04ProENGINEERWildfire20实用教程创建草绘实体特征

04ProENGINEERWildfire20实用教程创建草绘实体特征,基础知识,拉伸实体特征,旋转实体特征,扫描实体特征,混合实体特征,草绘实体特征综合实例,本章小结,习题与思考题,本章内容,基 础 知 识,Pro/ENGINEER按创建顺序将构成零件的特征分为基本特征和构造特征两类。最先建立的是基本特征，它常常是零件最重要的特征。在建立好基本特征后才能创建其他各种特征。基本特征之外的这些特征统称为构造特征。,按照特征生成方法的不同，Pro/ENGINEER又可将构成零件的特征分为草绘实体特征和点放实体特征。草绘实体特征是指由二维截面经过拉伸、旋转、扫描和混合等方法而形成的一类实体特征。因为截面是以草绘方式绘制的，故称为草绘实体特征。草绘须在草绘平面(Sketched Plane)上进行，选择草绘平面之后，还需选择一个与之垂直的参考平面(Reference Plane)，以确定草绘平面的方位。草绘实体特征可以对零件模型进行添加材料和去除材料操作。,一、草绘平面与参考平面的概念,草绘实体特征是从草绘截面开始的，每一个截面的创建过程中都需指定一个平面作为它的绘图工作平台。草绘平面就是特征截面或轨迹的绘制平面，类似于绘制二维图时的图纸。草绘平面可选择基准平面、实体表面等。,选择了草绘平面后，草绘平面将与显示器屏幕重叠，草绘平面的法向与屏幕法向相同。为使草绘平面位置正确，还须指定一个与草绘平面垂直的平面作为草绘平面的参照，该平面即为参考平面。参考平面可作为草绘平面的顶面(Top)、底面(Bottom)、左面(Left)、右面(Right)，用于确定草绘平面在屏幕上的位置。参考平面的法向代表了参考平面在屏幕上的朝向。,基 础 知 识,二、伸出项与切口,要加工出零件的形状和尺寸无非两种方法：一种是用添加材料方法，如铸造、锻造及焊接等；另一种是用去除材料的方法，如车、铣、刨、磨等切削加工。同样，创建零件三维模型也如同加工零件，也有类似的添加材料和去除材料两种方法。Pro/ENGINGEER中创建零件的三维模型就有相应的两种方法，据此可将草绘特征分成【伸出项】和【切口】两类。, 【伸出项】：通过添加材料(体积增加)产生的草绘实体特征。, 【切口】：通过去除材料(体积减少)产生的草绘实体特征。,在Pro/ENGINEER中，对零件模型进行添加材料和去除材料操作过程是相似的，区别仅仅是一个切换按钮。当该按钮处于弹出状态即 时为添加材料；当该按钮处于按下状态即 时，为去除材料。零件的第一个实体特征必须是添加材料特征。,三、创建实体特征的基本方法,通常的三维建模包括以下几个步骤。, 建立一个实体文件，进入零件设计界面；, 分析零件特征，确定特征创建顺序；, 确定草绘平面和参考平面；, 创建并修改基本特征；, 创建并修改其他构造特征；, 所有特征完成后，存储零件模型。,以上步骤中，对特征的分析以及对绘图面和参考面的确定是较为重要的几个环节。,基 础 知 识,1特征分析,在每个具体的三维实体的建模之前，要对其进行特征分析。所谓的特征，是指可以由参数驱动的实体模型。通常特征具有以下的特点。, 特征是一个实体或零件的具体构成之一。, 特征对应于某一具体形状。, 特征应该具有工程上的意义。, 特征的性质是可以预料的。,任何复杂的机械零件，从特征的角度看，都可以看成是由一些简单的特征所构成的。通过定义一系列的特征的形状以及与该特征相关的位置，即可生成较复杂的零件模型。改变这些形状与位置的定义，就改变了零件的形状和性质。,一个较复杂的三维实体可以分解成数个较简单的实体的叠加、裁减或相交。在建模的过程中首先需要明确各个特征的形状，它们之间的相对位置和表面连接关系，然后按照特征的主次关系，按一定的顺序进行建模。在建模过程中，特征的生成顺序是非常重要的。虽然不同的建模过程也可以构造出同样的实体零件，但造型的次序以及零件的特征结构直接影响零件模型的稳定性、可修改性、可理解性及模型的通用性。通常，模型结构越复杂，其稳定性、可修改性、可理解性就越差。因此，在技术要求允许的情况下，应尽量简化实体的特征结构，使用较少的实体元素。,2绘图平面和参考平面,Pro/ENGINEER提供了“FRONT”、“RIGHT”和“TOP”三个默认的正交基准视图平面作为基本特征。默认的基准平面可在零件装配等许多方面为设计者提供方便。鉴于正交基准平面的诸多优越性，建议设计者使用三个默认的正交基准视图平面作为零件建模的基本特征。,基 础 知 识,创建草绘特征时，系统会要求选取一个绘图平面和一个参考平面，并且要求参考平面与绘图平面垂直。如何合理地选取绘图平面和参考平面，需要设计者在大量的实际训练中细心体会。,拉伸实体特征,一、拉伸特征创建的基本操作,拉伸特征是由二维草绘截面沿着给定方向和给定深度生长而成的三维特征，它适合于创建等截面的实体特征。拉伸特征创建操作步骤如下。,步骤1：选择【文件】【新建】命令，或直接单击工具栏中的 按钮，新建并命名一个零件的三维模型，进入零件操作环境。,步骤2：激活拉伸特征操控面板。单击绘图区右侧的工具按钮 ，或选择【插入】【拉伸】命令，系统显示如图4.1所示拉伸特征操控面板。操控面板各按钮功能如下。,图4.1 拉伸特征操控面板,建立拉伸实体特征。,：建立拉伸曲面特征。有关曲面特征的内容请参考本书10.2节的相关内容。,：按给定值沿一个指定方向拉伸，单击其旁边的 按钮，有几种其他方式的拉伸模式供选用。,：将拉伸的深度方向更改为草绘的另一侧。