第九章(工程特征的創(chuàng)建)

《模具CAD/CAM》主編熊熙（2004版）第九章工程特征的創(chuàng)建

在Pro/ENGINEER軟件中，將孔（Hole）、殼體（Shell）、筋板（Rib）、拔模（Draft）、圓角（Round）、倒角（Chamfer）等六類特征統(tǒng)稱為工程特征，如右圖所示。

按特征的生成方法，殼體特征、拔模特征、圓角特征、倒角特征屬于放置特征，筋板特征屬于草繪特征，而孔特征既屬于草繪特征（草繪直孔），也屬于放置特征（標(biāo)準(zhǔn)孔和簡單直孔）。

本章將介紹孔特征、殼體特征、筋板特征、拔模特征、圓角特征、倒角特征的創(chuàng)建。本章主要內(nèi)容第一節(jié)孔特征第二節(jié)圓角特征第三節(jié)倒角特征第四節(jié)筋特征第五節(jié)殼特征第六節(jié)拔模特征第七節(jié)本章小結(jié)——工程特征的創(chuàng)建順序第一節(jié)孔特征一、孔特征創(chuàng)建的一般步驟及工具操控板1.孔特征創(chuàng)建的一般步驟第一節(jié)孔特征2.孔工具操控板第一節(jié)孔特征直孔工具操控板標(biāo)準(zhǔn)孔工具操控板第一節(jié)孔特征草繪孔工具操控板第一節(jié)孔特征二、孔特征概述孔特征包括孔的類型、放置參照和放置類型三要素，在創(chuàng)建一個孔特征時，必須定義這三個要素。第一節(jié)孔特征孔分為直孔和標(biāo)準(zhǔn)孔兩類，其中直孔又分為簡單直孔和草繪直孔：（1）直孔：由帶矩形剖面的旋轉(zhuǎn)切口特征而生成，直孔分為簡單直孔和草繪直孔。草繪直孔是使用草繪器的命令，繪制孔特征的輪廓。（2）標(biāo)準(zhǔn)孔：是指符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)螺紋孔。標(biāo)準(zhǔn)孔有ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）、UNC（粗牙系列螺紋）和UNF（細牙系列螺紋）三類，其中UNC和UNF均為英制普通螺紋。第一節(jié)孔特征1.孔的類型2.孔的放置參照第一節(jié)孔特征孔的放置參照包括主參照和次參照：一般來說，主參照是指孔的放置面，次參照則用于確定孔在放置面上的位置。主參照和次參照的選取均是在【放置】上滑面板中的主參照收集器和次參照收集器中完成的。放置方向則是指孔在主參照的哪一側(cè)創(chuàng)建孔特征。3.放置類型孔特征的放置類型有五種：線性、徑向、直徑、同軸和在點上，詳見下頁表格。第一節(jié)孔特征提示當(dāng)選取基準(zhǔn)點為主參照時，系統(tǒng)要求基準(zhǔn)點必須在平面或曲面上，【在點上】放置類型不需要選取次參照。第一節(jié)孔特征4.孔深度選項第一節(jié)孔特征三、孔特征創(chuàng)建實例1.孔特征創(chuàng)建實例1——簡單直孔、放置類型為線性2.孔特征創(chuàng)建實例2——草繪孔、放置類型為同軸3.孔特征創(chuàng)建實例3——標(biāo)準(zhǔn)孔、放置類型為在點上

