1、第3章 特征建模,3.1 零件建模的基本概念 SolidWorks是基于特征的實體造型軟件?！盎谔卣鳌边@個術語的意思是零件模型的構造是由各種特征來生成的，零件的設計過程就是特征的累積過程。 所謂特征是指可以用參數驅動的實體模型。通常，特征應滿足如下條件： 1.特征必須是一個實體或零件中的具體構成之一 2.特征能對應于某一形狀 3.特征應該具有工程上的意義 4.特征的性質是可以預料的 改變與特征相關的形狀與位置的定義，可以改變與模型相關的那些形位關系。對于某個特征既可以將其與某個已有的零件相聯結，也可以把它從某個已有的零件中刪除掉，還可以與其他多個特征共同組合創(chuàng)建新的實體。,3.2 零件特征分

2、析,任何復雜的機械零件，從特征的角度看，都可以看成是由一些簡單的特征所組成，所以可以把它們叫做組合體。 組合體按其組成方式可以分為特征疊加、特征切割和特征相交3種基本形式。 在零件建模前，一般應進行深入的特征分析，搞清零件是由哪幾個特征組成，明確各個特征的形狀，它們之間的相對位置和表面連接關系；然后按照特征的主次關系，按一定的順序進行建模。 一個復雜的零件，可能是由許多個簡單特征經過相互之間的疊加、切割或相交組合而成。零件建模時，特征的生成順序很重要。不同的建模過程雖然可以構造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的造型結構卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應用。,3.

3、3 零件三維實體建模的基本過程,一個零件的建模過程，實際上就是許多個簡單特征相互之間疊加、切割或相交的操作過程。按照特征的創(chuàng)建順序，構成零件的特征可分為基本特征和構造特征，因此一個零件的實體建模的基本過程可以由如下幾個步驟組成： 1.進入零件設計模式，分析零件特征，并確定特征創(chuàng)建順序。 2.創(chuàng)建與修改基本特征。 3.創(chuàng)建與修改其他構造特征。 4.所有特征完成之后，存儲零件模型。,3.4 基礎特征建模,基礎特征建模是三維實體最基本的繪制方式，可以構成三維實體的基本造型。基礎特征建模相當于二維草圖中的基本圖元。基礎特征建模主要包括拉伸特征、拉伸切除特征、旋轉特征、旋轉切除特征、掃描特征與放樣特征等

4、。 3.4.1 拉伸特征 拉伸特征是SolidWorks中最基礎的特征之一，也是最常用的特征建模工具。拉伸特征是將一個二維平面草圖，按照給定的數值沿與平面垂直的方向拉伸一段距離形成的特征。,1拉伸特征的操作步驟 （1）執(zhí)行拉伸命令。 在草圖編輯狀態(tài)下，利用“插入”“凸臺/基體”“拉伸”菜單命令，或者單擊“特征”工具欄上的“拉伸凸臺/基體”圖標按鈕 ，此時系統(tǒng)出現“拉伸”屬性管理器； （2）設置屬性管理器。 按照設計需要對“拉伸”屬性管理器進行參數設置，然后單擊屬性管理器中的“確定”圖標按鈕 。,2拉伸特征的終止條件 不同的終止條件，拉伸效果是不同的。SolidWorks提供了8種形式的終止條件

5、，在“終止條件”一欄的下拉菜單中可以選用需要的拉伸類型。 （1）給定深度 從草圖的基準面以指定的距離拉伸特征。 （2）完全貫穿 從草圖的基準面拉伸特征直到貫穿視圖中所有現有的幾何體。 （3）成形到下一面 從草圖的基準面拉伸特征到相鄰的下一面，以生成特征。下一面必須在同一零件上，該面既可以可以是平面也可以是曲面。 （4）成形到一頂點 從草圖基準面拉伸特征到一個平面，這個平面平行于草圖基準面且穿越指定的頂點。,（5）成形到一面 從草圖的基準面拉伸特征到所選的面以生成特征，該面既可以可以是平面也可以是曲面。 （6）到指定面指定距離 從草圖的基準面拉伸特征到距離某面特定距離處以生成特征，該面既可以可以