,：当该按钮处于未选中状态时，将添加拉伸实体特征；当该按钮处于选中状态时，将建立拉伸去除特征，从已有的模型中去除材料。,拉伸实体特征,：建立加厚(薄体)拉伸特征。,：退出暂停模式，继续使用当前的特征工具。,：暂时中止使用当前的特征工具，以访问其他可用的工具。,：模型预览。若预览时出错，表明特征的构建有误，需要重定义。,：确认当前特征的建立或重定义。,：取消特征的建立或重定义。,【放置】：确定绘图平面和参考平面。,【选项】：单击此按钮，可以更加灵活地定义拉伸高度。,【属性】：显示特征的名称、信息。,步骤3：确定拉伸类型。在实体或曲面、添加材料或去除材料之间进行切换，或指定草绘厚度以创建【加厚】特征。,步骤4：在操控面板中，单击【放置】按钮，创建草绘截面。,步骤5：在操控面板中，单击【选项】按钮，定义拉伸深度。,步骤6：预览特征。在在操控面板中，单击 按钮，可浏览所创建的拉伸特征。,步骤7：完成特征。在在操控面板中，单击 按钮，完成拉伸特征的创建。,拉伸实体特征,二、草绘截面创建,在拉伸特征中草绘截面创建的方法如下。,步骤1：在拉伸特征的操控面板中，单击【放置】按钮，打开如图3.3所示【放置】界面。,步骤2：在图3.3界面中单击【定义】按钮，打开如图3.4所示【草绘】对话框。用户可在【草绘】对话框中指定绘图平面和参考平面。,步骤3：在【草绘】对话框的【草绘平面】区域的【平面】编辑框中单击鼠标左键，然后在绘图区中选择 “FRONT”基准平面为绘图平面。选定绘图平面后，系统将指定默认的绘图平面法向的方向、参考平面及参考平面法向的方向。,单击【草绘方向】区域的【反向】按钮，可以改变绘图平面法向的方向，它是特征生成方向，屏幕中有箭头显示。,用户可在【参照】编辑框中单击鼠标左键，然后在绘图区中选择参考平面。【方向】下拉菜单是用于选择参考平面的法线指向的方向。在这选取“RIGHT”基准平面为参考平面，方向选取“右”。,提示：绘图平面可以是基准平面，也可以是实体表面，甚至在这时可以临时建一个绘图平面。在一般情况下，第一个实体特征如果是上下生成，就选用“TOP”基准平面为绘图平面；如果左右生成，就选用“RIGHT”基准平面为绘图平面；如果前后生成，就选用“FRONT”基准平面为绘图平面。,步骤4：单击图3.4中的【草绘】按钮，系统进入草绘截面环境，使用默认尺寸参考，绘制如图4.2所示拉伸草绘截面。,图4.1 拉伸特征操控面板,拉伸实体特征,步骤5：绘制完毕，单击工具栏中的 按钮，系统回到拉伸特征操控面板。,三、拉伸深度的定义,拉伸深度的定义可点击拉伸特征操控面板中的【选项】按钮，打开如图4.3所示【深度】对话框，可选择拉伸模式并设置拉伸深度。,【深度】对话框中的【第1侧】、【第2侧】是指拉伸时沿草绘面的哪一侧拉伸特征。可以沿一侧拉伸，也可以沿两侧拉伸，旁边数字显示当前的拉伸深度，用户可以直接更改拉伸深度值。单击第1侧或第2侧旁边的 按钮，可指定拉伸深度的模式。拉伸深度的模式有以下几种：, 【盲孔】：按给定的深度自草绘平面沿一个方向位伸。, 【对称】：按给定的深度的一半沿指定的草绘平面两侧对称位伸。,图4.2 草绘截面,拉伸实体特征, 【到下一个】：沿指定的方向拉伸到下一个曲面。, 【穿透】：沿指定的方向穿透所有特征。, 【穿至】：沿指定的方向拉伸到指定的点、曲线、平面或曲面。, 【到选定项】：沿指定的方向拉伸到一个选定的点、曲线、平面或曲面。,图4.1 拉伸特征操控面板,注意：用【盲孔】指定一个负的深度值会反转深度方向；用【到下一个】时，基准平面不能被用作终止曲面；对于【穿至】和【到下一个】选项，拉伸的轮廓必须位于终止曲面的边界内，而【到选定项】没有这个限制。,四、特征预览,按图4.3所示设置拉伸深度，设置完毕，单击特征预览按钮 ，观察生成的特征。,：几何预览按钮，显示特征生成的几何形状与特征尺寸。,：特征预览按钮，特征正确完成时的预览。若预览时出错，表明特征的构建有误，需要重定义。,拉伸实体特征,分别点击几何按钮 和特征预览按钮 ，比较预览结果的区别。,单击拉伸特征操控面板中的按钮 ，完成拉伸特征的建立，如图4.4所示。,线框图显示 (b) 着色图显示,图4.4 拉伸实体特征,将文件另存为ex4_1.prt，然后关闭当前工作窗口。,五、创建拉伸特征实例,1创建添加材料拉伸特征,下面创建一个添加材料拉伸特征。,步骤1：打开文件ex4_1.prt。,拉伸实体特征,步骤2：单击 按钮，打开拉伸特征操控面板。,步骤3：草绘截面设置。选取“FRONT”基准平面为草绘平面，“RIGHT”基准平面为参照平面，接收系统默认的视图方向。,步骤4：单击【草绘】按钮，系统进入草绘状态，使用默认尺寸参考。绘制图4.5所示正方形截面。,图4.5 草绘截面,拉伸实体特征,步骤5：截面绘制完毕，单击工具栏中的 按钮，系统回到拉伸特征操控面板，设定拉伸深度为40。,步骤6：单击特征预览按钮 ，观察生成的特征，如图4.6所示。,图4.6 拉伸特征预览,图4.7 改变拉伸深度方向后的特征预览,步骤7：单击按钮 ，再单击按钮 ，将拉伸的深度方向更改为草绘的另一侧。预览生成的特征，如图4.7所示。,提示：比较图4.6与图4.7，体会 对特征生成方向的控制。,拉伸实体特征,点击绘图区域特征中的箭头，也可将拉伸的深度方向更改为草绘的另一侧，与 有相同效果。,步骤8：单击按钮 ，再单击薄体拉伸按钮 ，设置厚度尺寸为5。,步骤9：预览生成的特征，如图4.8所示。,步骤10：单击拉伸特征操控面板中的按钮 ，完成拉伸特征的建立。,步骤11：保存文件。