1、第3章 CAD技术 3.1几何造型技术几何造型技术 3.2草绘草绘 3.3基本特征基本特征 3.4基准特征基准特征 3.5放置特征放置特征 3.6特征操作特征操作 3.7装配装配 3.1 几何造型技术几何造型技术3.1.1 参数化造型技术参数化造型技术早期的CAD系统用固定的尺寸值来定义几何元素，输入的每一条线都有确定的位置，但不包括产品图形内在的尺寸约束、拓扑约束及工程约束(如应力、性能约束等)。因此，要想修改实体的结构形状，只有重新造型。这不仅使设计人员投入相当的精力用于重复劳动，而且这种重复劳动的结果并不能反映设计人员对产品的本质构思和意图。而新产品的设计，不可避免的要经历多次反复的修改
2、，进行零件形状和尺寸的综合协调、优化。对于定型产品的设计，需要形成系列，以便针对生产特点和应用需求提供不同型号规格的产品。这些都需要产品的设计图可以随着某些结构尺寸的修改或规格系列的变化而自动修改图形。参数化造型是先建立图形与尺寸参数之间的约束关系，然后使用约束来定义和修改几何模型。这些尺寸约束及拓扑约束反映了设计时要考虑的因素。实现参数化的一组参数与这些约束保持一定的关系，初始设计的实体自然要满足这些约束，而当输入新的参数值时，也将保持这些约束关系并获得一个新的几何模型。参数化造型尺寸约束如图3.1.1所示。图3.1.1参数化造型尺寸约束示意图(a)初始状态；(b)改变夹角a1；(c)夹角a
3、1不断变化 参数化造型的尺寸约束和拓扑(几何位置)约束如图3.1.2所示。图3.1.2 参数化造型尺寸约束和拓扑约束示意图(a)初始状态；(b)改变l4；(c)l4不断变化3.1.2 变量化造型技术变量化造型技术参数化造型技术具有基于特征、全尺寸约束、尺寸驱动几何形状修改、全数据相关的特点，全尺寸约束既不能漏注尺寸(欠约束)，又不能多注尺寸(过约束)，全数据相关指一个参数的修改导致其他相关尺寸全部更新。变量化造型技术是在参数化造型技术的基础上又做了进一步修改后提出的设计思想，变量化造型既保留了参数化造型基于特征、尺寸驱动几何形状修改、全数据相关的优点，又在约束定义方面做了根本性的改变。变量化造
4、型将几何约束中的尺寸约束和拓扑约束分开处理，不苛求全约束，并增加了工程约束。参数化造型过程类似于工程师读图的过程，由关键尺寸、形状尺寸、定位尺寸直至参考尺寸，无一遗漏地全部看懂(输入计算机)后，形状自然在脑海中(屏幕上)形成。这种对思维的苛刻束缚带来了相当的副作用：决不允许欠尺寸约束；零件截面形状复杂时，满屏幕的尺寸让人无从下手；只有尺寸驱动一种修改手段，不知哪个尺寸会朝着令设计者满意的方向发展；若给出一个极不合理的尺寸参数而发生特征之间的干涉，会引起拓扑关系的改变。在新产品开发初期，设计者对各几何形状的准确尺寸和各几何形状之间严格的尺寸定位关系还很难完全确定，自然希望欠约束的存在；此外，也很
5、难决定整个零件的尺寸基准及参数控制方式。变量化造型技术的指导思想就是：设计者可以采用先形状后尺寸的设计方式，允许采用不完全尺寸约束，只给出必要的设计条件。变量化造型过程类似于工程师在脑海里思考设计方案的过程，满足设计要求的几何形状是第一位的，尺寸细节是后来才逐步精确、完善的。设计过程相对自由宽松，设计者有更多的时间和精力去考虑设计方案，这符合创造性思维规律。变量化造型技术可进行任意约束情况下的产品设计，不仅可以实现尺寸驱动，还可以实现约束驱动，即由工程关系驱动几何形状的改变，比较适合于产品创新设计。变量化造型的原理如图3.1.3所示。图3.1.3 变量化造型的原理3.1.3 特征造型技术特征造