6、是平面也可以是曲面。 （7）成形到實體 從草圖的基準面拉伸特征到指定的實體。 （8）兩側對稱 從草圖的基準面向兩個方向對稱拉伸特征。,3拔模拉伸 在拉伸形成特征時，SolidWorks提供了拉伸為拔模特征的功能。單擊“拔模開關”圖標按鈕，在“拔模角度”一欄中輸入需要的拔模角度。還可以利用“向外拔模”復選框，選擇是向外拔模還是向內拔模。 4薄壁特征拉伸 在拉伸形成特征時，SolidWorks提供了拉伸為薄壁特征的功能。如果選中“拉伸”屬性管理器中的“薄壁特征”復選框，可以拉伸為薄壁特征，否則拉伸為實體特征。薄壁特征基體通常用作鈑金零件的基礎。,3.4.2 拉伸切除特征,拉伸切除特征是SolidW

7、orks中最基礎的特征之一，也是最常用的特征建模工具。拉伸切除是在給定的基體上，按照設計需要進行拉伸切除。 拉伸切除特征的操作步驟如下： （1）執(zhí)行拉伸切除命令 在草圖編輯狀態(tài)下，利用“插入”“切除”“拉伸”菜單命令，或者單擊“特征”工具欄上的“拉伸切除”圖標按鈕，此時系統(tǒng)出現“切除-拉伸”屬性管理器。 （2）設置屬性管理器 按照設計需要對“拉伸”屬性管理器進行參數設置，然后單擊屬性管理器中的“確定”圖標按鈕。,3.4.3 旋轉特征,旋轉特征命令是通過繞中心線旋轉一個或多個輪廓來生成特征。旋轉軸和旋轉輪廓必須位于同一個草圖中，旋轉軸一般為中心線，旋轉輪廓必須是一個封閉的草圖，不能穿過旋轉軸，但

8、是可以與旋轉軸接觸。 旋轉特征應用比較廣泛，是比較常用的特征建模工具。 1旋轉特征的操作步驟 （1）繪制旋轉軸和旋轉輪廓 在草圖繪制狀態(tài)下，繪制旋轉軸和旋轉輪廓草圖。 （2）執(zhí)行旋轉命令 利用“插入”“凸臺/基體”“旋轉”菜單命令，或者單擊“特征”工具欄上的“旋轉凸臺/基體”圖標按鈕 ，此時系統(tǒng)出現“旋轉”屬性管理器，各欄的注釋。,（3）設置屬性管理器 按照設計需要對“拉伸”屬性管理器中的各欄參數進行設置。 （4）確認旋轉圖形 單擊屬性管理器中的“確定”圖標按鈕 ，實體旋轉完畢。 2旋轉類型 不同的旋轉類型，旋轉效果是不同的。SolidWorks提供了3種形式的終止條件，在“旋轉類型”一欄的下

9、拉菜單中可以選用需要的旋轉類型。 （1）單向 從草圖基準面以單一方向生成旋轉特征。,（2）兩側對稱 從草圖基準面以順時針和逆時針兩個方向生成旋轉特征，兩個方向的旋轉角度相同，旋轉輪廓草圖位于旋轉角度的中央。 （3）雙向 從草圖基準面以順時針和逆時針兩個方向生成旋轉特征，兩個方向旋轉角度為屬性管理器中設定的值。 3薄壁特征旋轉 在旋轉形成特征時，SolidWorks提供了旋轉為薄壁特征的功能。如果選中“旋轉”屬性管理器中的“薄壁特征”復選框，可以旋轉為薄壁特征，否則旋轉為實體特征。,3.4.4 旋轉切除特征,旋轉切除特征是在給定的基體上，按照設計需要進行旋轉切除。旋轉切除與旋轉特征的基本要素、參