将文件另存为ex4_2.prt，然后关闭当前工作窗口。,图4.8 拉伸薄体特征预览,拉伸实体特征,2创建去除材料拉伸特征,下面创建一个去除材料的拉伸特征。,步骤1：打开文件ex4_1.prt,步骤2：单击 按钮，打开拉伸特征操控面板。,步骤3：进行草绘设置。,选取“FRONT”基准平面为草绘平面，“RIGHT”基准平面为参照平面，接受系统默认的视图设置方向。,步骤4：单击【草绘】按钮，系统进入草绘状态，使用默认尺寸参考。绘制图4.9所示矩形截面。截面绘制完毕，单击工具栏中的 按钮，系统回到拉伸特征操控面板。,步骤5：单击 ，建立去除材料拉伸特征。设定拉伸深度为10，此时屏幕显示如图4.10。,图4.10 创建去除材料拉伸特征,图4.9 草绘截面,拉伸实体特征,提示：单击图4.10中1所指箭头可更改去除材料侧方向，与 中的 按钮作用相同，这里表示向内去除材料；单击图4.10中2所指箭头可更改材料深度拉伸生成方向，与 中的 按钮作用相同，这里表示向下拉伸生成特征。,步骤6：单击特征预览按钮 ，观察生成的特征，如图4.11所示。,步骤7：单击按钮 ，将 中的数字10改为20。预览生成的特征如图4.12所示。,图4.11 拉伸特征预览,图4.12 改变拉伸深度后特征预览,拉伸实体特征,步骤8：单击按钮 ，再单击 中的 按钮，更改去除材料侧方向，如图4.13所示。,图4.13 改变去除材料方向,图4.14 改变去除材料方向后特征预览,拉伸实体特征,步骤9：预览生成的特征如图4.14所示。,步骤10：单击按钮 ，再单击 按钮，将其后的厚度值设为10，此时拉伸特征操控面板如图4.15所示，屏幕显示如图4.16。,步骤11：预览生成的特征如图4.17所示。,图4.16 创建去除材料薄体拉伸特征,图4.15 【拉伸特征】操控面板,图4.17 拉伸薄体拉伸特征预览,拉伸实体特征,将 按钮旁边的尺寸数值改为5，预览生成的特征，理解厚度的含义。,步骤12：单击拉伸特征操控面板中的按钮 ，完成拉伸特征的建立。,步骤13：保存文件。将文件另存为ex4_3.prt，然后关闭当前工作窗口。,旋转实体特征,旋转实体特征就是将草绘制截面绕一旋转中心线旋转一指定的角度而生成的三维实体特征，旋转实体特征的创建也有添加材料和去除材料两种方法。旋转实体特征主要用于构建回转体形状零件。,旋转特征创建的基本操作,一、,旋转实体特征创建操作步骤如下：,步骤1：选择【文件】【新建】命令，或直接单击工具栏中的 按钮，新建并命名一个零件的三维模型，在零件模板选择对话框中选择mmns_part_solid模板，单击【确定】按钮，进入零件操作环境。,步骤2：激活旋转特征操控面板。单击绘图区右侧的工具按钮 ，或单击菜单【插入】【旋转】命令，系统显示如图4.18所示旋转特征操控面板。操控面板各按钮功能如下。,图4.18 旋转特征操控面板,：建立实体旋转特征。,：建立曲面旋转特征。,：旋转轴。单击收集器(光标所示位置)将其激活，激活后颜色变为黄色。设计时利用此工具可选用新的旋转轴。,旋转实体特征,：从草绘平面开始按给定角度值旋转，单击其旁边的 按钮，有三种旋转模式供选用。,：将旋转的角度方向更改为草绘的另一侧。,：建立旋转减料特征，从已有的模型中去除材料。,：建立薄体旋转特征。,【位置】：确定绘图平面和参考平面，选择旋转轴。,【选项】：单击此按钮，可以更加灵活地定义旋转角度。,【属性】：显示特征的名称、信息。,步骤3：确定旋转类型。在实体或曲面、添加材料或去除材料之间进行切换，或指定草绘厚度以创建【加厚】特征。,步骤4：在操控面板中，单击【位置】按钮，创建草绘截面，选择旋转轴。,步骤5：在操控面板中，单击【选项】按钮，定义旋转角度。,步骤6：预览特征。在在操控面板中，单击 按钮，可浏览所创建的拉伸特征。,步骤7：完成特征。在在操控面板中，单击 按钮，完成旋转特征的创建。,旋转实体特征,二、草绘截面创建,在旋转特征中创建草绘截面的方法如下。,步骤1：在旋转特征的操控面板中，单击【位置】按钮，打开如图4.19所示【位置】对话框。默认轴为内部，即草绘截面时用工具 绘制的中心线。,步骤2：在图4.19对话框中单击【定义】按钮，打开如图3.4所示【草绘】对话框。用户可在【草绘】对话框中选择“FRONT”基准平面为绘图平面，“RIGHT”基准平面为参考平面，方向选取“右”。,步骤3：单击图3.4中的【草绘】按钮，系统进入草绘截面环境，使用默认尺寸参考，先在草绘中用工具 绘制一条中心线作为旋转轴，再绘制如图4.20所示尺寸的草绘截面。,若构建的是实体旋转特征，则草绘截面必须为一封闭面，而且截面应完全位于旋转轴的一侧，不可与旋转轴相交。,图4.19 【位置】对话框,图4.20 草绘截面,旋转实体特征,步骤4：绘制完毕，单击工具栏中的 按钮，系统回到旋转特征操控面板。,三、旋转角度的定义,旋转角度的定义可单击旋转特征操控面板中的【选项】按钮，打开如图4.21所示【角度】对话框，可选择旋转角度模式并设置旋转角度尺寸值。,【角度】对话框中的【第1侧】、【第2侧】是指旋转时沿草绘面的哪一侧旋转特征。可以沿某一侧旋转，也可以沿两侧旋转，旁边数字显示当前的旋转角度尺寸，用户可以直接更改旋转尺寸值。,单击【第1侧】或【第2侧】旁边的 按钮，可供选择的旋转角度模式有以下3种：, 【变量】：按给定的角度值从草绘平面开始沿一个方向旋转。, 【对称】：在草绘平面的两个方向上按给定角度值的一半在草绘平面两侧对称 旋转。, 【到选定项】：从草绘平面开始沿指定的方向旋转到选定的点、平面或曲面。