特征时。 · 在没有足够的参照来摆放一个截面时。
在进入Pro／ENGINEER软件环境后，屏幕的绘图区 中应该显示如图5-3所示的3个相互垂直的默认基准平 面，如果没有显示，可单击工具栏中的 按钮，将其 显现出来。如果还是没有看到，就需要通过单击按钮 来创建3个基准平面。 选取特征命令一般有下面2种方法。 方法1：这是一种从命令下拉菜单中获取特征命令的方法。 “插入” “拉伸”命令 方法2：这是一种从命令工具栏中获取特征命令的方法。 直接单击命令按扭
图5-9 草绘截面对话框
图5-10草绘平面与屏幕平行
4．创建基础拉伸特征的截面草绘图形
草绘图形创建的一般步骤如下： Step 1．定义草绘参照。进入草绘环境后，系 统弹出如图5-11所示的“参照"对话 单击“关闭”按钮，关闭对话框，则接受系统 默认的参照TOP和FRONT基准面 Step2．设置草图环境，调整草绘区。 Step3．创建截面草图。
图5-11 参照对话框
图5-12 “选取”下拉列表
※ 创建截面草图的一般流程和顺序
草绘截面几何图形的大体轮廓。 (2)建立约束。 (3)将尺寸修改为设计要求的尺寸。 (4)调整尺寸位置。将草图的尺寸移动至适当的位置。 (5)将符合设计意图的“弱”尺寸变成“强”尺寸。 (6)改变标注方式，满足设计意图。 (7)编辑、修剪没有用的边线。 (8)将截面草图中的所有“弱’’尺寸变成“强’’尺 寸。
※绘制实体拉伸特征的截面应该注意事项
（1）截面必须闭合，截面的任何部位不能有缺口，如图513(a)所示。如果有缺口，可用修剪命令将缺口封闭。 （2）截面的任何部位不能探出多余的线头，如图5-13(d)较 长的多余的线头用命令 — 修剪掉，如果线头特 别短，即使足够放大也不可见，则必须用命令 — 修剪掉。 （3） 其截面可以包含一个或多个封闭环，生成特征后，外 环以实体填充，内环则为孔。环与环之间不能相交或相切， 如图5-13(c)和图5-13(d)所示，环与环之间也不能有直线 (或圆弧等)相连，如图5-13(e)所示。 （4）曲面拉伸特征的截面可以是开放的，但截面不能有多于 一个的开放环。
图5-3
3个默认基准平面
2．选取拉伸类型
在选择“拉伸”命令后，屏幕下方会出现如图5-4所示 的操控板。在操控板中，按下实体特征类型按钮 。 (默认情况下，此按钮为按下状态)。
5-4
拉伸特征操控板
※拉伸工具可以创建如下四种类型的特征。
· 实体类型：按下操控板中的实体特征类型按钮 。可以创 建实体类型特征，实体特征的草图截面完全由材料填充。 曲面类型：按下操控板中的曲面特征类型按钮 ，可以创 建一个拉伸曲面。曲面是一种没有厚度和重量的面，但通 过相关命令操作可变成带厚度的实体。 薄壁类型：按下薄壁特征类型按钮 ，可以创建薄壁类型特 征，在由草图截面生成实体时，薄壁特征的草图截面则由 材料填充成均厚的环，环的内侧或外侧或中心轮廓边是草 绘截面。 · 切削类型：操控板中的切削特征类型按钮 被按下时，可 以创建切削特征。
※参照平面的解释
选择不同的参照平面，草绘平面在草绘环境中的摆放 是不一样的 参照平面必须是平面并且要求与草绘平面垂直 这里要注意图形区中的TOP(顶)、RIGHT(右)和图510中的“顶”、“右”的区别。模型中的TOP(顶)、 RIGHT(右)是指基准面的名称，该名称可以任意修 改。 完成Step2操作后，当系统获得足够的信息时，系统 将会自动指定草绘平面的参照平面及其方向，例如 图5-10中所示，系统自动指定TOP基准面作为参照， 自动指定参照平面的放置方位为“左’
※ 正空间和负空间