第一節(jié)孔特征提示創(chuàng)建孔特征后，系統(tǒng)會自動創(chuàng)建一條軸線，該軸線是一條特征軸，當(dāng)孔特征刪除時，該基準(zhǔn)軸也被刪除。第二節(jié)圓角特征第二節(jié)圓角特征圓角是產(chǎn)品（零件）中廣泛使用的一種工程特征，它不僅可以使產(chǎn)品的外觀更美觀，而且通過圓角特征的光滑過渡對產(chǎn)品的機械性能也非常重要；同時，圓角特征在六類工程特征中，特征的設(shè)置選項最多、造型難度較最大。一、圓角特征創(chuàng)建的一般步驟及工具操控板1.圓角特征創(chuàng)建的一般步驟第二節(jié)圓角特征2.圓角工具操控板第二節(jié)圓角特征圓角特征有恒定半徑圓角（等半徑圓角，Constant）、可變半徑圓角（變半徑圓角，Variable）、由曲線驅(qū)動倒圓角（CurveDriven）和完全圓角（Full）四類，詳見下頁表格。第二節(jié)圓角特征1.圓角特征類型二、圓角特征概述第二節(jié)圓角特征第二節(jié)圓角特征提示完全倒圓角時，選取的放置參照一般有以下兩種情形：（1）當(dāng)選取邊為參照時，則這些參照的邊必須具有公共曲面，完全倒圓角后該公共曲面將全部轉(zhuǎn)換為圓角面。（2）當(dāng)選取兩個曲面為參照時，則必須選取另一個曲面為驅(qū)動曲面，驅(qū)動曲面決定了倒圓角的位置，有時還決定圓角的大小，完全倒圓角后驅(qū)動曲面全部轉(zhuǎn)換為圓角面。2.圓角特征放置參照第二節(jié)圓角特征圓角特征從生成方式看屬于放置特征，因此，創(chuàng)建圓角特征時，無需繪制截面，只要選取圓角特征放置參照即可。圓角特征放置參照有邊（或邊鏈）、曲面與曲面、邊與曲面三種情況，詳見下頁表格。第二節(jié)圓角特征第二節(jié)圓角特征提示（1）按住Ctrl鍵，一次可以選取多個圓角放置參照。（2）在一個圓角設(shè)置中，若多選了放置參照，按住Ctrl鍵，選取多選的放置參照，則這些參照將從圓角設(shè)置中去除。3.圓角半徑的確定圓角半徑的確定方式有輸入半徑值、拖動圖柄、通過參照（頂點、基準(zhǔn)點、基準(zhǔn)曲線等），詳見下頁表格。第二節(jié)圓角特征第二節(jié)圓角特征4.圓角的過渡模式第二節(jié)圓角特征在創(chuàng)建倒圓角特征中，若出現(xiàn)重疊或不連續(xù)的倒圓角段時，則需要設(shè)定圓角的過渡模式。在創(chuàng)建倒圓角特征后，系統(tǒng)使用缺省過渡模式，在一般情況下，使用缺省過渡便可得到滿意的結(jié)果了。但是，在某些特定情況下，用戶需要修改現(xiàn)有過渡模式才能獲得滿意的倒圓角結(jié)果。圓角過渡模式詳見下頁表格。第二節(jié)圓角特征第二節(jié)圓角特征三、圓角特征創(chuàng)建實例1.圓角特征創(chuàng)建實例1——簡單圓角2.圓角特征創(chuàng)建實例2——可變半徑圓角3.圓角特征創(chuàng)建實例3——圓角的過渡模式4.圓角特征創(chuàng)建實例4——高級圓角

第二節(jié)圓角特征第三節(jié)倒角特征第三節(jié)倒角特征倒角特征也是零件中較為常見的結(jié)構(gòu)，倒角特征的創(chuàng)建方法與圓角特征的創(chuàng)建方法較為相似，但比圓角特征的創(chuàng)建相對簡單。一、倒角特征創(chuàng)建的一般步驟及工具操控板1.倒角特征創(chuàng)建的一般步驟第三節(jié)倒角特征2.倒角工具操控板第三節(jié)倒角特征3.拐角倒角特征對話框第三節(jié)倒角特征在主菜單中依次單擊『插入』→『倒角』→『拐角倒角』，顯示拐角倒角特征對話框，如下圖所示。二、倒角特征概述第三節(jié)倒角特征倒角有邊倒角、邊-曲面倒角、曲面-曲面倒角和拐角倒角等四種類型，放置則有邊（或邊鏈）、曲面和拐角頂點。

