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3.2 基体特征造型

SolidWorks 2011 提供了 6 种基体特征:拉伸、旋转、扫描、放样、边界和加厚。

1.拉伸特征

拉伸特征是指由特征截面草图经过拉伸而形成的特征,它适合构建等截面的实体特征。图3-5 所示为创建钩子三维实体的方法,同时也是生成拉伸特征的一般过程。

图 3-5 拉伸特征的生成过程

通过拉伸属性管理器(Property Manager)可以定义拉伸特征的特点。可生成实体或薄壁、凸台/基体、剪切、曲面这些类型的拉伸特征。

(1)拉伸凸台/基体命令

下面用实例来说明“拉伸凸台/基体”命令 的功能。

1)单击“新建”按钮 开始一零件设计,进入零件设计工作环境。

2)单击“特征”按钮工具栏上的“拉伸凸台/基体”按钮 (或者选择“插入”→“凸台/基体”→“拉伸”菜单命令),再选择“前视基准面”,系统进入草图绘制状态。

3)单击草图绘制工具栏上的“直线”按钮 ,以原点为定位点绘制如图 3-6(a)所示的图形。单击“智能尺寸”按钮 ,标注如图 3-6(b)所示的尺寸。

4)单击确认角的结束并接受草图绘制 图标。这时控制区切换为“凸台-拉伸”属性管理器,同时图形区切换为“等轴测”视图,如图 3-7 所示。

5)设置“凸台-拉伸”属性管理器选项。将拉伸终止条件改为“两侧对称”、深度值改为30,如图 3-8 所示。

图 3-6 绘制草图

图 3-7 拉伸特征属性设置界面

6)单击 按钮确定,完成拉伸基体操作,结果如图 3-9 所示。

图 3-8 设置拉伸特征属性

图 3-9 拉伸结果

7)选择L形底板上平面,作为草图基准面。单击“拉伸凸台/基体”按钮 ,再单击草图绘制工具栏上的“圆”按钮 ,然后在L形底板上表面中绘制一个 φ 16 的圆,如图 3-10 所示。单击确认角的按钮 ,结束草图绘制。

8)用鼠标控制拉伸方向和深度。在图形区将光标移至圆柱中心的立体实心箭头(三重轴控标)上,上下拖动(方向箭头变为洋红色),在鼠标指针旁显示“Instand3D”标尺(参见图 3-11)标明拉伸深度。上下拖动鼠标拉伸预览随之而变化,同时“拉伸”属性管理器中拉伸深度数值也随之作相应变化。绿色数值为当前深度值。到指定位置 20 时松开左键,方向箭头又变为暗灰色,这时鼠标指针变为 ,单击鼠标右键完成拉伸操作。

图 3-10 绘制圆

图 3-11 鼠标控制拉伸方向和深度

(2)“凸台-拉伸”属性栏中的部分选项说明

开始条件:设定拉伸特征的开始条件。系统提供了 4 项,如图 3-12 所示。

1)草图基准面。从草图所在的基准面开始拉伸。这是默认开始条件,大部分拉伸特征(如上例图 3-11)都用此条件。

2)曲面/面/基准面。从这些实体之一开始拉伸。为曲面/面/基准面选择有效的实体。实体可以是平面或非平面。平面实体不必与草图基准面平行。草图必须完全包含在非平面曲面或面的边界内。草图在开始曲面或面处依从非平面实体的形状。如图 3-13 所示。

图 3-12 拉伸特征开始条件

3)顶点。从选择的顶点开始拉伸,如图 3-14 所示。

4)等距。从与当前草图基准面等距的基准面上开始拉伸。在输入等距值中设定等距距离,如图 3-15 所示。

图 3-13 从选定的面开始拉伸

图 3-14 从选顶点开始拉伸

终止条件:决定特征延伸的方式。单击反向按钮 以与预览中所示相反的方向延伸特征。SolidWorks提供的拉伸终止条件如图 3-16 所示,其各项含义如表 3-1 所示。

