1、第四章零件建模基礎(chǔ)本章摘要本章詳細(xì)介紹如何創(chuàng)建實體特征，以便讀者熟悉特征工具欄的應(yīng)用和操作方法。向讀者重點(diǎn)介紹如何創(chuàng)建拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠、放樣特征，以及如何構(gòu)造和操縱特征管理器的結(jié)構(gòu)。本章包含以下內(nèi)容：l基本特征l應(yīng)用特征轉(zhuǎn)換l特征4.1基礎(chǔ)特征基準(zhǔn)特征包含四種特征塑型工具：擠出、回轉(zhuǎn)、掃掠和斷面混成。大多數(shù)基準(zhǔn)特征是以草圖為基礎(chǔ)的，因此也稱為以草圖為基礎(chǔ)的特征。Solidworks將出現(xiàn)在零件空間中的第一個實體特征稱為基礎(chǔ)，添加到此基礎(chǔ)的其他特征稱為凸柱，凸柱必須與基礎(chǔ)連接。塑型特征時，您需要更多地關(guān)注特征和多重本體之間的關(guān)系。此外，要正確設(shè)置輪廓和軌跡，在Solidworks中使用空間中的某

2、些輔助幾何對象(包括構(gòu)造幾何、基準(zhǔn)點(diǎn)和坐標(biāo)系)稱為構(gòu)造幾何。零件文件中生成的第一個特征是確定模型整體狀態(tài)的基礎(chǔ)特征(通常是拉伸凸柱、旋轉(zhuǎn)凸柱、掃掠、放樣等)。創(chuàng)建基本特征的過程通常如下：(1)選取要繪制草圖的基準(zhǔn)，或建立所需的參考基準(zhǔn)。(2)繪制草圖。(3)設(shè)定相應(yīng)的要素。建立第一個基準(zhǔn)特征后，建立模型的剩馀工作主要是將特征加入至既有基準(zhǔn)，此基準(zhǔn)可以是以草圖為基礎(chǔ)的特征(例如擠出、回轉(zhuǎn))，也可以是工程應(yīng)用程式特征(例如圓角、薄殼)。Solidworks中的常用功能如表4-1所示。表4-1通用功能說明4.1.1擠出特征拉伸特征是通過沿直線方向拉伸草圖來生成實體的特征造型方法，適用于長方體類零件和

3、常規(guī)非旋轉(zhuǎn)類零件的基本體形狀。以下說明了使用實例時使用“拉伸特征”命令的方法和技巧。具體程序如下：(1)在“草圖”工具欄上，單擊“草圖”按鈕，選擇“平面”作為草圖平面，選擇“原點(diǎn)為中心”，然后繪制半徑為25的圓。(2)單擊“拉伸凸柱/基礎(chǔ)”按鈕或單擊“選擇”菜單“插入/凸柱/拉伸”命令后，控制區(qū)域中將顯示拉伸屬性管理器，圖4-1拉伸屬性檢查器和拉伸實體預(yù)覽(3)在“起始條件”區(qū)域中，從“起始條件”列表框中選擇“基于草圖”選項。“開口條件”列表框中每個選項的含義如下：草圖基準(zhǔn)：從草圖所在的基準(zhǔn)面擠出。曲面/面/基準(zhǔn)：從其中一個實體開始擠出。頂點(diǎn)：從選定頂點(diǎn)開始拉伸。等距：從與目前草圖基準(zhǔn)等距的基

4、準(zhǔn)開始擠出。在“輸入等距離值”文本框中，設(shè)置等距離。(4)在“方向1”區(qū)域的“終止條件”列表框中，選擇指定的深度選項，然后在“深度”文本框中輸入距離“10”。“終止條件”列表框中每個選項的含義如下：指定深度：在“深度”文本框中設(shè)置深度。形狀作為一個頂點(diǎn)：選擇要延伸的頂點(diǎn)。成型目標(biāo)-面：選取要延伸的面做為基準(zhǔn)面。如果雙擊曲面，終止條件將更改為成型至曲面，所選曲面變?yōu)榻K止曲面。到指定面的指定距離：在圖形區(qū)域中，選擇面或基準(zhǔn)面。然后輸入等距距離。選擇“轉(zhuǎn)換曲面”選項，使擠出端點(diǎn)成為參考曲面的變換，而不是實際的等距。如果需要，請選取翻轉(zhuǎn)等距選項，以相反方向等距移動。形狀為實體：在圖形區(qū)域中，選擇要拉伸

