建模特征

/第三章零件建模常用特征UGNX6的实体建模特征主要集中在如下图所示的【特征】工具栏中，图中给出了常用工具。用户可以通过单击工具栏上的相应按钮直接应用，也可以通过【插入】/选项进入子菜单选择应用工具。本章主要介绍这些工具的用法。3.1基本实体特征1.拉伸将绘制的二维截面沿着与截面垂直的方向拉伸到给定的深度所形成的特征，称为拉伸特征。该特征的侧面一定与截面垂直。当模型中垂直于某个方向的截面完全一致时，就可以采用拉伸的方法建模。下面以构建一个长方体（150mm×100mm×30mm，截面150mm×100mm）为例说明拉伸特征的创建流程（本书后文省略长度单位）。1）打开拉伸工具。单击工具栏中的【拉伸】按钮或者通过选择菜单命令【插入】/【设计特征】/【拉伸】，系统弹出如图所示的【拉伸】特征对话框。2）确定拉伸草绘截面。拉伸截面的确定有两种方式：☻如果已经有绘制好的草图曲线，则可以单击【拉伸】对话框上面【截面】选项中的【曲线】按钮来选取；通过此种方式生成的实体不是参数化的数字模型，在对其进行修改时只能修改拉伸参数，而无法修改草绘的截面参数。☻如果没有提前绘制好的草图，则需要进行草图的绘制。利用该拉伸方法创建的实体是参数化的数字模型，不仅可以修改拉伸参数，还可以对其界面进行修改。单击【截面】选项中的【绘制截面】按钮，弹出如图所示【创建草图】的对话框。在【类型】选项中，用户可以用以下两种方式选择草图绘制的平面：☻【在平面上】：用户可以选取现有平面、实体表面或者基准面等。此时，【草图平面】中的【平面选项】有3个选项，分别是【现有平面】、【创建平面】与【创建基准坐标系】，如图所示。【草图方位】中有【水平】和竖直两种参考方式，主要区别是坐标系的转换。☻【在轨迹上】：用户可以通过选取曲线轨迹来定义平面。单击【曲线】按钮，选择曲线后，系统自动连接与该曲线相切的线，从而形成曲线轨迹。草绘平面的位置有【圆弧长】、【%圆弧长】、【通过点】三种确定方式。如图给出了通过【%圆弧长】定义草绘平面的位置，这里的比例是以选择的总弧长为基准的。草绘平面的方位有【垂直于轨迹】、【垂直于矢量】、【平行于矢量】和【通过轴】四种确定方式。如图所示的是采用的【垂直于轨迹】的定位方式。在这里，选择创建草图的类型为【在平面上】，草图平面为【现有平面】，草图方位为【水平】创建草图的绘制平面，单击【确定】按钮系统进入默认的草绘平面。3）草绘150×100的截面，如图所示，单击【完成草图】按钮，系统返回零件建模窗口，在绘图区出现如图所示的模型预览。总弧长4）指定拉伸方向和深度。拉伸方向以矢量定义，有【矢量构造器】和【自动判断的矢量】两种定义方式。单击【方向】选项中的【矢量构造器】按钮，弹出【矢量】对话框，UGNX6为用户提供了多种矢量构造的方式，在【类型】下拉列表中用户可以根据需要来选择不同的矢量，如图a所示。a如果单击【方向】选项中的【自动判断的矢量】按钮上的箭头，弹出【指定矢量】下拉工具栏，可以从中选择草图的拉伸方向。如图b所示。图c给出了选择不同类型矢量时，同一草图经过拉伸特征操作所得到的不同实体。ba拉伸矢量为草绘平面法向b拉伸矢量为Y轴方向c拉伸矢量为X轴方向d通过两点设定矢量方向在【限制】面板中，可以选择【开始】下拉列表中的选项设置拉伸方式，含义如下所示。接受默认的拉伸方向，在拉伸深度文本框中输入深度30，如图所示。单击【确定】即完成拉伸特征的创建。2.回转回转特征是将二维截面绕着一个旋转中心轴线旋转一定的角度而形成的特征，它适用于构建回转体零件。单击工具栏的【回转】按钮或者通过选择菜单命令【插入】/【设计特征】/【回转】，系统弹出如图a所示的【回转】特征对话框，然后绘制截面或者是直接选择已有的草绘截面，并选取旋转中心轴和选择旋转中心点，在【限制】面板中输入旋转角度参数，生成如图b所示的预览，单击【确定】即完成了回转特征的创建。ba从草绘平面开始单侧拉伸，并通过所输入的距离定义拉伸的高度。从草绘平面向两侧对称拉伸。