图 3-15 从给定距离开始拉伸

图 3-16 拉伸终止条件

表 3-1 拉伸终止条件的功能

拉伸方向:在图形区域中选择方向向量以垂直于草图轮廓的方向拉伸草图,如图 3-17 所示。系统默认状态垂直于草图平面的方向拉伸草图,如图 3-18 所示。

图 3-17 按选定的方向向量拉伸

图 3-18 垂直于草图平面拉伸

合并结果(仅限于凸台/基体拉伸):如有可能,将所产生的实体合并到现有实体。如果不选择,特征将生成一不同实体,形成多实体零件。

拔模开/关:设定拔模角度,如图 3-19 所示。

图 3-19 拔模开/关

薄壁特征:使用薄壁特征选项以控制拉伸厚度。薄壁特征基体可用作钣金零件的基础,如图3-20 所示。

所选轮廓:用部分草图来生成拉伸特征。操作时使用所选轮廓指针 在图形区域中选择草图轮廓和模型边线,如图 3-21 所示。

图 3-20 拉伸薄壁特征

图 3-21 拉伸所选轮廓

2.旋转特征

旋转通过绕中心线旋转一个或多个轮廓来添加或移除材料。用户可以生成凸台/基体、旋转切除或旋转曲面。旋转特征可以是实体、薄壁特征或曲面。

注意: 轮廓草图必须是 2D 草图,旋转轴可以是 3D草图,且轮廓不能与中心线交叉。如果草图包含一条以上中心线,需选择作为旋转轴的中心线。仅对于旋转曲面和旋转薄壁特征而言,草图不能位于中心线上。

下面用实例来说明“旋转凸台/基体”特征的操作步骤。

(1)单击“新建”开始一零件设计,进入零件设计工作环境。

(2)单击特征工具栏上的“旋转凸台/基体”按钮 (或者选择“插入”→“凸台/基体”→“旋转”菜单命令),再选择“前视基准面”,系统进入草图绘制状态。

(3)单击草图绘制工具栏上的“中心线”按钮 以原点为定位点绘制一竖直中心线,再单击“直线”按钮 ,绘制如图 3-22(a)所示的图形,然后单击“智能尺寸”按钮 ,标注如图 3-22(b)所示尺寸,最后单击确认角的按钮 进行确认,结束草图绘制。这时控制区切换为“旋转”属性管理器,同时图形区切换为“等轴测”视图,如图 3-23(a)所示。

图 3-22 绘制草图

(4)使用默认属性,单击确定按钮 ,完成旋转基体操作,结果如图 3-23(b)所示。

在“旋转”属性管理器中,SolidWorks提供的旋转类型有三种:“单向”、“两侧对称”和“双向”,用户可以根据不同的需要进行选择。

图 3-23 创建旋转对象

3.扫描特征

扫描特征是指由二维草图轮廓沿一条路经或截面扫描而形成的特征,扫描有“简单扫描”、“使用引导线扫描”、“使用多轮廓扫描”和“使用薄壁特征扫描”,如图 3-24 所示。

图 3-24 扫描特征

扫描应遵守如下规则:

(1)对于基体或凸台扫描特征轮廓必须是闭环的;对于曲面扫描特征则轮廓可以是闭环的也可以是开环的。

(2)路径可以为开环或闭环。

(3)路径可以是一张草图、一条曲线或一组模型边线中包含的一组草图曲线。

(4)路径的起点必须位于轮廓的基准面上。

(5)不论是截面、路径或所形成的实体,都不能出现自相交叉的情况。

(6)引导线必须与轮廓或轮廓草图中的点重合。

下面用实例来说明扫描特征的操作步骤。

(1)单击“新建”开始一零件设计,进入零件设计工作环境。

(2)在“上视基准面”上绘制扫描特征轮廓草图 1(如图 3-25 所示)后,退出草图 1。

(3)在“前视基准面”上绘制扫描路径草图 2(如图 3-26 所示)后,退出草图 2。

(4)单击特征工具栏上的“扫描”按钮 (或者选择菜单中的“插入”→“凸台/基体”→“扫描”命令)。这时控制区变成“扫描”属性管理器。

(5)单击标准视图工具栏中的“等轴测”按钮 ,使图形区切换为等轴测视图。选择椭圆,作为扫描特征轮廓,选择直线,作为扫描特征路径,如图 3-27 所示。

图 3-25 扫描特征轮廓草图

图 3-26 扫描特征路径草图

(6)使用默认属性,单击确定 按钮,完成扫描操作,结果如图 3-28 所示。

图 3-27 扫描特征属性

图 3-28 扫描结果

4.放样特征

放样特征是由两个或多个轮廓之间形成的特征。主要应用于界面形式变化较大的场合。创建放样特征时,理论上各特征截面的线段数量应相等,并且要合理地确定界面之间的对应点,如果系统自动创建的放样特征截面之间的对应点数不符合用户要求,则创建放样特征时必须使用引导线。最简单的放样特征如图 3-29 所示。

图 3-29 简单放样特征

5.边界特征

通过边界工具可以得到高质量、准确的特征,这在创建复杂形状时非常有用,特别是在消费类产品设计、医疗、航空航天、模具等领域。边界凸台/基体特征如图 3-30 所示。

在生成特征时,最佳做法是根据边数确定要生成的特征类型(即填充特征、边界、放样或扫描中的一种)。

图 3-30 边界凸台/基体特征 enMKs2QaqlXObJQ9zsIghDN62oMPmlC47rzETanCF5AaFz25wWHTMafuIVE/GQwI

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