邊倒角從選定邊移除平整部分的材料，以在共有該選定邊的兩個原曲面之間創(chuàng)建斜角曲面；

拐角倒角則是從零件的拐角處移除材料，以在共有該拐角的三個原曲面間創(chuàng)建斜角曲面，詳見下頁表格。1.倒角類型及放置參照第三節(jié)倒角特征提示邊-曲面倒角時，要先選取曲面參照，然后再選取邊參照。第三節(jié)倒角特征2.倒角特征放置參照第三節(jié)倒角特征倒角的尺寸標(biāo)注有D×D、D1×D2、角度×D、45×D、O×O和O1×O2等六種形式，詳見下頁表格。第三節(jié)倒角特征第三節(jié)倒角特征第三節(jié)倒角特征提示（1）D×D與O×O兩種倒角尺寸標(biāo)注形式，其特征創(chuàng)建原理和創(chuàng)建結(jié)果是不同的。（2）同樣，D1×D2與O1×O2兩種倒角尺寸標(biāo)注形式，其原理和特征創(chuàng)建結(jié)果也大相徑庭。第三節(jié)倒角特征對于D1×D2倒角，在一個曲面上距離倒角參照邊50確定點A，在另一個曲面上距離倒角參照邊44確定點B，則AB連線就是D1×D2倒角最終的倒角面，如圖a、b、c所示。對于O1×O2倒角，其生成原理比D1×D2倒角生成原理復(fù)雜得多（將圖形投影到垂直于倒角參照邊的平面上，以投影圖形進行解釋）：（1）選取倒角參照邊（如圖a所示），倒角尺寸及結(jié)果如圖b所示；（2）做面Ⅰ的平行線，距離為50（圖c中所示的平行約束符號∥1），做面Ⅱ的平行線，距離為44（圖c中所示的平行約束符號∥2），兩條平行線的交點為C；（3）過C點做面Ⅰ的垂線（圖c中所示的垂直約束符號⊥1），垂足點為A，做面Ⅱ的垂線（圖c中所示的垂直約束符號⊥2），垂足點為B；（4）AB連線就是O1×O2倒角最終的倒角面。第三節(jié)倒角特征三、倒角特征創(chuàng)建實例1.倒角特征創(chuàng)建實例1——邊倒角2.倒角特征創(chuàng)建實例2——拐角倒角第三節(jié)倒角特征第四節(jié)筋特征第四節(jié)筋特征在零件中構(gòu)建筋板結(jié)構(gòu)，主要是為了提高零件的強度和力學(xué)性能。創(chuàng)建筋特征時，必須定義筋的參照（筋的截面、填料方向）、厚度和筋厚長出方向等。一、筋特征創(chuàng)建的一般步驟及工具操控板1.筋特征創(chuàng)建的一般步驟第四節(jié)筋特征2.筋工具操控板第四節(jié)筋特征二、筋特征概述第四節(jié)筋特征1.筋特征的截面2.筋特征的填料方向第四節(jié)筋特征創(chuàng)建筋特征時，設(shè)置不同的填料方向，相同的截面所得的筋特征也就不同。3.筋厚長出方向第四節(jié)筋特征以筋特征的草繪平面為參照，筋厚長出方向有三種情況：對稱于草繪平面、草繪平面?zhèn)?、草繪平面?zhèn)?。三、筋特征創(chuàng)建實例1.筋特征創(chuàng)建實例1——截面標(biāo)注參照的選取2.筋特征創(chuàng)建實例2——相同截面不同的創(chuàng)建結(jié)果第四節(jié)筋特征第五節(jié)殼特征一、殼特征創(chuàng)建的一般步驟及工具操控板1.殼特征創(chuàng)建的一般步驟第五節(jié)殼特征2.殼工具操控板第五節(jié)殼特征二、殼特征概述第五節(jié)殼特征1.殼特征類型殼特征根據(jù)選取移除面的情況可分為有移除面殼特征和無移除面殼特征。2.殼特征的厚度第五節(jié)殼特征殼特征的厚度有缺省厚度和非缺省厚度兩類。3.排除曲面第五節(jié)殼特征在零件的結(jié)構(gòu)中，若某些曲面處不創(chuàng)建殼特征（即不被殼化），創(chuàng)建殼特征時，可以將該曲面選取為排除曲面。4.創(chuàng)建相切面的殼特征第五節(jié)殼特征在當(dāng)零件中存在相切面時（如圖a所示的三個曲面），若同時選取三個曲面為移除面創(chuàng)建殼特征，殼特征可以創(chuàng)建成功（如圖b所示）；但若只選取其中的一個或兩個曲面為移除面創(chuàng)建殼特征，則系統(tǒng)提示創(chuàng)建失敗。對于相切曲面，還有非缺省厚度設(shè)定的問題。選取如圖c所示曲面創(chuàng)建殼特征，若選取圖a所示三個曲面設(shè)定相同厚度值（該厚度不是缺省厚度）時，殼特征可以創(chuàng)建；但若只選取其中的一個或兩個曲面為設(shè)定厚度，則系統(tǒng)提示創(chuàng)建失敗。第五節(jié)殼特征創(chuàng)建相切面的殼特征5.殼特征與其它特征的創(chuàng)建順序第五節(jié)殼特征殼特征與零件中其它特征以不同的順序進行創(chuàng)建時，其結(jié)果會大不一樣，這里，以孔特征和殼特征不同的創(chuàng)建順序為例來說明該問題。第五節(jié)殼特征創(chuàng)建順序：拉伸→基準(zhǔn)軸→殼→孔創(chuàng)建順序：拉伸→基準(zhǔn)軸→孔→殼三、殼特征創(chuàng)建實例1.殼特征創(chuàng)建實例1——設(shè)定非缺省厚度2.殼特征創(chuàng)建實例2——排除曲面第五節(jié)殼特征第六節(jié)拔模特征一、拔模特征創(chuàng)建的一般步驟及工具操控板1.拔模特征創(chuàng)建的一般步驟第六節(jié)拔模特征2.拔模工具操控板不分割拔模曲面時和分割拔模曲面時的拔模工具操控板。第六節(jié)拔模特征第六節(jié)拔模特征3.分割方式及側(cè)選項第六節(jié)拔模特征（1）分割方式的選項◆【不分割】：不分割拔模曲面。◆