从草绘平面拉伸至下一个曲面，在特征到达一个曲面时终止。从草绘平面沿一个方向拉伸到选定的面、体、基准平面从草绘平面拉伸到所选的参照对象。从草绘平面并参照拉伸时的矢量方向穿过所有曲面参照。回转截面旋转中心点旋转中心轴回转特征中旋转中心轴的方向和旋转中心点的位置对回转功能有着举足轻重的作用，就同一个草图截面来说，如果所指定的回转矢量和参考点不同，所得到的回转体将大相径庭。如图所示。abCd3.扫掠（1）扫掠扫掠是将二维截面沿着指定的轨迹线扫描生成三维实体特征。使用扫掠时，要在两个互相垂直或成一定角度的基准平面内分别创建具有实体截面形状特征的草图轮廓线和具有实体曲率特征的扫掠特征曲线，所以创建扫掠特征的两要素是轨迹线和截面。单击工具栏的【扫掠】按钮或者通过选择菜单命令【插入】/【扫掠】/【扫掠】，系统弹出如图a所示的【扫掠】特征对话框，首先选择截面曲线，如果截面曲线是封闭的生成的就是实体特征；如果截面曲线不封闭，则生成的是曲面特征。然后选择引导线（扫掠轨迹），引导线最多3根，单击【确定】即完成了扫掠特征的创建，效果如图c所示。bac旋转中心轴旋转中心点旋转中心轴旋转中心点旋转中心轴旋转中心点旋转中心轴旋转中心点扫掠截面扫掠引导线（2）沿引导线扫掠该方式同【扫掠】工具创建效果类似，不同之处在于该方式可以设置截面图形的偏置参数，而且在扫掠过程中在引导线上的任何一点处截面都与引导线垂直。设置的偏置参数都是相对于扫掠对象的曲线边界而言的，两者之间的绝对值为扫掠体的厚度。单击工具栏的【沿引导线扫掠】按钮或者通过选择菜单命令【插入】/【扫掠】/【沿引导线扫掠】，系统弹出如图a所示的【沿引导线扫掠】特征对话框，然后依次选取图中的曲线分别作为扫掠截面曲线和扫掠引导线，并设置偏置参数,如图b所示，单击【确定】即可完成沿引导线扫掠特征的创建，效果如图c所示。bac3.2体素特征体素特征一般作为模型的第一个特征出现，此类特征具有比较简单的特征形状，利用这些特征能快速的生成所需的实体模型。长方体、圆柱体、圆锥体和球体是最常见的实体，也是组成各种实体的基本体素。（1）长方体单击工具栏中的【长方体】按钮，弹出如图所示的【长方体】对话框，对话框中提供了3种创建长方体的方法，分别是【原点和边长】法、【二点和高度】法和【两个对角点】法。【长方体】对话框☻【原点和边长】该方法是通过指定长方体经过的原点和3条边长来进行实体创建的。在【长方体】对话框的类型面板中选择【原点和边长】选项，这时系统提示用户指定长方体经过的原点，用户可以通过单击按钮在弹出的【点】对话框来设定原点，然后在【尺寸】面板中输入长方体的长、宽、高，单击【确定】即完成了长方体的创建，效果如图所示。【原点和边长】法创建实体☻【二点和高度】该方法是通过指定长方体一个面上的两个对角点和高度来进行实体创建的。在【长方体】对话框的类型面板中选择【二点和高度】选项，选择已创建长方体的端点为待建长方体的原点，选择已创建长方体长边的中点为另一对角点，并输入高度数值，单击【确定】即可完成长方体的创建，效果如图所示。【二点和高度】法创建实体☻【两个对角点】该方法是通过指定长方体的两个对角顶点来进行实体创建的。在【长方体】对话框的类型面板中选择【两个对角点】选项，选择如图所示的两个点为长方体的两个对角点，单击【确定】即可完成长方体的创建。原点（10,10,0）边长100边长50边长20原点对角点（中点）高度20【两个对角点】法创建长方体（2）圆柱体单击工具栏中的【圆柱】按钮，弹出如图所示的【圆柱】对话框，对话框中提供了两种创建圆柱体的方法，分别是【轴、直径和高度】法与【圆弧和高度】法。【圆柱】对话框【轴、直径和高度】法创建圆柱☻【轴、直径和高度】该方法是通过指定圆柱的中心轴线、直径和高度来创建实体的。其中心轴要指定方向和原点。在【圆柱】对话框的类型面板中选择【轴、直径和高度】选项，选择Z轴为轴线，选择原点为旋转中心点，如图所示，在【尺寸】面板中输入直径和高度的数值，单击【确定】即完成了圆柱体的创建。