一般来说，创建的特征可分为“正空间"特征和“负空间’’ 特征，“正空间’’特征是指现有零件模型上添加材料，“负 空间’’特征是指在现有零件模型上去除材料，即切削。 如果切削特征按扭 被按下，同时实体特征按钮 也被按 下，则用于创建“负空间”体，即从零件模型中挖去材料。由 于在创建零件模型的第一个(基础)特征时，零件模型中没有任 何材料，所以零件模型的第一个(基础)特征不可能是切削类型 的特征，因而切削按钮 是灰色的，不能选取。， 如果切削特征按钮 按下，同时曲面特征按钮 也被按下，则 用于曲面的裁剪，即在现有曲面上裁剪掉正在创建的曲面特征。 如果切削特征按 被按下，同时薄壁特征按钮 及实体特征 按钮 。也被按下，则用于创建薄壁切削实体特征。
5.1.2 零件模型的创建方式
用Pro/ENGINEER软件创建零件模型，其方法十分灵活，按大的 方法分类，有如下几种情况。 1. “积木”式的方法 这是大部分机械零件的实体三维模型的创建方法。这种 方法是先创建一个反映零件主要形状的基础特征，然后在 这个基础特征上添加其他的一些特征，如伸出、切槽 （口）、倒角、圆角等。 2.由曲面生成零件的实体三维模型的方法 这种方法是先创建零件的曲面特征，然后把曲面转换 成实体模型。 3.从装配中生成零件的实体三维模型的方法 这种方法是先创建装配体，然后在装配体中创建零件
※ 修改尺寸操作提示与注意事项
（1）尺寸的修改往往是安排在建立完约束以后进 行。 （2）修改尺寸前要注意，如果要修改的尺寸的大小 与设计目的尺寸相差太大，应该用图元操纵功能 将要修改的尺寸“拖到”与目的尺寸相近，然后 双击尺寸，输入目的尺寸。 （3）注意修改尺寸的顺序，先修改对截面外观影响 不大的尺寸。
※草图绘制过程中定义草绘参照
选择下拉菜单“草绘”—“参照”命令，同样的“参照”对话框将 会弹出。该对话框中的几个选项介绍如下。 ：用于为尺寸和约束创建参照。单击此按钮后，再在图形区的二维 草绘图形中，单击欲作为参考基准的直线(包括平面的投影直线)、点 (包括直线的投影点)等目标，系统立即将其作为一个新的参照显示在 “参照”列表区中。 ：单击此按钮，再选取目标曲面，可将草绘平面与某个曲面的交 线作为参照。 单击“关闭”，系统接受参照并关闭对话框，注意要使草绘截面的参 照完整，必须至少选取一个水平参照和一个垂直参照，否则会出现错 误警告提示。 注：如果要删除参照，可在参照列表区选取要删除的参照名称，然后 单击“删除”按钮
图5-5快捷菜单
图5-6 拉伸操控面板
图5-7草绘对话框
Step3．定义草绘视图方向。不进行操作，采用模型 中默认的草绘视图方向。 ※完成Step2操作后，图形区中RIGHT基准面的边线 旁边会出现一个黄色的箭头，如图5-8所示，该箭 头表示查看草绘平面的方向。 改变箭头方向的方法： 方法1：单击“草绘”对话框中的“反向”按扭。 方法2：单击该方向箭头。 方法3：将鼠标指针移到箭头附近，右击，选择“反向” 命令
图5-14选取拉伸深度类型
单击按钮 (盲孔)，可以创建“盲孔”深度类型 的特征，这时特征将从草绘平面开始，按照所输入的 深度值向特征创建的方向一侧进行拉伸。 单击按扭 (对称)，可以创建“对称’’深度类 型的特征，这时特征将在草绘平面两侧进行拉伸，输 入的深度值被草绘平面平均分割，草绘平面两边的深 度值相等。 单击按钮 (到选定的)，可以创建“到选定的’’ 深度类型的特征，这时特征将从草绘平面开始拉伸至 选定的点、曲线、平面或曲面
图5-8 查看方向箭头
Step4. 草绘平面的定向 草绘平面选取后，开始草绘前，还必须将草绘 平面进行定向，定向完成后，系统确定草绘平面的 方位，使其与屏幕平行。要完成草绘平面的定向， 必须进行下面的操作。 (1)先指定草绘平面的参照平面，即指定一个与草绘平 面相垂直的平面作为参照 (2)再指定参照平面的方向，即指定参照平面的放置方 位，参照平面可以位于草绘平面的“顶”部或“底” 部或“右”部或“左”部
5．2 创建一个拉伸特征作为零件的基础 特征
基础特征是一个零件的主要轮廓特征， 创建什么样的特征作为零件的基础特征比较 重要，一般由设计者根据产品的设计意图和 零件的特点灵活掌握。拉伸特征是将草绘截 面沿着远离草绘平面方向投影而形成的，它 是最基本且经常使用的零件造型选项。
1选取特征命令——拉伸