10、數類型和參數含義完全相同，旋轉切除特征的操作步驟： （1）設置基準面并繪制草圖 在左側的“FeatureManager設計樹”中用鼠標選擇“前視基準面”作為繪制圖形的基準面。 （2）拉伸圖形。 利用“插入”“凸臺/基體”“拉伸”菜單命令，或者單擊“特征”工具欄中的“拉伸凸臺/基體”圖標 ，將上一步繪制的草圖拉伸為深度為60的圓柱體。,（3）再次設置基準面并繪制草圖 在左側的“FeatureManager設計樹”中用鼠標選擇“上視基準面”作為繪制圖形的基準面。 （4）執(zhí)行旋轉切除命令。 利用“插入”“切除”“旋轉”菜單命令，或者單擊“特征”工具欄中的“旋轉切除”圖標 。 （5）設置屬性管理器 此

11、時系統(tǒng)彈出 “切除-旋轉”屬性管理器，按照圖示進行設置。 確認旋轉切除特征，單擊“切除-旋轉”屬性管理器中的“確定”圖標按鈕 。,3.4.5 掃描特征,掃描特征是指通過沿著一條路徑移動輪廓或者截面來生成基體、凸臺與曲面。掃描特征遵循以下規(guī)則： 1.對于基體或者凸臺掃描特征，掃描輪廓必須是閉環(huán)的；對于曲面掃描特征輪廓可以是閉環(huán)的，也可以是開環(huán)的。 2.路徑可以為開環(huán)或閉環(huán)。路徑可以是一張草圖、一條曲線或者一組模型邊線中包含的一組草圖曲線。 3.路徑的起點必須位于輪廓的基準面上。 4.掃描特征包括三個基本參數：掃描輪廓、掃描路徑與引導線。其中掃描輪廓與掃描路徑是必須的參數。 5.掃描方式通常有：不

12、帶引導線的掃描方式、帶引導線的掃描方式與薄壁特征的掃描方式。,3.4.6 放樣特征,放樣特征是通過兩個或者多個輪廓按一定順序過渡生成實體征。放樣可以是基體、凸臺、切除或曲面。 在生成放樣特征時，可以使用兩個或多個輪廓生成放樣，僅第一個或最后一個輪廓可以是“點”，也可以這兩個輪廓均為“點”。對于實體放樣，第一個和最后一個輪廓必須是由分割線生成的模型面或面、或是平面輪廓或曲面。 放樣特征與掃描特征不同的是，放樣特征不需要有路徑，就可以生成實體。 放樣特征遵循以下規(guī)則： 1.創(chuàng)建放樣特征，至少需要兩個以上的輪廓。放樣時，對應的點不同，產生的效果也不同。如果要創(chuàng)建實體特征，輪廓必須是閉合的。 2.創(chuàng)建

13、放樣特征時，引導線可有可無。需要引導線時，引導線必須與輪廓接觸。加入引導線的目的，是為了控制輪廓根據引導線的變化，有效的控制模型的外形。 3.放樣特征包括兩個基本參數：輪廓與引導線。,3.5 附加特征建模,附加特征建模是指對已經構建好的模型實體，對其進行局部修飾，以增加美觀并避免重復性的工作。 在SolidWorks中附加特征建模主要包括：圓角特征、倒角特征、抽殼特征、筋特征、圓頂特征、拔模特征、特型特征、圓周陣列特征、線性陣列特征、鏡像特征、孔特征與異型孔特征等。 3.5.1 圓角特征 圓角特征用于在零件上生成一個內圓角或外圓角面。使用該命令可以為一個面的所有邊線、所選的多組面、所選的邊線或

14、邊線環(huán)生成圓角。 圓角主要有幾下幾種類型：等半徑圓角、多半徑圓角、圓形角圓角、逆轉圓角、變半徑圓角、面圓角、完整圓角。,生成圓角特征遵循以下規(guī)則： 1.在添加小圓角之前添加較大圓角。當有多個圓角會聚于一個頂點時，先生成較大的圓角。 2.在生成圓角前先添加拔模。如果要生成具有多個圓角邊線及拔模面的鑄模零件，在大多數的情況下，應在添加圓角之前添加拔模特征。 3.最后添加裝飾用的圓角。在大多數其它幾何體定位后再添加裝飾圓角。如果先添加裝飾圓角，則系統(tǒng)需要花費比較長的時間重建零件。 4.盡量使用一個單一圓角操作來處理需要相同半徑圓角的多條邊線，這樣可以加快零件重建的速度。,3.5.2 倒角特征,倒角特