☻【圆弧和高度】该方法是通过选取已经存在的一条圆弧来定义圆柱底面，并指定圆柱的高度来创建实体的。在【圆柱】对话框的类型面板中选择【圆弧和高度】选项，选择倒角处的圆弧，如图所示，在【尺寸】面板中输入高度的数值，单击【确定】即完成了圆柱体的创建。对角点1对角点2（中点）中心轴中心点【圆弧和高度】法创建圆柱体（3）圆锥使用【圆锥】工具可以创建出圆锥体和圆台体两种实体。单击工具栏中的【圆锥】按钮，弹出如图所示的【圆锥】对话框，对话框中提供了以下5种创建圆锥体的方法。【圆锥】对话框☻【直径和高度】该方法是通过指定椎体的中心轴、底面的中心点、底部直径、顶部直径和高度数值来创建圆锥实体。在【圆锥】对话框的类型面板中选择【直径和高度】选项，依次选择Z轴为轴线，选择原点为旋转中心点，如图所示，在【尺寸】面板中输入底部直径、顶部直径和高度的数值，单击【确定】即完成了圆锥体的创建。【直径和高度】法创建圆锥圆弧创建方向☻【直径和半角】该方法是通过指定椎体的中心轴、底面的中心点、底部直径、顶部直径和半角角度来创建圆锥实体。在【圆锥】对话框的类型面板中选择【直径和半角】选项，依次选择Z轴为轴线，选择原点为旋转中心点，如图所示，在【尺寸】面板中输入底部直径、顶部直径和半角角度，单击【确定】即完成了圆台的创建。【直径和半角】法创建圆台☻【底部直径、高度和半角】该方法是通过指定椎体的中心轴、底面的中心点、底部直径、实体高度和半角角度来创建圆锥实体。在【圆锥】对话框的类型面板中选择【底部直径、高度和半角】选项，依次选择Z轴为轴线，选择原点为旋转中心点，如图所示，在【尺寸】面板中输入底部直径、高度和半角角度，单击【确定】即完成了圆台的创建。【底部直径、高度和半角】法创建圆台☻【顶部直径、高度和半角】该方法是通过指定椎体的中心轴、底面的中心点、顶部直径、实体高度和半角角度来创建圆锥实体。在【圆锥】对话框的类型面板中选择【顶部直径、高度和半角】选项，依次选择Z轴为轴线，选择原点为旋转中心点，如图所示，在【尺寸】面板中输入顶部直径、高度和半角角度，单击【确定】即完成了圆台的创建。【顶部直径、高度和半角】法创建圆台☻【两个共轴的圆弧】该方法是通过指定两个同轴的圆弧来创建圆台实体，圆台的底部直径和顶部直径取决于所选取的两条圆弧直径的大小，圆台的高度是顶弧中心到底弧平面的距离。在【圆锥】对话框的类型面板中选择【两个共轴的圆弧】选项，依次选择绘图区中两个共轴的圆弧，单击【确定】即完成了圆台的创建。【两个共轴的圆弧】法创建圆台（4）球单击工具栏的【球】按钮，弹出如图所示【球】创建对话框，对话框中提供了【中心点和直径】和【圆弧】两种创建球体的方法。【球】对话框☻【中心点和直径】该方法首先利用【点】对话框选取或创建球心，然后输入球体的直径来创建球体的。在【球】对话框的类型面板中选择【中心点和直径】选项，然后选取图中倒角处的圆心为球心，输入球体的直径，单击【确定】即完成了球体的创建，如图所示。【中心点和直径】法创建球体☻【圆弧】该方法是通过选取圆弧来创建球体的，所选取的圆弧不一定为完整的圆弧，所选圆弧的中心为球心，选定的圆弧直径为球体的直径。在【球】对话框的类型面板中选择【圆弧】选项，然后选取图中倒角处圆弧，单击【确定】即完成了球体的创建，如图所示。【圆弧】法创建球体3.3基准特征基准特征是实体建模的参照特征，其主要用途是辅助实体特征的创建。在生成实体特征时，往往需要一个或多个基准特征来确定具体位置。基准特征属于虚拟特征，对模型外形无直接的影响，但可使建模更顺利，更灵活。这里主要介绍基准平面和基准轴。1.基准平面在建模过程中，使用最频繁的对象就是基准平面，在适当的地方创建基准平面，可以提高设计效率。基准平面是一个无限大的面，它以一个四边形的形式显示在绘图区，包括正反两面。基准平面的法线方向为垂直于正面朝外。单击工具栏中的【基准平面】按钮，弹出【基准平面】对话框，对话框的【类型】面板中提供了多种创建基准平面的方式，