6、型技术1.特征的概念特征的概念现实世界的物体具有三维形状和质量，因而三维实体造型可以更加真实地、完整地、清楚地描述物体，其利用计算机技术存储物体的几何信息和拓扑信息，代表了CAD/CAM技术的主流。实体造型(Solid Modeling)技术是20世纪70年代后期、80年代初期逐渐发展完善并推向市场的。实体造型是利用一些基本体素，如长方体、圆柱体、球体、锥体、圆环体以及平面轮廓扫掠体等通过布尔运算生成复杂形体的一种造型技术。实体造型主要包括两部分内容，即体素的定义与描述、体素之间的布尔运算(交、并、差)。体素是一些简单的几何形体，它们可以通过少量参数进行描述，例如长方体可以通过长、宽、高定义形
7、状。目前的许多CAD/CAM软件都是一种基于特征的实体造型工具。它可以按照直观的过程创建机械零件的三维实体模型，且能自动生成与该模型相关联的二维工程图。构造三维实体模型的过程称为特征造型，造型的结果称为几何模型。基于特征的实体造型过程除了要用到参数化造型技术、变量化造型技术外，还要用到特征造型技术和数据库联动技术。特征的概念很广，本章仅限于讨论几何特征(以下简称特征)。特征指可以用参数驱动的实体模型，其满足下列条件：(1)特征是一个实体或零件中的具体构成之一；(2)特征能对应于某一形状；(3)特征具有工程上的意义(即与加工方法的一定对应关系)；(4)特征的性质是可以预料的。零件的几何模型可以看
8、成由一系列的特征堆积而成，改变特征的形状或位置就可以改变零件的几何模型。基本特征具有以下特点：(1)基本特征能反映零件的主要体积(或质量)，能基本反映零件的主要形状；(2)基本特征是构造后续特征的基础。只有构造好基本特征之后，才能再创建其他各种特征，其他特征是附加在基本特征之上的，所以称为附加特征，零件形状的不断补充和细化是通过增加或减去附加特征进行的。2.特征造型过程及基本步骤特征造型过程及基本步骤特征造型过程可以形象地比喻为一个由粗到精的泥塑过程，即在一个初始泥坯(基本特征)的基础上，通过不断增加胶泥材料(增加附加特征)或去除胶泥(减去附加特征)，逐步获得一个精美的雕塑(几何模型)。特征造
9、型过程要用到两个基本技术：布尔运算和历程树。通常，零件造型大致遵循下列步骤：(1)造型方案规划。(2)创建基本特征，即构造零件上的基本特征。(3)创建其他附加特征，即根据造型方案规划逐一添加上其他附加特征。(4)编辑修改特征。(5)生成工程图。3.特征分析特征分析特征分析主要有以下内容：(1)特征分解。分析零件都是由哪些特征组成的，需要创建哪些特征。同一个零件可以有不同的特征分解方法，应该以是否符合设计思想为原则来确定一个最佳的特征分解方案。(2)特征的构造顺序。分析按照什么顺序创建这些特征以及如何进一步修改，分析的原则仍然是反映设计思想，并方便设计和修改。(3)特征的构造方法。不同的特征有不
10、同的构造方法，同一个特征也有不同的构造方法，应该确定特征的造型方法，同时分析特征的主要约束。4.特征种类特征种类不同的CAD/CAM系统提供了不同的特征种类，有代表性的如下：(1)草图特征，包括拉伸特征、旋转特征、扫掠特征等。(2)放置特征，包括孔特征、倒角特征、倒圆角等特征、阵列特征等。(3)辅助特征，即参考几何(包括参考点、参考线、参考面等)。(4)高级特征，包括曲面切割特征、加料特征、抽壳(除料)特征、布尔运算特征等。3.2草绘草绘3.2.1 草绘界面草绘界面 1.进入草绘环境进入草绘环境进入草绘有两种方法：一种是利用文件进行草绘，保存后以备建模使用；另一种是在建模时直接进入草绘。创建新