15、征是在所選的邊線、面或頂點上生成一傾斜面。在設計中是一種工藝設計，為了去除銳邊。 1“角度距離”倒角 “角度距離”倒角是指通過設置倒角一邊的距離和角度來對邊線和面進行倒角。在繪制倒角的過程中，箭頭所指的方向為倒角的距離邊。 2“距離距離”倒角 “距離距離”倒角是指通過設置倒角兩側距離的長度，或者通過“相等距離”復選框指定一個距離值進行倒角的方式。 3“頂點”倒角 “頂點”倒角是指通過設置每側的三個距離值，或者通過“相等距離”復選框指定一個距離值進行倒角的方式。,3.5.3 拔模特征,拔模特征是以指定的角度斜削模型中所選的面。拔模特征是模具設計中常采用的方式，其應用之一可使型腔零件更容易脫出模具

16、?？梢栽诂F有的零件上插入拔模，或者在拉伸特征時進行拔模，也可以將拔模應用到實體或曲面模型。 1中性面拔模 在中性面拔模中，中性面不僅是確定拔模的方向，而且也是作為拔模的參考基準。使用中性面拔?？砂文Ｒ恍┩獠棵妗⑺型獠棵?、一些內部面、所有內部面、相切的面或者內部和外部面組合。 2分型線拔模 分型線拔?？梢詫Ψ中途€周圍的曲面進行拔模，分型線可以是空間曲線。如果要在分型線上拔模，可以首先插入一條分割線來分離要拔模的面，也可以使用現有的模型邊線，然后再指定拔模方向，也就是指定移除材料的分型線一側。 3階梯拔模 階梯拔模為分型線拔模的變體。階梯拔模用為拔模方向的基準面旋轉而生成一個面，這將產生小面，代

17、表階梯。,3.5.4 抽殼特征,抽殼特征用來掏空零件，使所選擇的面敞開，在剩余的面上生成薄壁特征。如果執(zhí)行抽殼命令時沒有選擇模型上的任何面，可以生成一閉合、掏空的實體模型，也可使用多個厚度來抽殼模型。 1去除模型面抽殼 去除模型面抽殼是指執(zhí)行抽殼命令時，將所選擇的模型面去除并生成薄壁特征。 2空心閉合抽殼 空心閉合抽殼是指執(zhí)行抽殼命令時，不去除模型面而生成一個空心的薄壁實體。 3多厚度抽殼 多厚度抽殼是指執(zhí)行抽殼命令時，生成不同面具有不同厚度的薄壁實體。,3.5.5 筋特征,筋是零件上增加強度的部分，它是一種從開環(huán)或閉環(huán)草圖輪廓生成的特殊拉伸實體，它在草圖輪廓與現有零件之間添加指定方向和厚度的

18、材料。 3.5.6 圓頂特征 圓頂特征是對模型的一個面進行變形操作，生成圓頂型凸起特征。 3.5.7 特型特征 特型特征與圓頂特征類似，也是針對模型表面進行變形操作，但是具有更多的控制選項。特型特征通過展開、約束或拉緊所選曲面在模型上生成一個變形曲面。變形曲面靈活可變，很象一層膜?？梢允褂谩疤匦吞卣鳌睂傩怨芾砥髦小翱刂啤睒撕炆系幕瑝K將之展開、約束或拉緊。,3.5.8 陣列特征,陣列是指按照一定的方式復制源特征，陣列方式可以分為線性陣列、圓周陣列、曲線驅動的陣列、草圖驅動的陣列與表格驅動的陣列等。 1線性陣列 線性陣列是指按照指定的方向、線性距離和實例數將源特征進行一維或者二維的復制。 2圓周陣列 圓周陣列繞一旋轉中心按照指定的實例總數及實例的角度間距，生成一個或者多個特征實體的陣列方式。 3曲線驅動的陣列 曲線驅動的陣列是指沿平面曲線或者空間曲線生成的陣列實體。 4草圖驅動的陣列 草圖驅動的陣列是指將源特