第4章零件基本建模技術(一)

第4章零件基本建模技術（一）【內(nèi)容與要求】零件建模的基本技術是基于草繪特征的。草繪特征是零件建模的重要特征，任何零件的創(chuàng)建都離不開草繪特征，熟練掌握草繪特征的創(chuàng)建是學習三維設計的基本功，本課詳細介紹利用草繪特征建模的各種方法。

本課應達到如下目標：l掌握拉伸特征的概念與建立方法l掌握旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法l掌握掃描特征的概念與建立方法

4.1基礎知識3D建模不同于2D繪圖，2D繪圖在1個平面上即可完成，而3D建模則是在空間中進行的，建立的模型具有長度、寬度、高度三個方向的尺寸。在3D建模中，首先要選定工作空間的坐標系（包括原點、坐標軸和基準平面），用戶一般可直接使用Pro/ENGINEER系統(tǒng)提供的默認坐標系，然后再明確草繪平面與參照平面即可。

草繪平面：在該面繪制模型的特征截面或掃描軌跡線等。

參照平面：選定與草繪平面垂直的1個面，作為參照平面，以確定草繪平面的放置特征。本章所述特征均由二維截面經(jīng)過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描等方式生成，因為特征截面以草圖的方式繪制，因此這種建模方式又稱為零件建模的草繪特征。在零件建模過程中可使用草繪特征增加材料或去除材料。4.2拉伸特征將繪制的截面沿給定方向和給定深度生成的三維特征稱為拉伸特征。它適于構(gòu)造等截面的實體特征。單擊繪圖區(qū)右側(cè)的【拉伸工具】按鈕，或單擊菜單【插入】→【拉伸】選項，系統(tǒng)顯示如圖4-2所示的拉伸特征操控板，并提示“選取一個草繪（如果首選內(nèi)部草繪，可在放置面板中找到“定義”選項。）”現(xiàn)將該操控板介紹如下。圖4-2拉伸特征操控板

：模型預覽。選中按鈕進行模型的幾何預覽（系統(tǒng)默認的方式，顯示特征生成的幾何形狀與特征尺寸。），選中按鈕進行模型的特征預覽（特征正確完成的預覽，以觀察建立的特征；若預覽時出錯，表明特征的構(gòu)建有錯誤）。如圖4-3所示的左圖為“幾何預覽”狀態(tài)，右圖為“特征預覽”狀態(tài)。

放置：單擊該按鈕，顯示〖放置〗面板，單擊其中的【定義】按鈕或【編輯】按鈕，打開〖草繪〗對話框定義草繪平面或重定義拉伸截面?！挤胖谩矫姘暹x項：單擊該按鈕，顯示如圖4-4所示的面板。面板中的〖第1側(cè)〗、〖第2側(cè)〗欄供用戶選擇拉伸特征的方式，并顯示當前的拉伸尺寸，用戶也可直接更改拉伸尺寸。封閉端：建立曲面拉伸特征時該項被激活，以選擇拉伸曲面的端口是封閉的還是開口的。屬性：單擊該按鈕，打開如右圖所示的面板，顯示當前特征的名稱，用戶可在〖名稱〗欄修改特征的名稱；單擊按鈕打開該特征的信息窗口，如圖4-5所示。顯示當前特征的名稱圖4-5特征的信息窗口圖4-6〖草繪〗對話框建立拉伸特征的操作步驟如下：