11、文件进入草绘的方法如下：选择菜单【文件】|【新建】命令(或者选择工具栏中的【新建】工具，或者直接按下键盘的 Ctrl+N 键)。打开【新建】对话框，在【新建】对话框中选择第一项“草绘”，在下方“名称”文本框输入文件名或者接受默认文件名，如图 3.2.1 所示，再单击按钮进入草绘模式。图3.2.1【新建】对话框2.草绘界面草绘界面进入草绘模式后，系统默认的主菜单和工具栏发生相应的变化，在主菜单栏增加了一个【草绘】选项，在绘图区右侧显示【草绘】命令工具栏，如图3.2.2所示，在主菜单【草绘】的下拉菜单中包含了该工具栏中的所有功能。图3.2.2草绘操作界面3.【草绘草绘】工具工具【草绘】工具栏位于绘
12、图区右侧，借助这些图标可以完成截面的绘制，尺寸的标注与修改以及约束条件的定义等。表3.2.1和表3.2.2具体介绍【草绘】工具栏图标的含义。表表3.2.1【草绘草绘】工具栏图标功能一览表工具栏图标功能一览表表表3.2.2【草绘显示草绘显示】工具栏图标功能一览表工具栏图标功能一览表3.2.2 基本草绘基本草绘 1.草绘直线草绘直线Pro/E 的草绘直线命令有 3 种：创建两点线、创建中心线和创建与图元相切的直线。草绘这 3 种线的步骤介绍如下。(1)绘制两点线的步骤：单击【草绘】工具栏中的【创建两点线】图标，或选择菜单【草绘】|【直线】|【直线】命令。在绘图区将鼠标移动到需要的位置，左键单击即可
13、确定直线的起点。移动鼠标到需要的终点后单击左键，系统便在两点之间绘出一条直线段。如果继续草绘直线，重复步骤，否则按中键结束直线的创建。(2)绘制中心线的步骤：单击【草绘】工具栏中的【中心线】图标，或选择菜单【草绘】|【直线】|【中心线】命令。在绘图区将鼠标移动到确定中心线位置的第一个点，单击左键即可确定中心线的一个位置。移动鼠标到确定中心线位置的第二个点后单击左键，系统便在两点之间绘出一条中心线。如果需要草绘另一条中心线，重复步骤和，否则单击中键结束草绘中心线。(3)绘制相切直线的步骤：单击【草绘】工具栏中的【直线相切】图标，或选择菜单【草绘】|【直线】|【直线相切】命令。在一圆弧或圆上单击左
14、键选取一起始位置，再到另一圆弧或圆上单击左键选取结束位置，一条与两图元相切的直线创建完成，如图 3.2.3 所示。图3.2.3与两图元相切的直线 单击鼠标中键或【选取】对话框上的按钮结束该命令，如图 3.2.4 所示。图 3.2.4【选取】对话框 2.草绘矩形 使用绘制直线的命令，通过绘制 4 条首尾相接且相互垂直的直线即可绘制一矩形。此外，草绘命令中还提供了更方便绘制矩形的工具，使用该工具可快速创建矩形。绘制矩形的步骤：单击【草绘】工具栏中的图标，或选择菜单【草绘】|【矩形】命令。在绘图区单击左键放置矩形的一个顶点。移动鼠标将动态矩形拖动到所需要位置并单击左键，然后按中键完成矩形的创建。3.
15、绘制圆 Pro/E 中的草绘圆命令有 5 种：通过圆心和圆上一点创建圆、同心圆、3 点圆、相切圆和椭圆。草绘这 5 种圆的步骤介绍如下。(1)绘制圆心和圆上一点圆的步骤：单击【草绘】工具栏中的图标，或选择菜单【草绘】|【圆】|【圆心和点】命令。在绘图区单击鼠标左键放置圆心点。在绘图区单击鼠标左键放置圆上任一点，然后按中键完成此圆的创建。(2)绘制同心圆的步骤：单击【草绘】工具栏中的【同心圆】图标，或选择菜单【草绘】|【圆】|【同心圆】命令。在绘图区选取需要同心的圆或圆弧，再移动鼠标至适当的位置，单击放置同心圆通过的点。然后单击中键完成同心圆的创建。(3)绘制 3 点画圆的步骤：单击【草绘】工具
16、栏中的【3 点圆】图标，或选择菜单【草绘】|【圆】|【3 点】命令。在绘图区依次单击 3 个点，系统自动生成过这 3 个点的圆。(4)绘制与三个图元相切的圆的步骤：单击【草绘】工具栏中的【相切圆】图标，或选择菜单【草绘】|【圆】|【3 相切】命令。在绘图区依次选择 3 个相切图素的边线，系统自动生成与该 3 边相切的圆。单击鼠标中键或【选取】对话框上的按钮结束该命令。(5)绘制椭圆的步骤：单击【草绘】工具栏中的【椭圆】图标，或选择菜单【草绘】|【圆】|【椭圆】命令。在绘图区中单击放置第一点作为椭圆中心，将动态椭圆拖动至所需形状，单击左键完成椭圆。4.绘制圆弧 与绘制圆相似，Pro/E 中的草绘