,图4.21 【角度】对话框,旋转实体特征,按图4.22所示设置旋转角度尺寸，设置完毕，单击特征预览按钮 ，观察生成的 特征。,图4.22 【位置】对话框,单击拉伸特征操控面板中的按钮 ，完成旋转特征的建立，如图4.23所示。将文件另存为ex4_4.prt，然后关闭当前工作窗口。,(a) 着色图显示 (b) 线框图显示,图4.23 旋转实体特征,旋转实体特征,四、创建旋转特征实例,1创建添加材料旋转特征,下面创建一个添加材料旋转特征。,步骤1：打开文件ex4_1.prt。,步骤2：单击按钮 ，打开旋转特征操控面板。,步骤3：草绘平面与参考平面的定义。点击【位置】对话框中【编辑】按钮，进入【草绘】对话框。按图4.24设置草绘平面和草绘方向，然后单击【草绘】按钮，进入草绘环境。,(a) (b),图4.24 【草绘】对话框,旋转实体特征,步骤4：先在草绘中用工具 绘制一条中心线作为轴，再绘制如图4.25所示尺寸的草绘截面。绘制完毕，单击工具栏中的 按钮，系统回到旋转特征操控面板。,步骤5：单击特征预览按钮 ，观察生成的特征，如图4.26所示。,图4.25 草绘截面 图4.26 旋转特征预览,步骤6：保存文件。将文件另存为ex4_5.prt，然后关闭当前工作窗口。,2创建去除材料旋转特征,下面创建一个去除材料旋转特征。,步骤1：打开文件ex4_4.prt。,步骤2：单击按钮 ，打开旋转特征操控面板。,步骤3：草绘平面与参考平面的定义。点击【位置】对话框中【编辑】按钮，进入【草绘】对话框。按图4.27设置草绘平面和草绘方向。,步骤4：单击【草绘】按钮，系统进入草绘环境，使用默认尺寸参考，绘制图4.28所示旋转轴与截面。,旋转实体特征,步骤5：截面绘制完毕，单击草绘工具栏中的 按钮，系统回到旋转特征操控面板。,步骤6：单击特征预览按钮，观察生成的旋转特征，如图4.29所示。,图4.27 【草绘】对话框 图4.28 草绘截面,图4.29 旋转特征预览,步骤7：保存文件。将文件另存为ex4_6.prt，然后关闭当前工作窗口。,扫描实体特征,扫描实体特征就是将绘制的二维草绘截面沿着指定的轨迹线扫描生成三维实体特征。同拉伸与旋转实体特征一样，建立扫描实体特征也有添加材料和去除材料两种方法。建立扫描实体特征时首先要绘制一条轨迹线，然后再建立沿轨迹线扫描的特征截面。扫描实体特征可以构建复杂的特征。,一、扫描实体特征创建的基本操作,创建扫描实体特征操作步骤如下：,步骤1：选择【文件】【新建】命令，或直接单击工具栏中的 按钮，新建一个ex4_7.prt零件。,步骤2：单击菜单【插入】【扫描】【伸出项】，显示如图4.30所示【伸出项：扫描】对话框与【扫描轨迹】菜单。,【草绘轨迹】：在草绘环境中绘制扫描轨迹线。,【选取轨迹】：选择已有的曲线作为扫描轨迹线。,如果在已有的轨迹曲线中选择轨迹线，则选取【选取轨迹】项，会显示如图4.31所示的选取菜单，利用该菜单可采用不同的方式选择曲线。,扫描实体特征,【依次】：对已有的边线进行逐一选取作为扫描轨迹线。,【相切链】：在一条曲线链中，单击一条边，所有从它出发的边线，只要链点是切点，其相连边线自动被选中，直到该链点不为切点为止。,【曲线链】：选择曲线链中的边作为扫描轨迹。,【边界链】：通过选取一个曲面，并使用其单侧边来定义轨迹，若曲面有多个环，可选择一个特征环来定义。,【曲面链】：通过选取一个面，并使用该面的边来定义轨迹。,【目的链】：通过选择模型中预先定义的边集来定义轨迹。,【选取】：根据选中的链类型，进行边线、曲线的选择。,【撤消选取】：撤销当前曲线或边的选择。,图4.30 【伸出项：扫描】对话框与【扫描轨迹】菜单 图4.31 选取菜单,扫描实体特征,【修剪/延伸】：对选择的曲线进行裁剪或延长。,【起始点】：选择扫描曲线的开始点。,【完成】：单击该选项完成轨迹曲线的设定。,【退出】：单击该选项终止链选择，返回到上一级菜单。,步骤3：在图4.30所示的【扫描轨迹】菜单中选取【草绘轨迹】项，打开如图4.32所示的【设置草绘平面】菜单。,【设置草绘平面】菜单中各命令的含义如下。,【平面】：选择绘图平面。,【产生基准】：创建绘图基准平面。,【放弃平面】：退出绘图平面的选择。,步骤4：在【设置草绘平面】菜单中选择【平面】命令，选取“FRONT”基准平面为草绘平面，系统同时打开如图4.33所示的【方向】菜单。用户可在菜单中选择【反向】命令，改变绘图平面法线方向。,步骤5：在【方向】菜单中选择【正向】命令，打开图4.34所示【草绘视图】菜单。用户可在该菜单中选择合适的命令定义参考面，从而确定绘图面的方位。,扫描实体特征,步骤6：在【草绘视图】菜单选择“TOP”基准平面为【顶】参照，进入草绘环境。,步骤7：使用默认尺寸参考，绘制图4.35(a)所示轨迹线。,轨迹线不能自身相交。,相对于扫描截面，扫描轨迹线中的弧或样条半径不能太小。,步骤8：在草绘环境中单击草绘工具栏中的 按钮，结束轨迹线的绘制，系统将自动转到与轨迹线起始点垂直的面，以此面作为截面的绘图平面。,图4.32 【设置草绘平面】菜单 图4.33 【方向】菜单 图4.34 【草绘视图】菜单,扫描实体特征,步骤9：在草绘环境中绘制如图4.35b所示扫描特征截面。,步骤10：单击草绘工具栏中的 按钮，完成特征截面的绘制，单击扫描对话框中的【预览】按钮，特征如图4.36所示。,步骤11：单击扫描对话框中的【确定】按钮，完成扫描特征的建立。,步骤12：保存文件，然后关闭当前工作窗口。