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1、1,第三章 零件建模,零件建模的基本技术是基于草绘特征的。草绘特征是零件建模的重要特征，任何零件的创建都离不开草绘特征，熟练掌握草绘特征的创建是学习三维设计的基本功，本课详细介绍利用草绘特征建模的各种方法。,学习目标,重点难点,主要内容,课后习题,2,学习目标,本课应达到如下目标： 掌握拉伸特征的概念与建立方法 掌握旋转特征的概念与建立方法 掌握扫描特征的概念与建立方法 掌握混合特征的概念与建立方法 掌握零件建模基本技术的综合应用,学习目标,重点难点,主要内容,课后习题,3,重点难点,本课有如下重点和难点： 1、拉伸、旋转、扫描和混合特征的概念与建立方法 2、零件建模基本技术的综合应用,学习目
2、标,重点难点,主要内容,课后习题,4,主要内容,3D建模不同于2D绘图，2D绘图在1个平面上即可完成，而3D建模则是在空间中进行，建立的模型具有长度、宽度、高度三个方向的尺寸。 在3D建模中，首先要选定工作空间的坐标系（包括原点、坐标轴和基准平面），用户一般可直接使用Pro/ENGINEER系统提供的默认坐标系，然后再明确草绘平面与参照平面即可。 草绘平面：在该面绘制模型的特征截面或扫描轨迹线等。 参照平面：选定与草绘平面垂直的一个面，作为参照平面，以确定草绘平面的放置特征。,学习目标,重点难点,主要内容,课后习题,5,拉伸特征,主要内容,学习目标,重点难点,主要内容,课后习题,旋转特征,扫描
3、特征,混合特征,6,将绘制的截面沿给定的方向和给定深度生成的三维特征称为拉伸特征。它适用于构造等截面的实体特征，下图所示为拉伸命令的菜单。,创建草绘截面或重新定义草绘截面。,：建立实体拉伸特征。,：建立曲面拉伸特征。,：按给定的拉伸值沿1个方向拉伸。单击该按钮旁边的按钮，在其下拉列表中显示如下几种方式的拉伸模式供选用：,拉伸特征,7,:按给定的拉伸值沿指定的草绘平面两侧对称拉伸。 :按给定的拉伸值沿指定的草绘平面两侧对称拉伸。 :沿一个方向拉伸并通过所有特征。 :沿一个方向拉伸到指定的点、曲线、平面或曲面。 :拉伸到与选定的曲面相交。 :变换特征的拉伸方向。 :建立拉伸减料特征。从已有的模型中
4、去除材料。 :建立薄体拉伸特征。 :暂时中止使用当前的特征工具，以访问其它可用的工具。,8,:模型预览。选中进行模型的几何预览（系统默认的方式，显示特征生成的几何形 状与特征尺寸。），选中进行模型的特征预览（特征正确完成的预览，以观察建立的特征：若预览时出错，表明特征的构建有错误）。如图所示的左图为“几何预览”状态 :确认当前特征的建立或重定义。 :放弃当前特征的建立或重定义。,放置：单击该按钮，显示【放置】面板单击其中的草绘按钮 可绘制 或重定义拉伸截面，用户也可选取存在的草绘基准曲线作为拉伸截面。,9,选项：单击该按钮，显示如下图所示的面板。面板中的【第1侧】、【第2侧】栏供用户选择拉伸特
5、征的方式，并显示当前的拉伸尺寸，用户也可直接更改拉伸尺寸。,封闭端：建立曲面拉伸特征时该项被激活，以选择拉伸曲面的端口是封闭的还是开口的。,10,1,属性：单击该按钮，打开如图1所示的面板，显示当前特征的名称，用户可在【名称】栏修改特征的名称：单击按钮打开该特征的信息窗口，如图2所示。,2,11,建立拉伸特征的操作步骤：,进入零件设计模式，单击菜单【插入】【拉伸】选项，或直接单击拉伸工具按钮 ，打开拉伸特征操控板。,进入零件设计模式，单击菜单【插入】【拉伸】选项，或直接单击拉伸工具按钮 ，打开拉伸特征操控板。,12,在绘图区中选择相应的草绘平面或参照平面，在【剖面】对话框中设定视图方向和特征生