進入零件設計模式，單擊菜單【插入】→【拉伸】選項，或直接單擊【拉伸工具】按鈕打開拉伸特征操控板。

單擊〖放置〗面板中的【定義】按鈕，系統(tǒng)顯示如圖4-6所示的〖草繪〗對話框。

在繪圖區(qū)中選擇相應的草繪平面或參照平面，在〖草繪〗對話框中設定視圖方向和特征生成方向。

“反向”按鈕切換特征生成的方向。

“參照”和“方向”設定所選擇的參照平面的正向的朝向。

參照平面分為兩側(cè)，黃色的一側(cè)被認為是正向，灰色一側(cè)是反向。

單擊〖草繪〗對話框中的【草繪】按鈕，系統(tǒng)進入草繪狀態(tài)。

在草繪環(huán)境中繪制拉伸截面，繪制完畢單擊草繪工具欄中的按鈕系統(tǒng)回到拉伸特征操控板。

在〖選項〗面板選擇拉伸模式并設置拉伸尺寸。

圖4-6〖草繪〗對話框提示：在進行減料特征操作時，將光標移到特征操作方向箭頭處，如圖4-7所示，單擊左鍵即可完成特征生成方向的更改。在其他特征的操作中也有類似功能，請同學們留心學習使用。圖4-7將光標移到特征操作方向箭頭處調(diào)整草繪平面與屏幕平行圖4-8使用拉伸特征建立的模型實例使用拉伸特征建立如圖4-8所示的模型。

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圖4-9零件設計工作界面

建立增料拉伸特征

建立拉伸減料特征圖4-14繪制的截面6.3旋轉(zhuǎn)特征旋轉(zhuǎn)特征是由特征截面繞旋轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)而成的一類特征，它適合于構(gòu)建回轉(zhuǎn)體零件。草繪旋轉(zhuǎn)特征截面時，其截面必須全部位于中心線的一側(cè)，倘若要生成實體特征，其截面必須是封閉的。單擊繪圖區(qū)右側(cè)的【旋轉(zhuǎn)工具】按鈕，或單擊菜單【插入】→【旋轉(zhuǎn)】選項，系統(tǒng)顯示如圖4-16所示的“旋轉(zhuǎn)特征操控板”，該面板與拉伸特征操控板極為相似，部分功能選項形似而意不同：提示：

在Pro/E野火版的操控板中選擇或設定參照時，應首先激活其對應的欄目（也稱收集器，激活后的背景顏色為黃色）使其處于工作狀態(tài)。要激活欄目直接單擊它即可，如圖4-17所示。

在Pro/E野火版3.0中建立旋轉(zhuǎn)特征，用戶既可以在草繪環(huán)境中繪制旋轉(zhuǎn)中心線作為旋轉(zhuǎn)軸，也可在非草繪環(huán)境中選定邊或軸線作為旋轉(zhuǎn)軸。圖4-17單擊收集器將其激活建立旋轉(zhuǎn)特征的操作步驟如下：

進入“零件設計”模式，單擊菜單【插入】→【旋轉(zhuǎn)】選項，或直接單擊【旋轉(zhuǎn)工具】按鈕

，打開旋“轉(zhuǎn)特征操控板”。

單擊〖位置〗面板中的【定義】按鈕，系統(tǒng)顯示〖草繪〗對話框，該對話框中顯示指定的草繪面、參照平面、視圖方向等內(nèi)容。

在繪圖區(qū)中選擇相應的草繪平面或參照平面，在〖草繪〗對話框中設定視圖方向和特征生成方向。

單擊〖草繪〗對話框中的【草繪】按鈕，系統(tǒng)進入草繪工作環(huán)境。

在草繪環(huán)境中使用繪制中心線工具繪制一條中心線作為截面的旋轉(zhuǎn)中心線，在中心線的一側(cè)繪制旋轉(zhuǎn)特征截面，繪制完畢單擊草繪工具欄中的按鈕

，回到旋轉(zhuǎn)特征操控板（若在草繪環(huán)境中沒有繪制中心線，應在三維模型中指定作為旋轉(zhuǎn)中心線的幾何元素，這一功能是在新版本中增加的）。提示：

在預覽生成的特征后，如果欲重新修改草繪特征截面，以重新生成新的特征，只需單擊〖位置〗面板中的【編輯】按鈕，回到草繪工作環(huán)境進行修改即可。

要建立實體旋轉(zhuǎn)特征，需繪制一封閉截面，繪制的截面應完全位于旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，不可與旋轉(zhuǎn)軸相交。實例使用旋轉(zhuǎn)特征建立如圖4-18所示的模型。圖4-18利用旋轉(zhuǎn)特征建立的模型