,(a) 轨迹线 (b) 草绘截面,图4.35 轨迹线与草绘截面,图4.36 扫描实体特征,扫描实体特征,二、轨迹线和截面的关系,对于扫描伸出项，轨迹线与截面的关系有以下几种。,(1) 开放的轨迹线与封闭的截面：这是一般情况，如图4.36所示零件。,【合并终点】：把扫描的端点合并到相邻实体，为此，扫描端点必须连接到零件 几何图元。,【自由端点】：不将扫描端点连接到相邻几何图元。,图4.37 【属性】菜单,(2) 封闭的轨迹线与开放的截面：在【伸出项：扫描】对话框中增加一项图4.38所示的【属性】菜单。在【属性】菜单中必须选择【增加内部因素】命令，这样生成的特征为上、下表面封闭的实体，如图4.39所示。,(3) 封闭的轨迹线与封闭的截面：同样，在【伸出项：扫描】对话框中增加一项图4.38所示的【属性】菜单。在【属性】菜单中必须选择【无内部因素】命令，这样生成的特征为上、下表面不封闭的实体，如图4.40所示。,图4.38 【属性】菜单,扫描实体特征,三、创建扫描实体特征实例,1创建无内部因素扫描实体特征,步骤1：创建新文件ex4_8.prt。,步骤2：单击菜单【插入】【扫描】【伸出项】命令。,步骤3：在扫描轨迹中选取【草绘轨迹】项，以绘制扫描轨迹线。,步骤4：在草绘平面设置中，选取“FRONT”面为草绘平面，“TOP”面为顶参照，绘制如图4.41所示封闭轨迹线。,步骤5：单击草绘工具栏中的 按钮，出现图4.38所示【属性】菜单。在【属性】菜单中，选择【无内部因素】，再选择【完成】，系统进入扫描截面草绘状态。,步骤6：在扫描截面草绘状态，绘制如图4.42所示扫描特征截面。,图4.40 【无内部因素】扫描实体特征,图4.39 【增加内部因素】扫描实体特征,扫描实体特征,步骤7：单击草绘工具栏中的 按钮，完成特征截面的绘制，单击扫描对话框中的【预览】按钮，生成的扫描特征如图4.40所示。,步骤8：保存文件ex4_8.prt，然后关闭当前工作窗口。,2创建增加内部因素扫描特征,步骤9：在【伸出项：扫描】对话框中，选择【属性】【定义】命令，改变属性为【增加内部因素】。,步骤10：进入扫描截面草绘状态，如果仍用以前的截面不作任何修改，单击草绘工具栏中的 按钮，此时出现警告信息，如图4.43所示。,图4.41 封闭的轨迹线,图4.42 封闭的扫描截面,扫描实体特征,步骤11：单击警告信息中的【否】按钮，将截面改为如图4.44所示的开放截面。,步骤12：单击草绘工具栏中的 按钮，完成特征截面的绘制。,步骤13：单击【伸出项：扫描】对话框中的【预览】按钮，特征如图4.39所示。,步骤14：单击【伸出项：扫描】对话框中的【确定】按钮，完成扫描特征的建立。,步骤15：以文件名ex4_9.prt另存文件，然后关闭当前工作窗口。,图4.43 【不完整截面】警告信息,图4.44 开放的截面,扫描实体特征,小结,轨迹线是封闭轨迹，则要确定轨迹的属性是【无内部因素】还是【增加内部因素】,【增加内部因素】时，特征截面必须开放。,【无内部因素】时，特征截面必须闭合。,3创建合并终点形式的扫描特征,步骤1：创建新文件ex4_10.prt。,步骤2：创建如图4.45所示旋转特征。,图4.45 旋转特征,扫描实体特征,步骤3：单击菜单【插入】【扫描】【伸出项】，在扫描轨迹中选取【草绘轨迹】项，并绘制如图4.46所示扫描轨迹线。,步骤4：单击草绘工具栏中的 按钮，出现图4.37所示的【属性】菜单。,步骤5：在【属性】菜单中，选【自由端点】，再选【完成】。系统进入扫描截面草绘状态，绘制如图4.47所示扫描特征截面。,图4.46 扫描轨迹线,图4.47 扫描截面,扫描实体特征,步骤6：单击草绘工具栏中的 按钮，完成特征截面的绘制，单击【伸出项：扫描】对话框中的【预览】按钮，生成的特征如图4.48所示。,图4.48 【自由端点】扫描实体特征,4创建自由端点形式的扫描特征,步骤7：在【伸出项：扫描】对话框中，再选择【属性】【定义】，以改变属性为【合并终点】，再选取【完成】，如图4.49所示。,步骤8：单击扫描对话框中的【预览】按钮，特征如图4.50所示。,步骤9：单击扫描对话框中的【确定】按钮，完成扫描特征的建立。,步骤10：保存文件，然后关闭当前工作窗口。,图4.49 【伸出项：扫描】对话框与【属性】菜单,图4.50 【合并终点】扫描实体特征,混合实体特征,混合实体特征是由两个或多个草绘截面在空间融合所形成的特征，沿实体融合方向截面的形状是渐变的，混合实体特征能够创建比扫描实体特征更复杂的特征。,一、,混合实体特征基本概念,1混合类型,混合实体特征共有平行混合、旋转混合和一般混合三种不同的类型，如图4.51所示。,【平行】：所有混合的截面相互平行，可以指定平行截面之间的距离。,【旋转】：混合截面绕Y轴旋转，最大角度可达120。每个截面都单独草绘并用截面相对坐标系对齐。,【一般】：一般混合截面可绕X、Y、Z轴旋转，也可以沿这三个轴平移。每个截面都单独草绘并用截面相对坐标系对齐。,2混合特征截面的概念,混合特征截面有两种的类型，如图4.51所示。,【规则截面】：使用草绘平面或由现有零件选取的面为混合截面。,【投影截面】：使用选定曲面上的截面投影为混合截面。该命令只用于平行混合。,定义混合截面方法有两种。,【选取截面】：选择截面图元。该命令对平行混合无效。,【草绘截面】：草绘截面图元。,混合实体特征,2混合特征截面的概念,混合特征截面有两种的类型，如图4.51所示。,【规则截面】：使用草绘平面或由现有零件选取的面为混合截面。,【投影截面】：使用选定曲面上的截面投影为混合截面。该命令只用于平行混合。