17、圆弧命令有 5 种：3 点绘制圆弧、绘制同心圆弧、通过拾取圆心和端点绘制圆弧、绘制 3 相切圆弧和绘制锥形弧。草绘这 5 种圆弧的步骤介绍如下。(1)绘制 3 点圆弧的步骤：单击【草绘】工具栏中的通过【3 点圆弧】图标，或选择菜单【草绘】|【弧】|【3 点/相切端】命令。在绘图区单击放置圆弧的起点，然后单击另一位置作为圆弧的终点，再移动鼠标在产生的动态圆弧上指定一点，已确定圆弧的形状。(2)绘制同心圆弧的步骤：单击【草绘】工具栏中的【同心圆弧】图标，或选择菜单【草绘】|【弧】|【同心】命令。在绘图区选取已经绘制的圆或圆弧，移动鼠标以确定圆弧的大小。在绘图区单击鼠标左键指定圆弧的起点和终点即可完
18、成圆弧的绘制。单击鼠标中键或【选取】对话框上的按钮结束该命令。(3)绘制通过圆心和端点圆弧的步骤：单击【草绘】工具栏中的【通过圆心和端点圆弧】图标，或选择菜单【草绘】|【弧】|【圆心和端点】命令。在绘图区单击鼠标左键放置圆弧的圆心，然后拖动鼠标在动态显示的圆弧上指定圆弧的起点和终点即可完成圆弧的绘制。(4)绘制 3 相切圆弧的步骤：单击【草绘】工具栏中的【与三个图元相切圆弧】图标，或选择菜单【草绘】|【弧】|【3 相切】命令。在绘图区依次单击选择 3 个相切图元，系统自动生成与该 3 边相切的圆弧。单击鼠标中键或【选取】对话框上的按钮结束该命令。(5)绘制锥形弧的步骤：单击【草绘】工具栏中的【
19、锥形弧】图标，或选择菜单【草绘】|【弧】|【锥形弧】命令。在绘图区单击左键放置锥形弧的第一个端点，移动鼠标至适当位置后单击左键确定锥形弧的另一个端点，出现一条中心线和动态锥形弧曲线。拖动鼠标将锥形弧拉成所需要形状，再次单击左键即可完成此锥形弧的绘制。5.绘制圆角 Pro/E 中的圆角命令包括两种：圆形圆角和椭圆形圆角。(1)创建圆形圆角的步骤：单击【草绘】工具栏中的【圆角】图标，或选择菜单【草绘】|【圆角】|【圆形】命令。在绘图区单击选取第一个图元，可以是直线、圆或弧，再单击选取第二个图元，即完成圆形圆角的创建。单击鼠标中键或【选取】对话框上的按钮结束该命令。(2)创建椭圆形圆角的步骤：单击【
20、草绘】工具栏中的【圆角】图标，或选择菜单【草绘】|【圆角】|【椭圆形】命令。在绘图区单击选取第一个图元，可以是直线、圆或弧，再单击选取第二个图元，即完成椭圆形圆角的创建。单击鼠标中键或【选取】对话框上的按钮结束该命令。6.绘制样条曲线 绘制样条曲线的步骤：单击【草绘】工具栏中的【圆角】图标，或选择菜单【草绘】|【样条线】命令。在绘图区依次单击放置第一个点、第二个点、第三个点，等等。单击鼠标中键结束草绘样条线命令。7.草绘坐标系或点 草绘坐标系或点的步骤：单击【草绘】工具栏中的【坐标系】图标或【点坐标】图标。还可选择菜单【草绘】|【坐标系】或【草绘】|【点】命令。在绘图区单击绘制坐标系或点。单击
21、鼠标中键结束绘制坐标系或点命令。8.使用边创建图元 使用边创建图元是一项十分重要的功能，它实际上是把已经有的模型轮廓投影到当前的草绘平面中，作为草绘时的参照或者直接作为草绘图元来使用。在三维建模的过程中经常需要先建立基础特征，再在其某个表面上建立附加特征，这时就可以使用此命令将已有特征的轮廓投影过来形成轮廓线，在此基础上绘制后续特征的草绘截面。(1)使用边创建图元的步骤：单击【草绘】工具栏中的【使用边创建图元】图标，或选择菜单【草绘】|【边】|【使用】命令。移动鼠标选取要投影的轮廓边，当其显示为亮浅蓝色时单击左键将其选中，该边就会投影到当前的草绘平面中。(2)使用偏移边创建图元的步骤：单击【草