【根據(jù)拔模樞軸分割】：以拔模樞軸分割拔模曲面。◆

【根據(jù)分割對象分割】：使用面組或草繪分割拔模曲面。（2）分割對象有三種類型：◆曲面面組，此時分割對象為此面組與拔模曲面的交線；◆外部（現(xiàn)有的）草繪曲線，此時顯示選項；◆單擊按鈕，在拔模曲面或其它平面上草繪分割曲線。第六節(jié)拔模特征（3）側(cè)選項【獨立拔模側(cè)面】：拔模曲面的每一側(cè)指定獨立的拔模角度?！緩膶侔文?cè)面】：指定一個拔模角度，第二側(cè)以相反方向拔模。注意：此選項僅在拔模曲面以拔模樞軸分割或使用兩個樞軸分割拔模時可用?！局话文５谝粋?cè)】：僅拔模曲面的第一側(cè)面（由分割對象的正拔模方向確定），第二側(cè)面保持中性位置。【只拔模第二側(cè)】：僅拔模曲面的第二側(cè)面，第一側(cè)面保持中性位置。注意：此選項不適用于使用兩個樞軸的分割拔模。4.角度上滑面板拔模角度有恒定角度拔模、可變角度拔?；蚍指畎文Ｇ姘文ＨN情況，不同情況的角度上滑面板均不同，如下圖所示。第六節(jié)拔模特征5.選項上滑面板第六節(jié)拔模特征選項上滑面板有【排除環(huán)】、【拔模相切曲面】和【延伸相交曲面】三個選項?！九懦h(huán)】：可用來選取要從拔模曲面排除的輪廓。【拔模相切曲面】：系統(tǒng)自動延伸拔模，以包含與所選拔模曲面相切的曲面。此復(fù)選框在缺省情況下被選中?！狙由煜嘟磺妗浚合到y(tǒng)試圖延伸拔模以與模型的相鄰曲面相接觸。如果拔模不能延伸到相鄰的模型曲面，則模型曲面會延伸到拔模曲面中。第六節(jié)拔模特征第六節(jié)拔模特征與拔模特征有關(guān)的基本術(shù)語有拔模曲面、拔模樞軸、拔模方向（拖動方向）和拔模角度。這些既是專業(yè)術(shù)語，也是進行拔模操作時必須選取或定義的選項。正是由于這幾個選項本身的多變性和各選項可以進行不同的組合，使得拔模操作顯得既復(fù)雜又難懂，詳見下頁表格。第六節(jié)拔模特征1.與拔模特征有關(guān)的基本術(shù)語二、拔模特征概述第六節(jié)拔模特征第六節(jié)拔模特征提示（1）拔模曲面必須是列表圓柱面或可展開成平面的面，才可以進行拔模操作。（2）拔模曲面既可以是實體模型的表面，也可以是面組曲面，但在同一個拔模特征中，只能選取其中的一類。

2.拔模曲面的分割第六節(jié)拔模特征拔模曲面在拔模操作中，可以對其進行分割，分割后拔模曲面成為幾個區(qū)域，幾個區(qū)域可單獨設(shè)定是否進行拔模操作；若進行拔模操作，也可以獨立設(shè)定各區(qū)域的拔模角度。