,定义混合截面方法有两种。,【选取截面】：选择截面图元。该命令对平行混合无效。,【草绘截面】：草绘截面图元。,3混合特征截面的起始点,创建混合特征过渡曲面时，系统连接截面的起始点并继续沿顺时针方向连接该截面的顶点。改变混合子截面的起始点位置和方向，形成的混合特征就会有很大的差比。,默认起始点是在子截面中草绘的第一个点。如果要改变起始点位置，选择另一端点，可以单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中，选择【起始点】命令或在下拉菜单中选择【草绘】【特征工具】【起始点】命令，可以将起始点放置在另一端点上。如果要改变起始点方向，选择该起始点，然后重复上述命令即可。,图4.51 【混合选项】菜单,混合实体特征,二、平行混合特征的创建,平行混合特征中所有的截面都互相平行，所有的截面都在同一窗口中绘制完成，截面绘制完毕后，要指定混合截面间的距离。平行混合特征的创建步骤如下。,步骤1：创建新文件ex4_11.prt。,步骤2：在下拉菜单中选择【插入】【混合】【伸出项】命令，弹出如图4.51所示【混合选项】菜单。,步骤3：在【混合选项】菜单中选择【平行】【规则截面】【草绘截面】【完成】命令，弹出如图4.52所示【平行混合】对话框和【属性】菜单。,图4.52 【平行混合】对话框和【属性】菜单,步骤4：选择【属性】菜单中【直的】【完成】命令，弹出图4.34所示的【设置草绘平面】菜单。,混合实体特征,说明：【属性】菜单中有两个命令。,【直的】：用直线段连接不同截面的顶点，截面的边用平面连接。,【光滑】：用光滑曲线连接不同截面的顶点，截面的边用样条曲面连接。,步骤5：选择“FRONT”基准平面为草绘平面，选用默认参考平面。在草绘环境中绘制如图4.53所示第一个混合截面。,说明：图4.53中的箭头所在位置表示该点为该混合截面的起始点位置。选图中其余的一个端点，被选中的端点为红色，此时单击鼠标右键，出现如图4.54所示快捷菜单，选择【起始点】命令，可改变起始点的位置。,步骤6：在绘图窗口中单击鼠标右键，出现图4.54所示快捷菜单，选择【切换剖面】，此时刚绘制完毕的第一个截面颜色变淡，可开始绘制第二个混合特征截面。,图4.53 第一个混合截面 图4.54 快捷菜单,混合实体特征,步骤7：在草绘环境中绘制如图4.55所示的第二个特征截面。,步骤8：选用草绘工具中的 ，将图4.55(a)中的圆分割成如图4.55(b)中的四段。,注意：建立混合特征时，无论采用哪种混合形式，所有的混合截面必须有相同数量的段数。当数量不同时，可通过以下方式解决。,使用草绘工具栏中的分割按钮 ，分割图元。,采用【混合顶点】命令,图4.55 第二个混合截面,混合实体特征,步骤9：若要继续绘制截面，重复步骤6切换截面，并绘制下一个特征截面。此处不再绘制截面，单击草绘工具栏中的 按钮，完成截面的绘制。,说明：若要继续绘制截面，重复步骤6切换截面，并绘制下一个特征截面，如此反复，可绘制多个混合特征截面。若要重新回到第一个特征截面，在绘图窗口中单击鼠标右键，选择【切换剖面】两次即可。,步骤10：输入混合截面间的深度距离60，单击确认按钮 ，回到平行混合对话框。,步骤11：单击【平行混合】对话框中的【预览】按钮，完成的特征如图4.56所示。,步骤12：单击【平行混合】对话框中的【截面】【定义】【草绘】命令，将第一个截面的起始点位置由图4.53改为图4.57所示位置。,图4.56 平行混合特征,图4.57 改变第一截面起始点位置,混合实体特征,步骤13：单击草绘工具栏中的 按钮，完成截面起始点的改动，回到【平行混合】对话框。,步骤14：单击【平行混合】对话框中的【预览】按钮，特征如图4.58所示。,步骤15：单击【平行混合】对话框中的【确定】按钮，完成平行混合实体特征的创建。,步骤16：保存文件，并关闭当前给图窗口。,图4.58 改变起始点位置后的平行混合特征,三、旋转混合特征的创建,创建旋转混合特征时，参与旋转混合的截面间彼此成一定的角度。在草绘模式下，绘制旋转混合截面时，第一截面必须建立一个参照坐标系，并标注该坐标系与其基准面间的位置尺寸，使得各截面间的坐标系统一在同一平面上，然后将坐标系的Y轴作为旋转轴，定义截面绕Y轴的旋转角度，即可建立旋转混合特征。如果旋转角度为0，那么旋转混合的效果与平行混合相同。,下面以实例说明旋转混合特征的创建过程。,步骤1：创建新文件ex4_12.prt。,步骤2：单击菜单【插入】【混合】【伸出项】命令，弹出【混合选项】菜单。,混合实体特征,步骤3：在【混合选项】菜单中选择【旋转】【规则截面】【草绘截面】【完成】命令，弹出【旋转混合】对话框和【属性】菜单。,步骤4：单击【属性】菜单中【直的】【开放】【完成】命令，弹出如图4.32所示的【设置草绘平面】菜单。,步骤5：定义特征截面的草绘平面。选择“FRONT”基准平面为草绘平面，选用“RIGHT”基准平面为参考基准平面。,步骤6：在草绘环境中使用创建参照坐标系按钮 ，建立一个参照坐标系，并标注此坐标系的位置尺寸，然后绘制第一个截面如图4.59所示：,图4.59 第一个旋转草绘截面,混合实体特征,步骤7：单击草绘工具栏中的 按钮，完成第一个截面的绘制。,步骤8：根据系统提示，输入第二个截面与第一个截面之间的夹角45，单击确认按钮 ，进入草绘环境，如图4.60所示。,图4.60 旋转角度输入提示消息,步骤9：绘制第二个特征截面。同样，在草绘环境中使用创建参照坐标系按钮 ，先建立参照坐标系，再绘制如图4.61所示的第二个特征截面。