22、绘】工具栏中的【使用偏移边创建图元】图标，或选择菜单【草绘】|【边】|【偏移】命令。移动鼠标选取要投影并偏移的轮廓边，在信息提示栏输入偏距值，在绘图区的模型上由箭头显示偏移的方向，确认后单击信息提示栏右边的按钮。9.草绘文本 草绘文本的步骤：单击【草绘】工具栏中的【文本】图标，或选择菜单【草绘】|【文本】命令。在绘图区单击选择行的起始点，确定文本的起点。在绘图区单击选择行的第二点，确定文本高度和方向，弹出【文本】对话框。在【文本】对话框中输入文本内容，还可按对话框内容进行文本的调整，完成后单击 按钮，完成草绘文本。3.2.3 约束约束约束就是几何限制条件，通过约束可限定草绘图中图元与图元之间的
23、几何关系。约束可以选择【草绘】工具栏中的【约束】图标 ，或选择菜单【草绘】|【约束】命令打开【约束】对话框，如图3.2.5所示。图3.2.5【约束】对话框3.2.4 标注尺寸标注尺寸经过草图绘制、图元编辑和添加约束之后，草绘的截面几何形状基本定下来，但还需要对其进行尺寸标注，以定义图形几何形状的尺寸和位置尺寸，使草图完全符合设计意图。进行截面草绘的过程中，系统会自动标注尺寸，但其是弱尺寸，以灰色显示，标注的形式与GB的要求不完全一致，需要手动标注尺寸并把弱尺寸变为强尺寸。选择尺寸标注命令的方法有3种：一是单击【草绘】工具栏上的【标注尺寸】图标；二是选择菜单【草绘】|【尺寸】|【垂直】命令；三是
24、在绘图区单击右键，从弹出的快捷菜单中选择【尺寸】命令。尺寸标注分为距离标注和角度标注。1.标注线性距离尺寸标注线性距离尺寸线性尺寸主要包括线段的长度、两条平行线之间的距离、点到线段的距离、点到点的距离。1)线段的长度标注方法很简单，只要左键单击要标注的线段，然后将光标移到需要显示尺寸的位置，再单击鼠标中键即可。2)两条平行线间的距离首先单击鼠标左键以选中第一条直线，然后选中与其平行的第二条直线并单击左键，再将鼠标移到需要显示尺寸的位置，单击中键即可完成。3)点到线段的距离单击左键选中需要标注的点，然后单击左键选中相应的线段，再将鼠标移到需要显示尺寸的位置，单击中键即可完成。4)点到点的距离分别
25、选中需要标注距离的两个点，再将鼠标移到需要显示尺寸的位置，单击鼠标中键，如图3.2.6所示。图3.2.6线性尺寸标注2.标注角度尺寸标注角度尺寸角度尺寸主要用于标注两条交线之间的夹角。标注方法是：分别单击左键选中第一条直线和第二条直线；再将鼠标移到需要显示尺寸的位置，单击中键即可完成，如图3.2.7所示。图3.2.7角度尺寸标注3.标注圆、圆弧的尺寸标注圆、圆弧的尺寸1)标注圆的尺寸圆的标注有半径标注和直径标注。半径标注方法是：单击左键选中圆，将鼠标移到希望显示尺寸的位置，单击中键即可完成半径的标注。直径标注的方法是：用左键双击选中的圆或分别在圆的两侧单击，然后将鼠标移到希望显示尺寸的位置，单
26、击中键即可完成直径的标注，如图3.2.8所示。图3.2.8圆的标注 2)标注圆弧的尺寸圆弧的标注有半径、直径和圆心角的标注。圆弧的半径和直径的标注方法与圆相同。圆心角的标注方法是：分别单击圆弧的两个端点，再单击圆弧本身，然后将鼠标移到需要显示尺寸的位置，单击中键即可完成，如图3.2.9所示。图3.2.9标注圆弧的圆心角 4.标注对称尺寸标注对称尺寸(也可称直径尺寸也可称直径尺寸)对称尺寸必须有旋转中心线，第一步单击左键并选中标注对称尺寸的点，第二步单击左键并选中旋转中心线，第三步再次单击第一步选中的那个点，第四步将鼠标移到需要放置尺寸的位置并单击中键，完成对称标注，如图3.2.10所示。图3.
