《特征建?！稰PT課件

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1、第3章 特征建模l3.1 零件建模的基本概念lSolidWorks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。l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：l1.特征必須是一個實體或零件中的具體構成之一l2.特征能對應于某一形狀l3.特征應該具有工程上的意義l4.特征的性質是可以預料的l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建新的實體。3.2 零件特征分析

2、l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。l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。l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。l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l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：l1.進入零件設計模式，分析零件特征，并確定特征創建順序。l2.創建與修改基本特征。l3.創建與修改其他構造特征。l4.所有特征完成之后，存儲零件模型。3.4 基礎特征建模l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?；A特征建模相當于二維草圖中的基本圖元?；A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。l3

4、.4.1 拉伸特征l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。l1拉伸特征的操作步驟l（1）執行拉伸命令。l在草圖編輯狀態下，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 ，此時系統出現“拉伸”屬性管理器；l（2）設置屬性管理器。l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 。l2拉伸特征的終止條件l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，在“

5、終止條件”一欄的下拉菜單中可以選用需要的拉伸類型。l（1）給定深度l從草圖的基準面以指定的距離拉伸特征。l（2）完全貫穿l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。l（3）成形到下一面l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。l（4）成形到一頂點l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。l（5）成形到一面l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。l（6）到指定面指定距離l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，該面既可以可以是平面

6、也可以是曲面。l（7）成形到實體l從草圖的基準面拉伸特征到指定的實體。l（8）兩側對稱l從草圖的基準面向兩個方向對稱拉伸特征。l3拔模拉伸l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?！睆瓦x框，選擇是向外拔模還是向內拔模。l4薄壁特征拉伸l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l拉伸切除特征是SolidWorks

7、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。l拉伸切除特征的操作步驟如下：l（1）執行拉伸切除命令l在草圖編輯狀態下，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，此時系統出現“切除-拉伸”屬性管理器。l（2）設置屬性管理器l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l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，但是可以與旋

8、轉軸接觸。l旋轉特征應用比較廣泛，是比較常用的特征建模工具。l1旋轉特征的操作步驟l（1）繪制旋轉軸和旋轉輪廓l在草圖繪制狀態下，繪制旋轉軸和旋轉輪廓草圖。l（2）執行旋轉命令l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 ，此時系統出現“旋轉”屬性管理器，各欄的注釋。l（3）設置屬性管理器l按照設計需要對“拉伸”屬性管理器中的各欄參數進行設置。l（4）確認旋轉圖形l單擊屬性管理器中的“確定”圖標按鈕 ，實體旋轉完畢。l2旋轉類型l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”一欄的下拉菜單中可

9、以選用需要的旋轉類型。l（1）單向l從草圖基準面以單一方向生成旋轉特征。l（2）兩側對稱l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。l（3）雙向l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。l3薄壁特征旋轉l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l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、參數類型和參數

10、含義完全相同，旋轉切除特征的操作步驟：l（1）設置基準面并繪制草圖l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。l（2）拉伸圖形。l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。l（3）再次設置基準面并繪制草圖l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。l（4）執行旋轉切除命令。l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 。l（5）設置屬性管理器l此時系統彈出“

11、切除-旋轉”屬性管理器，按照圖示進行設置。l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l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則：l1.對于基體或者凸臺掃描特征，掃描輪廓必須是閉環的；對于曲面掃描特征輪廓可以是閉環的，也可以是開環的。l2.路徑可以為開環或閉環。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。l3.路徑的起點必須位于輪廓的基準面上。l4.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。l5.掃描方式通常有：不帶引導線的掃描方

12、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l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。l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。l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。l放樣特征遵循以下規則：l1.創建放樣特征，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。如果要創建實體特征，輪廓必須是閉合的。l2.創建放樣特征時，引導線

13、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。l3.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l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。l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。l3.5.1 圓角特征l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、所選的邊線或邊線環生成圓角。l圓

14、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。l生成圓角特征遵循以下規則：l1.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。l2.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。l3.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，則系統需要花費比較長的時間重建零件。l4.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l倒角特征是在所選的邊線、面或

15、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。l1“角度距離”倒角l“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。l2“距離距離”倒角l“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。l3“頂點”倒角l“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l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?？梢栽诂F有的零件上插入

16、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。l1中性面拔模l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?、所有外部面、一些內部面、所有內部面、相切的面或者內部和外部面組合。l2分型線拔模l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。l3階梯拔模l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，代表階梯。3.5.4 抽殼

17、特征l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。l1去除模型面抽殼l去除模型面抽殼是指執行抽殼命令時，將所選擇的模型面去除并生成薄壁特征。l2空心閉合抽殼l空心閉合抽殼是指執行抽殼命令時，不去除模型面而生成一個空心的薄壁實體。l3多厚度抽殼l多厚度抽殼是指執行抽殼命令時，生成不同面具有不同厚度的薄壁實體。3.5.5 筋特征l筋是零件上增加強度的部分，它是一種從開環或閉環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材料。l3.5.6 圓頂特征

18、l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。l3.5.7 特型特征l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l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。l1線性陣列l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。l2圓周陣列l圓周陣列繞一旋轉中心按照指

19、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。l3曲線驅動的陣列l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。l4草圖驅動的陣列l草圖驅動的陣列是指將源特征按照草圖中的草圖點進行陣列。l5表格驅動的陣列l草圖驅動的陣列是指添加或檢索以前生成的X-Y坐標，在模型的面上增添源特征。l3.5.9 鏡像特征l鏡像特征是指對稱于基準面鏡像所選的特征。按照鏡像對象的不同，可以分為鏡像特征和鏡像實體。l1鏡像特征l鏡像特征是指以某一平面或者基準面作為參考面，對稱復制一個特征或者多個特征。l2鏡像實體l鏡像特征是指以某一平面或者基準面作為參考面，對稱復制視圖中的整個模型實體。3

20、.5.10 鉆孔特征l鉆孔特征是指在已有的零件上生成各種類型的孔特征。SolidWorks提供了兩種生成孔特征的方法：簡單直孔和異型孔向導。l1簡單直孔l簡單直孔是指在確定的平面上，設置孔的直徑和深度?？咨疃鹊摹敖K止條件”類型與拉伸切除的“終止條件”類型基本相同。l2異型孔向導l異型孔向導由于生成具有復雜輪廓的孔，主要包括柱孔、錐孔、孔、螺紋孔、管螺紋孔和舊制孔等六種類型的孔。異型孔的類型和位置都是在“孔”規格屬性管理器中完成。3.5.11 比例縮放l比例縮放是指相對于零件或者曲面模型的重心或模型原點來進行縮放。比例縮放僅縮放模型幾何體，常在數據輸出、型腔等中使用。它不會縮放尺寸、草圖或參考幾何體。對于多實體零件，可以縮放其中一個或多個模型的比例。l比例縮放分為統一比例縮放和非等比例縮放，統一比例縮放即等比例縮放，該縮放比較簡單。3.6.1 傳動軸的創建3.6 實例3.6.2 圓錐齒輪