5、的實體。在組合中擠出時，您可以選取成型選取頂部做為實體，以將草圖延伸至所選本體。如果擠出的草圖超出所選面或曲面本體，則造型為實體選項會自動延伸解析面以終止擠出。兩側(cè)對稱：在“深度”文本框中設(shè)置深度。(5)選取薄壁特征選項，啟用此區(qū)域，然后在類型清單方塊中選取單向選項，并在厚度文字方塊中輸入5?！邦愋汀绷斜砜蛑忻總€選項的含義如下：單向：設(shè)定在草圖的一個方向擠出的厚度。兩側(cè)對稱：設(shè)定在草圖的兩個方向上均勻擠出的厚度。雙向：徐璐設(shè)定不同的擠出厚度，以雙向擠出。(6)單擊“確定”按鈕完成擠出，結(jié)果如圖4-2所示。圖4-2創(chuàng)建拉伸實體4.1.2旋轉(zhuǎn)特征旋轉(zhuǎn)特征是通過繞直線旋轉(zhuǎn)草圖來生成幾何模型的特征造型

6、方法，適用于重新轉(zhuǎn)換零件形狀。以下說明了使用實例操作旋轉(zhuǎn)特征命令的方法和技巧。具體程序如下：(1)在“草圖”工具欄上，單擊“草圖”按鈕，然后選擇“前基準(zhǔn)”作為草圖平面以繪制圖形，如圖4-3所示。圖4-3繪制旋轉(zhuǎn)草繪(2)單擊“旋轉(zhuǎn)凸柱/基礎(chǔ)”按鈕或選擇菜單“插入/凸柱/旋轉(zhuǎn)”命令，在控制區(qū)域中顯示旋轉(zhuǎn)屬性管理器(如圖4-4所示)，在圖形區(qū)域中顯示旋轉(zhuǎn)實體預(yù)覽。圖4-4旋轉(zhuǎn)屬性檢查器和旋轉(zhuǎn)圖元預(yù)覽(3)在“旋轉(zhuǎn)參數(shù)”區(qū)域的“類型”列表框中，選擇“單向”選項，然后在“角度”文本框中輸入360。“類型”下拉列表框中每個選項的含義如下：單向：在草圖中的單個方向上生成旋轉(zhuǎn)。兩側(cè)對稱：在旋轉(zhuǎn)角度相對于草圖

7、基準(zhǔn)的中心按順時針和逆時針方向生成旋轉(zhuǎn)。雙向(two-direction):從草繪基礎(chǔ)順時針和逆時針創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)。設(shè)定方向l角度和方向2的角度。兩個角度的總和不能超過360。(4)選取薄壁特征選項，啟用此區(qū)域，在類型清單方塊中選取單向選項，然后在方向1厚度文字方塊中輸入10。如圖4-5所示，在旋轉(zhuǎn)主體周圍添加了一定厚度(即薄壁)?！邦愋汀绷斜砜蛑忻總€選項的含義如下：單向：在草圖的一個方向上添加薄壁體積。兩側(cè)對稱：圍繞草圖將薄壁體積均等地應(yīng)用于草圖的兩側(cè)，以添加薄壁體積。雙向：在草圖的兩側(cè)添加薄壁體積。“方向/厚度”文本框指示從草圖向外添加薄壁體積(如圖4-6所示)，“方向2厚度”文本框指示顯示“方

8、向1厚度”和“方向2厚度”文本框。圖4-5添加薄壁選項圖4-6中出現(xiàn)兩個文本框(5)單擊“ok(確定)”按鈕完成旋轉(zhuǎn)，如圖4-7所示。圖4-7創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)體4.1.3掃描特征掃描特征是一種特征建模方法，通過沿路徑曲線移動截面來創(chuàng)建幾何模型。在Solidworks中，掃掠分為簡單掃掠和引線掃掠，簡單掃掠僅由剖面和路徑組成。在引線掃掠中，沿路徑掃掠的剖面形式由引線線控制。簡單掃掠的掃掠輪廓在掃掠期間不會變更，引線掃掠的掃掠輪廓在掃掠期間由引線線控制。以下范例作業(yè)說明了使用掃掠特征指令的方法和技巧。具體程序如下：(1)單擊“草圖”，選擇平面作為草圖平面，選擇原點(diǎn)中心點(diǎn)，繪制半徑為5的圓，然后結(jié)束草圖。(