6、成方向。 单击【剖面】对话框中的【草绘】按钮，系统进入草绘状态。 在草绘环境中绘制拉伸截面，绘制完毕单击草绘工具栏中的 按钮，系统回到拉伸特征操控板。 在【选项】面板选择拉伸模式并设置拉伸尺寸。 如果生成薄体特征，选择薄体特征 按钮。 如果是在已有的实体特征中去除材料，单击去除材料按钮 。,13,单击 按钮可改变去除材料的方向。 单击特征预览 按钮，观察生成的特征。 单击拉伸特征操控板中的 按钮，完成拉伸特征的建立。,14,提示：,在进行减料特征操作时，将光标移到建立的切割几何体，光标自动显示单/双方向箭头，如下图所示。单击左键即可完成特征生成方向的更改。在其它特征的操作中也有类似功能，请读者
7、留心学习使用。,15,旋转特征是由特征截面饶旋转中心线旋转而成的一类特征，它适合于构建回转体零件。 草绘旋转特征截面时，其截面必须全部位于中心线的一侧，倘若要生成实体特征，其截面必须是封闭的。,旋转特征,16,:按指定的旋转角度沿一个方向旋转。 :按指定的旋转角度，以草绘平面为分界面向两边旋转。 :沿1个方向旋转到指定的点、曲线、平面或曲面。 :系统提供默认的四种旋转角度“90”、“180”、“270”、“360”，同时也可直接输入0.001到36 0之间的任一值。当选择 按钮时，该栏中显示旋转角度的参照对象，激活该栏用户可明确新的参照对象。,17,建立旋转特征的操作步骤：,进入零件设计模式，
8、单击菜单【插入】【旋转】选项，或直接单击旋转工具按钮 ，打开旋转特征操控板。 单击按钮 ，系统显示【剖面】对话框，该对话框中显示制定的草绘面、参照平面、视图方向等内容。 在绘图区中选择相应的草绘平面或参照平面，在【剖面】对话框中设定视图方向和特征生成方向。 单击【剖面】对话框中的【草绘】按钮，系统进入草绘工作环境。 在草绘环境中使用绘制中心线工具绘制一条中心线作为截面的旋转中心线，在中心线的一侧绘制旋转特征截面，绘制完毕单击草绘工具栏中的 按钮，回到旋转特征操控板。,18,在【选项】面板中选择模型旋转方式，并设置旋转角度。 如果生成薄体特征，则选择薄体特征按钮 。 如果是在已有的实体特征中去除
9、材料，应选择去除材料按钮 。 单击 按钮可改变去除材料方向。 单击特征预览按钮，观察生成的特征。 单击旋转特征操控板中的 按钮，完成旋转特征的建立。,19,提示：,在预览生成的特征后，如果欲重新修改草绘特征截面，以重新生成新的特征，只需单击特征操控板中的草绘截面 按钮，回到草灰工作环境进行修改即可。 要建立实体旋转特征，需绘制一封闭截面，绘制的截面应完全位于旋转轴的一侧，不可与旋转轴相交。,20,实例演练,使用旋转特征建立如下图所示的阶梯轴模型。,21,扫描是将二维截面沿着指定的轨迹线扫描生成三维实体特征，使用扫描建立增料或减料特征时首先要有一条轨迹线，然后再建立沿轨迹线扫描的特征截面。,扫描
10、特征,22,建立扫描特征的操作步骤：,单击菜单【插入】 【扫描】 【伸出项】（如果建立减料特征选【切口】选项）。 在【扫描轨迹】菜单中选择创建轨迹线的方式（如图所示）。 草绘轨迹：在草绘图中绘制扫描轨迹线。 选取轨迹：选择已有的曲线作为扫描轨迹线。 如果在上一步骤中，选择的是【草绘轨迹】，则需定义绘图面与参考面，然后绘制轨迹线；如果选择【选取轨迹】，则需在绘制区中选择一条曲线作为轨迹线。,23,如果轨迹线为开放轨迹并与实体相接合，则应确定轨迹的首尾端为【自由端点】还是【合并终点】。如果轨迹为封闭的，则需配合截面的形状选择【增加内部因素】或【无内部因素】选项。 在自动进入的草绘工作区中绘制扫描截
