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第4章创建草绘实体特征1.1第4章创建草绘实体特征返回总目录第4章创建草绘实体特征1.2•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第4章创建草绘实体特征1.3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(SketchedPlane)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(ReferencePlane)，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。第4章创建草绘实体特征1.4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。①建立一个实体文件，进入零件设计界面；②分析零件特征，确定特征创建顺序；③确定草绘平面和参考平面；④创建并修改基本特征；⑤创建并修改其他构造特征；⑥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。第4章创建草绘实体特征1.5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。第4章创建草绘实体特征1.6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。第4章创建草绘实体特征1.7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。第4章创建草绘实体特征1.8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。第4章创建草绘实体特征1.9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拉伸特征操控面板第4章创建草绘实体特征1.10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草绘截面第4章创建草绘实体特征1.11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。第4章创建草绘实体特征1.12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。(a)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。第4章创建草绘实体特征1.13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草绘截面第4章创建草绘实体特征1.14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。第4章创建草绘实体特征1.15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拉伸薄体特征预览第4章创建草绘实体特征1.16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草绘截面第4章创建草绘实体特征1.17拉伸实体特征提示：单击图