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建立旋轉(zhuǎn)增料特征

加厚草繪

結(jié)果6.4掃描特征掃描是將二維截面沿著指定的軌跡線掃描生成三維實體特征，使用掃描建立增料或減料特征時首先要有一條軌跡線，然后再建立沿軌跡線掃描的特征截面。單擊菜單【插入】→【掃描】→【伸出項】（或【切口】選項），會顯示如圖6-28所示的〖掃描軌跡〗菜單。

草繪軌跡：在草繪圖中繪制掃描軌跡線。

選取軌跡：選擇已有的曲線作為掃描軌跡線。如果在已有的軌跡曲線中選擇軌跡線，會顯示6-29所示的〖鏈〗菜單，利用該菜單可采用不同的方式選擇曲線。

依次：對已有的邊線進行逐一選取作為掃描軌跡線。

相切鏈：在一條曲線鏈中，單擊一條邊，所有從它出發(fā)的邊線，只要鏈點是切點，其相連邊線自動被選中，直到該鏈點不為切點為止。

曲線鏈：選擇曲線鏈中的邊作為掃描軌跡。

邊界鏈：通過選取1個曲面，并使用其單側(cè)邊來定義軌跡；若曲面有多個環(huán)，可選擇1個特征環(huán)來定義。

曲面鏈：通過選取1個面，并使用該面的邊來定義軌跡。

目的鏈：通過選擇模型中預先定義的邊集來定義。

選?。焊鶕?jù)選中的鏈類型，進行邊線、曲線的選擇。

撤銷選取：撤銷當前曲線或邊的選擇。

修剪/延伸：對選擇的曲線進行裁剪或延長。

起始點：選擇掃描曲線的開始點。

完成：單擊該鍵完成軌跡曲線的設定。

退出：單擊該鍵終止鏈選擇，返回到上一級菜單。建立掃描特征的操作步驟如下：

單擊菜單【插入】→【掃描】→【伸出項】（如果建立減料特征選【切口】選項）。

在〖掃描軌跡〗菜單中選擇創(chuàng)建軌跡線的方式。

如果在步驟中，選擇的是【草繪軌跡】，則需定義繪圖面與參考面，然后繪制軌跡線；如果選擇【選取軌跡】，則需在繪制區(qū)中選擇一條曲線作為軌跡線。

如果軌跡線為開放軌跡并與實體相接合，則應確定軌跡的首尾端為【自由端點】還是【合并終點】。如果軌跡為封閉的，則需配合截面的形狀選擇【增加內(nèi)部因素】或【無內(nèi)部因素】選項。

在自動進入的草繪工作區(qū)中繪制掃描截面并標注尺寸（注：位置尺寸的標注必須以軌跡起點的十字線的中心為基準）。

完成后，單擊模型對話框中的【預覽】按鈕，觀察掃描結(jié)果，單擊鼠標中鍵完成掃描特征。

繪制的草繪特征截面不可彼此相交。

截面與軌跡設置不當會造成掃描干涉，不能完成掃描特征的建立。實例1建立如圖6-34所示的掃描模型。圖6-34要建立的掃描模型

創(chuàng)建新的零件文件

以掃描方式建立增料特征實例2本例練習在已有的實體模型中建立掃描特征，使讀者理解【自由端點】與【合并終點】的不同及其用法。

打開練習文件ch6swp2.prt

創(chuàng)建合并終點形式的掃描

修改為自由端點形式的掃描特征實例3通過本例的練習，使讀者理解和學習掃描中使用“添加內(nèi)部因素”和“無內(nèi)部因素”的特點。

創(chuàng)建新零件文件

無內(nèi)部因素的掃描增料特征圖6-46繪制軌跡線圖6-49無內(nèi)部因素的掃描增料特征

添加內(nèi)部因素的掃描增料特征圖6-52添加內(nèi)部因素的掃描增料特征

提示：在使用添加內(nèi)部因素進行掃描時，軌跡線必須封閉，截面為不封閉，方可完成掃描特征。課堂練習（1）

完成課本上第6課所有的“