,图4.61 第二个旋转草绘截面,混合实体特征,说明：第二个特征截面的草绘平面是由第一个特征截面的草绘平面绕Y轴旋转45得到；第一个特征截面的草绘平面绕Y轴旋转45后，其参照坐标系与第二个特征截面的参照坐标系将是重合的。,步骤10：单击草绘工具栏中的 按钮，完成第二个特征截面的绘制。并在图4.62所示的信息栏中输入“Y”，或单击鼠标所示位置【是】按钮，表示将继续绘制下一个特征截面。,图4.62 信息栏中的提示信息,步骤11：根据系统提示，输入第三个截面与第二个截面之间的夹角45。,步骤12：绘制第三个特征截面。同样，在草绘环境中使用创建参照坐标系按钮 ，先建立参照坐标系，再绘制如图4.63所示的第三个特征截面。,步骤13：单击草绘工具栏中的 按钮，完成第三个特征截面的绘制。然后信息栏出现图4.62所示的提示信息，在编辑框中输入“N”，或单击鼠标所示位置【否】，表示将不再绘制下一个特征截面。,步骤14：单击【旋转混合】对话框中的【预览】按钮，特征如图4.64所示。,混合实体特征,步骤15：单击【旋转混合】对话框中的【属性】【定义】【光滑】【开放】【完成】命令，改变特征属性。,步骤16：单击【旋转混合】对话框中的【预览】按钮，特征如图4.65所示。,图4.63 第三个旋转草绘截面 图4.64 旋转混合特征,图4.65 光滑旋转混合特征,混合实体特征,图4.66为图4.65中的旋转混合实体中的各尺寸关系。,图4.66 旋转混合实体特征中各尺寸的关系,步骤17：单击【旋转混合】对话框中的【确定】按钮，完成旋转混合实体特征的创建。,步骤18：保存文件，并关闭当前绘图窗口。,混合实体特征,四、一般混合特征的创建,一般混合特征是3种混合方式中最灵活、功能最强，但也是最难把握的一种实体特征生成方式，参与混合的截面可沿相对坐标系的X、Y、Z轴旋转或者平移。,一般混合与旋转混合的区别主要有如下两点。,在旋转混合中，截面间只有一个旋转角，而在一般混合中，可以定义相对坐标系X、Y、Z三个方向的旋转角度(均应小于120)。,旋转混合不需输入各截面间的距离，而一般混合需输入各截面间的距离。,一般混合特征的创建方法与旋转混合特征类似。下面以实例说明一般混合特征的创建过程。,步骤1：创建新文件ex4_13.prt。,步骤2：单击菜单【插入】【混合】【伸出项】命令，弹出【混合选项】菜单。,步骤3：在【混合选项】菜单中选择【一般】【规则截面】【草绘截面】【完成】命令，弹出【一般混合】对话框和【属性】菜单。,步骤4：单击【属性】菜单中【直的】【开放】【完成】命令，弹出【设置草绘平面】菜单。,步骤5：定义特征截面的草绘平面。选择“FRONT”基准平面为草绘平面，并选用【默认】参考平面。,混合实体特征,步骤6：在草绘环境中使用创建参照坐标系按钮 ，建立一个相对坐标系，并标注此坐标系的位置尺寸，然后绘制第一个截面如图所示4.67所示：,步骤7：单击草绘工具栏中的 按钮，完成第一个截面的绘制。,步骤8：根据系统提示，输入第二个截面绕相对坐标系X、Y、Z轴3个方向旋转的角度度数。第二个截面绕相对坐标系X、Y、Z轴3个方向旋转的角度分别为30、30、0。,步骤9：绘制第二个特征截面。同样，在草绘环境中使用创建参照坐标系按钮 ，先建立参照坐标系，再绘制如图4.68所示的第二个特征截面。,图4.67 第一个一般混合截面 图4.68 第二个一般混合截面,混合实体特征,步骤10：单击草绘工具栏中的 按钮，完成第二个特征截面的绘制。在信息栏中的编辑框中输入“Y”，或单击【是】，继续绘制下一个特征截面。,步骤11：根据系统提示，输入第三个截面绕相对坐标系X、Y、Z轴3个方向旋转的角度分别为30、0、15。,步骤12：绘制第三个特征截面。同样，在草绘环境中使用创建参照坐标系按钮 ，先建立参照坐标系，再绘制如图4.69所示的第三个特征截面。,步骤13：单击草绘工具栏中的 按钮，完成第三个特征截面的绘制。然后在信息栏中的编辑框中输入“N”，或单击【否】，表示将不再绘制下一个特征截面。,步骤14：分别输入混合特征截面之间的深度值50、40。,步骤15：单击【一般混合】对话框中的【预览】按钮，特征如图4.70所示。,图4.69 第三个一般混合截面 图4.70 一般混合特征,混合实体特征,步骤16：单击【一般混合】对话框中的【属性】【定义】【光滑】【完成】命令。,步骤17：单击【一般混合】对话框中的【预览】按钮，特征如图4.71所示。,图4.72为图4.71中的旋转混合实体中的各尺寸关系。,步骤18：单击【一般混合】对话框中的【确定】按钮，完成一般混合实体特征的创建。,步骤19：保存文件，并关闭当前给图窗口。,图4.71 光滑一般混合特征 图4.72 一般混合实体特征中各尺寸的关系,草绘实体特征综合实例,本节将综合利用前面所学的拉伸特征、旋转特征、扫描特征和混合特征的创建方法来构建实体模型。,实例一：构建如图4.73所示支架零件,1创建拉伸特征1,步骤1：创建新文件ex4_14.prt。,步骤2：单击菜单【插入】【拉伸】命令，弹出【拉伸特征】控制面板。,步骤3：设置草绘平面，选取“FRONT”基准平面为绘图平面，“RIGHT”基准平面为参考平面，方向选取“右”。,步骤4：进入草绘环境，绘制如图4.74所示的草绘截面。图4.74中直径45的圆为构建圆。,步骤5：单击草绘工具栏中的 按钮，完成截面的绘制。,步骤6：在拉伸面板中输入深度值10，并点击确定，结束拉伸特征1的创建。拉伸结果如图4.75所示。