11、面并标注尺寸（注：位置尺寸的标注必须以轨迹起点的十字线的中心为基准）。 完成后，单击模型对话框中的【预览】按钮，观察扫描结果，单击鼠标中键完成扫描特征。,24,提示：,增加内部因素：将1个非封闭的截面沿着轨迹线应为封闭的线条扫描出“没有封闭”的曲面，然后系统自动在开口处加入曲面，成为封闭曲面，并在封闭的曲面内部自动填补材料成为实体（如下图所示）。,25,无内部因素：将1个封闭的截面沿着轨迹线（可为封闭或非封闭）扫描出实体（如下图所示）。,绘制的草绘特征截面不可彼此相交。 截面与轨迹设置不当会造成扫描干涉，不能完成扫描特征的建立。,26,实例演练1,建立如下图所示的扫描模型。,27,实例演练2,
12、本例练习在已有的实体模型中建立扫描特征，使读者理解【自由端点】与【合并终点】的不同及其用法。,28,实例演练3,通过本例的练习，使读者理解和学习扫描中使用“添加内部因素”和“无内部因素”的特点。,提示： 在使用添加内部因素进行扫描时，轨迹线必须封闭，截面为不封闭，方可完成扫描特征。,29,由数个截面混合生成的特征称为混合特征。按混合方式混合特征分为三种形式：平行混合、旋转混合、一般混合，右图为混合的选项。,平行：选择此项为平行混合方式，所有截面相互平行。 旋转：选择此项为旋转混合方式，截面绕Y轴旋转。 一般：选择此项为一般混合方式，截面可沿X、Y、Z轴旋转或平移。 规则截面：以草绘平面所绘制的
13、面，或由现有零件选取的面为混合截面。 投影截面：以草绘平面所绘制的面，或选择现有零件在透影后所得的面作为混合截面。 选取截面：选择已有的截面作为混合截面。 草绘截面：在草绘图中绘制混合截面。,混合特征,30,平行混合 旋转混合 一般混合,31,平行混合是混合特征中最简单的方法，平行混合中所有的截面都相互平行，所有的截面都在同一窗口中绘制，截面绘制完毕，指定截面的距离即可。,平行混合,32,建立平行混合特征的操作步骤：,单击菜单【插入】【混合】【伸出项】选项；若建立厚度均匀的实体，则选择【薄板伸出项】。 在弹出的【混合选项】菜单中选项【平行】选项，并相应选择截面的绘制形式及方法。 在弹出的【属性
14、】菜单中确定截面混合的方式是【直的】还是【光滑】，若建立混合曲面还应选择端面为【开放终点】还是【封闭端】，如下图所示。,33,选择草绘平面与参照面，绘制第一个截面，标注尺寸，并观察或调整起始点的位置。 在绘图窗口单击右键，在弹出的快捷菜单中单击【切换剖面】选项，绘制的第一个截面颜色变淡，此时绘制第二个截面，标注尺寸，并观察或调整起始点的位置。 若要绘制第3个截面，操作步骤同步骤5，若不绘制新的截面，单击草绘工具栏中的按钮即可完成混合截面的绘制。若要重新回到第1个截面，再次在右键快捷菜单中单击【切换剖面】选项即可。,34,系统弹出如下图所示的【深度】菜单，选择一种定义深度的选项，然后相应确定相邻
15、截面间的距离。 单击模型对话框中的【预览】按钮，观察混合后的结果；单击模型对话框中的【确定】按钮，完成混合特征的建立。,注意：在混合特征中，各个截面的“节点”数必须相等！,35,实例演练1,使用平行混合特征绘制如下图所示的零件模型,36,实例演练2,本节练习使用平行混合特征热处理截面边数不同的混合特征，建立如下图所示的零件模型。,37,建立旋转混合特征的操作步骤：,旋转混合特征的特点：参与旋转混合的截面间彼此成一定角度。,单击菜单【插入】【混合】【伸出项】选项；若绘制厚度均匀的实体，则选择【薄板伸出项】选项。 在【混合选项】菜单中选择【旋转】选项，并根据情况选择截面的绘制形式及方法。 确定截面