9、2)在特征樹中，單擊“前視圖基準(zhǔn)”以選擇其他草圖平面，單擊“視圖”工具欄上“標(biāo)準(zhǔn)視圖”列表中的“正交”按鈕，然后單擊“樣條曲線圖4-8繪制了兩個草圖(3)單擊“特征”工具欄上的“掃描”按鈕，或選擇菜單“插入/凸柱/掃描”，如果控制區(qū)域中顯示“掃描特征”屬性檢查器，則在圖形區(qū)域中預(yù)覽掃描實體，如“輪廓和路徑”區(qū)域中選擇4-9。圖4-9掃描特征屬性管理器和掃描圖元預(yù)覽(4)單擊“選項”區(qū)域，然后在“方向/扭曲控制”列表框中，選擇“沿路徑更改”選項。在“路徑排序類型”列表框中，選擇“無”選項，然后選中“顯示預(yù)覽”復(fù)選框，如圖4-10所示。圖4-10掃描屬性檢查器“方向/扭曲控制”列表框中每個選項的含

10、義如下：沿路徑更改：截面相對于路徑始終處于相同的角度。法向裴珉姬打斷時間與起始截面平行。沿路徑扭轉(zhuǎn)：沿路徑扭轉(zhuǎn)剖面。使用定義的方法，以度、弳度或旋轉(zhuǎn)定義扭轉(zhuǎn)。沿路徑沿法線方向扭曲：沿路徑扭曲時，保持截面平行于起始截面，從而沿路徑扭曲截面。路徑對齊列表框中的選項和復(fù)選框的含義如下：無：以10個垂直輪廓對齊輪廓，一個進(jìn)行修改。最小扭曲(minimum translation):僅適用于3D路徑，防止輪廓沿路徑更改時自交。方向矢量：選擇方向矢量將截面輪廓與選定方向?qū)R并設(shè)定方向矢量的圖元。所有面：如果路徑包含相鄰面，請盡可能使掃掠輪廓與相鄰面相切。合并層切面：如果掃描輪廓只有相切段，則使生成的掃描的

11、相應(yīng)曲面相切。保持相切的面可以是基礎(chǔ)面、圓柱面或圓錐面。其他相鄰面將合并，輪廓將被近似處理。您可以將草圖弧轉(zhuǎn)換為云形線。顯示預(yù)覽:顯示掃描的繪畫預(yù)覽，取消選擇以僅顯示輪廓和路徑。(5)單擊自/到切線區(qū)域，在“自切線類型”列表框中選擇“無”選項，然后在“到切線類型”列表框中選擇“無”選項，如圖4-圖4-11起點(diǎn)/終點(diǎn)切向區(qū)域起始觸點(diǎn)類型列表框中每個選項的含義如下：無：不應(yīng)用切線。路徑切線：垂直于起點(diǎn)路徑生成掃掠?！敖Y(jié)束切線類型”列表框中每個選項的含義如下：無：不應(yīng)用切線。路徑切線：垂直于端點(diǎn)路徑生成掃掠。(6)單擊“確定”按鈕以完成掃掠特征，如圖4-12所示。圖4-12創(chuàng)建掃描實體4.1.4放樣

12、特征放樣特征源自航空行業(yè)，最初是將模板放置在平行截面上，然后使用蒙皮復(fù)蓋模板形成產(chǎn)品外觀的制造方法。放樣適用于截面形狀發(fā)生顯著變化的實體建模。以下-例證作業(yè)說明了斷面混成特征指令的可操作性和技術(shù)。具體程序如下：(1)單擊“草圖”按鈕，選擇右側(cè)底邊作為草圖平面，選擇原點(diǎn)作為中心點(diǎn)，繪制半徑為15的圓，然后結(jié)束草圖。(2)在要素樹中，單擊以選擇右側(cè)基準(zhǔn)面，選擇“插入/參考幾何圖形/基準(zhǔn)面”菜單，在控制區(qū)域中顯示基準(zhǔn)特性管理器，在“等距離”文本框中輸入“20”圖4-13基準(zhǔn)設(shè)置(3)在“視圖”工具欄上的“標(biāo)準(zhǔn)視圖”列表中，單擊“正交”圖4-14繪制矩形(4)在“特征”工具欄上，單擊“放樣”按鈕或選擇