27、2.10标注对称尺寸 3.2.5修改尺寸修改尺寸Pro/E是全参数化的设计软件，通过修改尺寸数值可驱动图形，使图形完全符合设计的要求。通常修改尺寸数值的方法有以下两种：(1)直接双击要修改的尺寸数值，在出现的文本框中输入新的数值。这种方法比较简便，通常用于草绘图比较简单、尺寸较少或只需要改变个别尺寸的时候。(2)使用【修改尺寸】对话框修改尺寸，这种方式可以一次修改一组尺寸或全部尺寸。使用【修改尺寸】对话框修改尺寸的步骤如下：选取工具栏中的【选取项目】图标。单选或框选一个或多个尺寸，选中的尺寸红色加亮显示。选择菜单【编辑】/【修改】命令，或单击【草绘】工具栏上的【修改尺寸】图标，或右击鼠标并从弹
28、出的快捷菜单中选取【修改】命令，弹出【修改尺寸】对话框，如图 3.2.11所示。在【修改尺寸】对话框中输入需要修改的数值，修改完一个尺寸后，按回车键会自动切换到下一个尺寸。在对话框 中要修改的尺寸在绘图区对应地显示出一个方框。尺寸修改完毕，单击对话框的按钮完成修改。图3.2.11【修改尺寸】对话框实训实训实训实例实训实例1草绘图一草绘图一要求绘制如图3.2.12所示的泵体草图，并标注尺寸。图3.2.12泵体草图具体步骤如下：步骤 1 新建文件。(1)单击工具栏中的按钮，或者从菜单中选择【文件】中的【新建】命令。(2)在弹出的【新建】对话框中选择文件类型为【草绘】。输入零件名称后，取消【使用缺省
29、模板】复选框的勾选，单击按钮进入草绘环境。步骤 2 绘制截面曲线。(1)单击【草绘】工具栏中的按钮，绘制中心线。(2)单击【草绘】工具栏中的按钮和按钮，画出泵体。(3)单击按钮，画出圆弧，单击按钮，并依次画出，如图 3.2.13 所示。图3.2.13步骤2步骤 3 修改曲线并创建几何约束。(1)单击草绘栏中的【动态剪切】按钮，动态剪切截面曲线，并单击【弧绘制】工具栏中的【圆形圆角绘制】按钮，进行圆角绘制。(2)单击【草绘】工具栏中的按钮，分别约束两点关于中心线对称，结果如图 3.2.14 所示。图3.2.14步骤3 步骤 4 创建尺寸标注及修改尺寸。(1)单击【草绘】工具栏中的按钮，对草图进行
30、尺寸标注。(2)单击【草绘】工具栏中的按钮，使其处于选择状态，在绘图区拖出一个矩形框选择所有尺寸。(3)单击【草绘】工具栏中的按钮，取消【再生】按钮。在【修改尺寸】对话框中输入尺寸值，单击对话框中的按钮，完成尺寸的修改，如图 3.2.15 所示。步骤 5 保存文件。单击【水平】工具栏中的按钮，在信息区的【保存文件】对话框中单击按钮，完成该文件的保存。图3.2.15步骤4 实训实例实训实例2草绘图二草绘图二要求绘制如图3.2.16所示图形并标注尺寸。图3.2.16草绘图二具体步骤如下：步骤 1 建立新文件。(1)单击工具栏中的按钮，或者从菜单中选择【文件】中的【新建】命令。(2)在弹出的【新建】
31、对话框中选择文件类型为【草绘】。输入零件名称后，取消【使用缺省模板】复选框的勾选，单击按钮进入草绘环境。步骤 2 创建底座拉伸特征。(1)新建文件。主菜单栏中选择【文件】命令，单击【水平】工具栏中的按钮，将弹出【新建】对话框。在【新建】对话框中选择草绘选项，在【名称】文本框中键入文件名后，单击按钮。(2)绘制两组同心圆。这两组圆的距离直接影响绘图的准确性。在【特征】工具栏中选取和工具，草绘两组同心圆，不必考虑尺寸。(3)修改尺寸。按尺寸要求修改两组圆的位置尺寸和直径，如图 3.2.17 所示。图3.2.17两组同心圆(4)绘制其他曲线。选择工具栏中的工具，对 38圆和 30圆进行倒圆角，修改其