16、混合的方式是直的还是光滑的。 选择草绘面与参照面，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。,旋转混合,38,绘制混合特征的第1个截面并标注尺寸。 单击草绘命令工具栏中的按钮，按系统提示输入第2个截面与第一个截面的夹角。 同绘制第1个截面的操作，绘制第2个截面。 若绘制第3个截面，操作同步骤7，否则，在系统提示对话框中单击【否】按钮，结束截面的绘制。 单击模型对话框中的【确定】按钮，完成旋转混合特征的建立。,39,实例演练,使用旋转混合特征，建立如下图所示的零件模型。,40,建立一般混合特征的操作步骤：,一般混合是三种混合特征中使用最灵活、功能最强的混合
17、特征。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。,单击菜单【插入】【混合】【伸出项】选项；若绘制厚度均匀的实体，则选择【薄板伸出项】选项。 在【混合选项】菜单中选择【一般】选项，并根据情况选择截面的绘制形式及方法。 确定截面混合的方式是直的还是光滑的。,一般混合,41,选择草绘面与参照面，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。 绘制混合特征的第1个截面并标注尺寸。 单击草绘命令工具栏中的 按钮，按系统提示依次输入第二个截面沿相对坐标系X、Y、Z三方向旋转的角度。 同绘制第1个截面的操作，绘制第2个截面。 若绘制第3个截面，操作同上一步骤
18、，否则，在系统提示对话框中单击【否】按钮，结束截面的绘制。 重复上一个步骤直到完成截面的绘制。,42,完成混合截面的绘制后，依次输入截面相对坐标系间的距离。 单击模型对话框中的【预览】按钮，观察生成的模型；或单击模型对话框中的【确定】按钮，完成混合特征的建立。,43,实例演练,本例制作如下图所示的零件模型。,44,综合练习,本节综合利用前面所学的拉伸特征、旋转特征、扫描特征，建立如图1所示的模型。 模型的操作过程如图2所示。,1,2,45,课后练习,思考题 上机题 :,学习目标,重点难点,主要内容,课后习题,46,草绘平面与参照平面在设计过程中扮演着什么角色？ 想一想拉伸特征的概念与操作步骤。
19、 在书中经常提到“增料”与“减料”两个词，你是如何理解这两个词的？ 想一想扫描特征的概念与操作步骤。 在扫描特征中如何理解“自由端点”、“合并终点”、“增加内部因素”、“无内部因素”的含义？ 想一想混合特征的概念，它包括哪三种混合特征？试比较这三种混合特征的异同？ 在混合特征建立过程中如何切换到不同的特征截面？如何保证各特征截面的“边数”相同？ 想一想为什么在建立过程中旋转混合特征与一般混合特征时都要建立相对坐标系？ 想一想筋特征的概念与操作步骤？如何变更筋特征的生成方向？,思考题,47,1,只使用拉伸特征，完成如图题1所示的零件模型。 只使用旋转特征，完成如图2所示的零件模型。 使用拉伸、扫描特征，完成如图3所示的零件模型。,2,3,上机题,48,使用一般混合特征，完成如下图所示的零件模型。,使用平行混合特征，使用3个截面（如图中箭头所示）完成如图所示的零件模型。,49,使用旋转混合特征，使用4个截面完成如下图所示的零件模型。,仿照本课的综合练习，完成如下图所示的零件模型。,