,图4.73 支架,混合实体特征,2创建拉伸特征2,步骤7：单击菜单【插入】【拉伸】命令，系统弹出【拉伸特征】控制面板。,步骤8：设置草绘平面，单击【使用先前的】按钮，选用与前面相同的草绘平面与参考平面。,步骤9：绘制如图4.76所示的草绘截面。,步骤10：单击草绘工具栏中的 按钮，完成截面的绘制。,步骤11：在拉伸面板中输入深度值10，并改变拉伸方向，后点击确定，结束拉伸特征2的创建。拉伸结果如图4.77所示。,图4.74 草绘截面尺寸 图4.75 拉伸结果,混合实体特征,3创建旋转特征,步骤12：单击菜单【插入】【旋转】命令，弹出【旋转特征】控制面板。,步骤13：设置草绘平面，如图4.78所示。,图4.76 草绘截面尺寸 图4.77 拉伸结果,图4.78 草绘平面的选择,混合实体特征,步骤14：绘制如图4.79所示的草绘截面。,步骤15：单击草绘工具栏中的 按钮，完成截面的绘制。,步骤16：在旋转面板中输入旋转角度“360”，然后点击确定，结束旋转特征的创建。结果如图4.80所示。,图4.79 草绘截面 图4.80 创建旋转特征,4创建拉伸出去材料特征,步骤17：单击菜单【插入】【拉伸】命令，系统弹出【拉伸特征】控制面板。,步骤18：设置草绘平面，单击【使用先前的】按钮，选用与前面相同的草绘平面与参考平面。,步骤19：绘制如图4.81所示的草绘截面。,混合实体特征,步骤20：单击草绘工具栏中的 按钮，完成截面的绘制。,步骤21：在拉伸面板中输入双侧深度，如图4.82所示，选定的面为外圆柱面。选定的面图中有黑色点指示，如图4.83所示。,图4.81 草绘截面,图4.82 【深度】对话框 图4.83 选定的曲面,混合实体特征,步骤22：单击拉伸工具栏中的 按钮，拉伸去除材料特征。,步骤23：点击【确定】按钮，结束拉伸去除材料特征的创建，结果如图4.84所示。,图4.84 支架特征,实例二：构建如图4.85所示弯管零件,1创建一般混合特征,步骤1：创建新文件ex4_15.prt。,步骤2：单击菜单【插入】【混合】【薄板切口】命令，弹出【混合选项】菜单。,步骤3：在【混合选项】菜单中选择【一般】【规则截面】【完成】命令，弹出如图4.86所示【剪切：混合，薄板，】对话框和【属性】菜单。,步骤4：在【属性】菜单中选择【光滑】【完成】命令。,混合实体特征,步骤5：设置草绘平面。选“FRONT”基准平面为绘图面，“RIGHT”基准平面为参照面，进入草绘。,步骤6：绘制如图4.87所示圆，利用工具 ，将其分为4段。并利用工具 ，建立截面之间关系的坐标系，并与圆心重合。,图4.87 草绘截面1,混合实体特征,步骤7：单击 按钮，完成截面1的绘制。并在【薄板选项】菜单中选择【正向】命令。,步骤8：在信息输入栏中输入X轴的旋转角度值“60”，Y轴和Z轴的旋转角度值为“0”。进入草绘环境，绘制如图4.88所示的草绘截面2。,步骤9：单击 ，完成截面2的绘制。同样在【薄板选项】菜单中选择【正向】命令。,步骤10：信息输入栏提示是否继续下一截面的绘制，单击【是】按钮。,步骤11：在信息输入栏中输入X轴的旋转角度值“80”，Y轴和Z轴的旋转角度值为“0”。进入草绘环境,步骤12：绘制第三个截面，如图4.89所示圆，利用工具 ，将其分为4段。并利用工具 ，建立截面之间关系的坐标系，并与圆心重合。,图4.88 草绘截面2 图4.89 草绘截面3,混合实体特征,步骤13：单击 ，完成截面3的绘制。同样在【薄板选项】菜单中选择【正向】命令。,步骤14：信息输入栏提示是否继续下一截面的绘制，单击【否】按钮。,步骤15：在信息输入栏中输入宽度值“5”。,步骤16：在信息输入栏中输入截面2的深度值“150”。,步骤17：在信息输入栏中输入截面3的深度值“200”。,步骤18：单击【剪切：混合，薄板，】对话框中的【预览】按钮，后单击【确定】完成一般混合特征的创建，如图4.90所示。,图4.90 一般混合特征,2创建旋转特征,步骤19：单击菜单【插入】【旋转】命令，创建旋转特征。,步骤20：设置草绘平面。选“TOP”基准平面为绘图面，“RIGHT”基准平面为参照面，方向选“左”，进入草绘环境。,步骤21：绘制如图4.91所示截面与旋转轴。,步骤22：在旋转操控面板中输入旋转角度为“360”，完成后的特征如图4.92所示。,混合实体特征,3创建拉伸特征1,步骤23：单击菜单【插入】【拉伸】命令，创建拉伸特征1。,步骤24：如图4.93所示设置草绘平面。,图4.91 草绘截面 图4.92 旋转特征,混合实体特征,步骤25：利用工具 ，选择如图4.94所示的圆形截面。,图4.93 草绘平面设置,图4.94 草绘截面,混合实体特征,步骤26：在拉伸操控面板中输入深度值“10”，厚度值“5”。,步骤27：单击确认按钮 ，完成后的拉伸特征1如图4.95所示。,图4.95 拉伸特征1,4创建拉伸特征2,步骤28：单击菜单【插入】【拉伸】命令，创建拉伸特征2。,步骤29：如图4.96设置草绘平面。,图4.96 草绘平面设置,混合实体特征,步骤30：利用工具 ，选择如图4.97所示圆形截面。,图4.97 草绘截面,步骤31：在拉伸操控面板中输入深度值“10”，厚度值“4.5”。,步骤32：单击确认按钮 ，完成拉伸特征2的创建，最终得到如图4.85所示的弯管 特征。,步骤33：保存文件，关闭当前窗口。,小 结,在本章中，我们学习了草绘实体特征的基本生成方法。草绘实体特征包括：拉伸实体特征、旋转实体特征、扫描实体特征以及混合实体特征。通过学习，我们掌握了建立草绘实体特征的一般流程