13、菜單“插入/圖4-15放樣特性管理器和放樣實體預(yù)覽(5)在“起始/結(jié)束約束”區(qū)域中，從“起始約束”下拉列表框中選擇“無”選項，然后從“結(jié)束約束”下拉列表框中選擇“無”圖4-16“start/end constraints(開始/結(jié)束約束)”區(qū)域城市“開始約束”下拉列表框中每個選項的含義如下：無：未應(yīng)用相切約束。方向向量：將相切約束套用至方向向量中的所選本體，然后設(shè)定拔模角度以及起始或結(jié)束相切長度?；ゴ褂谳喞禾子没ゴ褂谄鹗驾喞蚪Y(jié)束輪廓的相切約束，然后設(shè)定拔模角度以及起始或結(jié)束切線長度。結(jié)束約束：下拉列表框中的每個選項與開始約束下拉列表框中的每個選項具有相同的含義。這里不重復(fù)。(6)在“選項”

14、區(qū)域中，選中“顯示切片合并和預(yù)覽”復(fù)選框，如圖4-17所示。圖4-17可選區(qū)域其中每個選項的含義如下：合并切面：如果線段相切，則生成的放樣中的曲面保持相切。放樣閉合：沿放樣方向生成閉合實體。此選項會自動連接最后一個草圖和第一個草圖。顯示預(yù)覽：顯示放樣中繪制的預(yù)覽。取消選擇此選項可僅查看路徑和參考線。(7)單擊“確定”按鈕以完成放樣特征，如圖4-18所示。圖4-18創(chuàng)建放樣實體4.2應(yīng)用程序特征在Solidworks中，大多數(shù)機(jī)械零件的機(jī)身通常是通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠和放樣特征完成的，還有基于此完成特征的特征。這些特征通常稱為應(yīng)用特征或詳細(xì)特征。4.2.1圓角圓角是使用平滑過渡替代幾何圖元邊界的特

15、征造型方法。圓角生成規(guī)則如下：加入小圓角之前，請先加入大圓角。多個圓角聚集在一個頂點(diǎn)上，老師就會變成更大的圓角。在生成圓角之前添加拔模。如果要創(chuàng)建具有多個圓角邊界和拔模曲面的鑄模零件，在大多數(shù)情況下，應(yīng)在添加圓角之前添加拔模特征。最后，加入裝飾接合端。大多數(shù)情況下，在放置后嘗試添加裝飾圓角。添加得越快，零件再生所需的時間就越長。為了加快零件的重生成速度，可以使用單個圓角操作處理需要相同半徑圓角的多個邊界。但是，如果變更此圓角的半徑，在相同操作中建立的所有圓角都會變更。單擊“特征”(features)工具欄上的圓角按鈕時，圓角屬性管理器會出現(xiàn)在控制區(qū)域中，如圖4-19所示。圖4-19圓角屬性檢查

16、器圓角類型區(qū)域有四個選項，每個選項的含義如下：固定大小：產(chǎn)生固定半徑的圓角。可變大?。菏褂每勺儼霃街祫?chuàng)建圓角。面圓角：混合不相鄰的非連續(xù)曲面。全圓角：生成與三個相鄰縫合曲面(與一個或多個面相切的圓角以下是應(yīng)用此類型圓角的一些示例：1.恒定大小圓角在“圓角類型”區(qū)域中，選擇“常量大小”單選按鈕，在“圓角參數(shù)”區(qū)域中將圓角半徑設(shè)置為“10”，然后在繪圖區(qū)域中選擇需要圓角操作的邊界，單擊“確定”其他區(qū)域的一些主要選項具有以下含義：多半徑圓角：生成具有不同半徑值的圓角。環(huán)形角度：在圓角接地線相交的地方生成平滑過渡。反轉(zhuǎn)圓角：定義在頂點(diǎn)的圓角處開始混成的反轉(zhuǎn)距離。圖4-20固定大小的圓角2.可變大小圓角在“圓角類型”區(qū)域中，選擇“可變大小”單選按鈕，然后在圖形區(qū)域中，選擇需要圓