32、尺寸半径为 40，如图 3.2.18 所示。图3.2.18倒圆角 选择工具栏中的工具，绘制 30 圆上的水平切线。选择工具栏中的工具，对 38 圆和水平直线进行倒圆角，修改其尺寸半径为 50。选择工具栏中的【动态修剪】工具，修剪掉多余的线条，如图 3.2.19 所示。图3.2.19动态修剪 选择工具栏中的工具，在 R50 圆弧的内侧绘制同心圆，注意不要使用任何自动约束。绘制 R50 内圆弧的水平线。选择工具栏中的工具，分别在图 3.2.20 所示的位置进行倒角，并修改其尺寸分别为 4 和 6。标注两水平线的距离为 7。选择工具栏中的【动态修剪】工具，修剪掉多余的线条，结果如图 3.2.16 所
33、示。步骤 3 保存文件。单击【水平】工具栏中的按钮，在信息区的【保存文件】对话框中单击按钮，完成该文件的保存。图3.2.20倒角3.3基基 本本 特特 征征3.3.1 拉伸特征拉伸特征 拉伸特征是指草绘一个截面后，在指定的拉伸方向以某一深度平直拉伸截面。拉伸是 常用的实体创建类型，适合比较规则的实体。1.【拉伸特征拉伸特征】操控板操控板单击【特征】工具栏上的图标，或选择菜单【插入】|【拉伸】命令，在绘图区下侧会弹出【拉伸特征】操控板，各按钮的功能如图3.3.1所示。图3.3.1【拉伸特征】操控板在【拉伸特征】操控板中包括【放置】、【选项】、【属性】等3个选项上滑板。1)【放置】上滑板在【拉伸特
34、征】操控板中选择【放置】按钮，弹出图3.3.2所示【放置】上滑板，用来定义草绘平面和草绘放置方向。草绘平面是绘制特征截面或轨迹的平面，可以是基准面或实体上的某个平面，可直接在绘图区选取。单击按钮，打开如图3.3.3所示【草绘】对话框，定义截面的放置属性。图3.3.2【放置】上滑板 图3.3.3【草绘】对话框 2)【选项】上滑板在【拉伸特征】操控板中选择【选项】按钮，弹出图3.3.4所示【选项】上滑板，【选项】可以定义草绘平面一侧或两侧的拉伸尺寸，如图3.3.4所示。图3.3.4【选项】上滑板3)【属性】上滑板在【拉伸特征】操控板中选择【属性】按钮，弹出图3.3.5所示【属性】上滑板。【属性】可
35、对特征进行重命名，单击按钮，可在浏览器中查看关于当前特征的信息。图3.3.5【属性】上滑板2.拉伸步骤(1)进入零件设计模式，单击【工具栏】图标或选择菜单【插入】|【拉伸】命令，在绘图区下侧弹出【拉伸特征】操控板。(2)单击按钮，弹出【放置】上滑面板，单击按钮，弹出【草绘】对话框，在绘图区中选择相应的草绘平面并可使用系统默认的草绘参照，单击按钮，进入草绘界面。(3)在草绘环境中绘制拉伸截面，绘制完后单击【草绘】工具栏中的按钮，系统回到【拉伸特征】操控板。(4)在【选项】上滑板中选择拉伸模式并设置拉伸尺寸，或直接在【拉伸特征】操控板中进行深度选项并输入拉伸尺寸，完成拉伸实体特征。(5)如果生成薄
36、体特征，选择【薄体特征】按钮。(6)如果是在已有的实体特征中去除材料，单击【去除材料】按钮。(7)单击按钮可改变去除材料的方向。(8)单击【特征预览】按钮，观察生成的特征。(9)单击【拉伸特征】操控板中的按钮，完成拉伸特征的建立。3.3.2 旋转特征旋转特征 旋转特征是草绘截面绕旋转中心线旋转一定角度而成的一类特征，它适合于构建回转体零件。草绘旋转截面时，其截面必须全部位于中心线的一侧，倘若要生成的是零件的第一个特征，其截面必须是封闭的。1.【旋转特征旋转特征】操控板操控板单击工具栏上的图标，或选择菜单【插入】|【旋转】命令，在绘图区下侧弹出【旋转特征】操控板，各按钮的功能如图3.3.6所示。
37、图 3.3.6【旋转特征】操控板2.旋转步骤 (1)进入零件设计模式，单击工具栏上的图标，或选择菜单【插入】|【旋转】命令，在绘图区下侧弹出【旋转特征】操控板。(2)单击操控板的按钮，弹出【放置】上滑面板，如图 3.3.7 所示，单击按钮，弹出【草绘】对话框。在绘图区中选择相应的草绘平面并可使用系统默认的草绘参照，单击按钮，进入草绘界面。图3.3.7【放置】上滑板(3)在草绘环境中使用绘制中心线工具绘制一条中心线作为截面的旋转中心线，在中心线的一侧绘制旋转特征截面，绘制完后单击【草绘】工具栏中的按钮，回到【旋转特征】操控板。(4)在【选项】面板中选择模型旋转方式，并设置旋转角度。(5)如果生成
38、薄体特征，则选择【薄体特征】按钮。(6)如果是在已有的实体特征中去除材料，应选择【去除材料】按钮。(7)单击按钮可改变去除材料的方向。(8)单击【特征预览】按钮，观察生成的特征。(9)单击【旋转特征】操控板中的按钮，完成旋转特征的建立。3.3.3 扫描特征扫描特征扫描特征是指由一个草绘截面沿着指定的轨迹移动而形成的实体。使用扫描建立增料或减料特征时首先要有一条轨迹，再建立沿轨迹线扫描的特征截面。在整个扫描过程中，扫描截面始终垂直于扫描轨迹。扫描特征有3种类型：一是开放的轨迹，封闭的截面；二是封闭的轨迹，封闭的截面；三是封闭的轨迹，开放的截面。创建扫描特征的步骤：1.选择扫描特征命令选择扫描特征
39、命令选择菜单【插入】|【扫描】|【伸出项】命令，弹出【伸出项：扫描】对话框及【扫描轨迹】菜单，如图3.3.8所示。图3.3.8【伸出项：扫描】对话框及【扫描轨迹】菜单 2.定义扫描轨迹定义扫描轨迹在【扫描轨迹】菜单中要确定是草绘轨迹还是选取已有的轨迹。草绘轨迹：在草绘模式下草绘扫描用的轨迹线。选取轨迹：选取已有的曲线作为扫描轨迹线。草绘扫描轨迹的步骤：(1)选取【扫描轨迹】|【草绘轨迹】命令。(2)选取草绘平面。在选择【草绘轨迹】后弹出【设置草绘平面】菜单，从中选取草绘平面。选取【新设置】|【设置平面】|【平面】命令，如图3.3.9所示，在绘图区选取某一基准平面作为草绘平面，在所选平面上出现一
40、个箭头并弹出【方向】菜单，如图3.3.10所示。图3.3.9【设置草绘平面】菜单 图3.3.10【方向】菜单(3)设置视图方向。在【方向】菜单中选取草绘平面看图方向，图形中以箭头表示方向。【反向】表示将当前箭头所指方向反过来；【正向】表示接受当前的箭头所指方向。左键单击【正向】或单击鼠标中键，屏幕会弹出【草绘视图】菜单，如图3.3.11所示。图3.3.11【草绘视图】菜单(4)设置草绘平面的放置方位。在【草绘视图】菜单选取草绘视图的方位后系统进入草绘环境。草绘视图参照方向菜单中的各项含义如下。顶：所选平面的正方向朝上。底部：所选平面的正方向朝下。右：所选平面的正方向朝右。左：所选平面的正方向朝
41、左。缺省：采取系统的默认设置。退出：退出当前操作。(5)绘制扫描轨迹。在草绘环境中用草绘工具进行扫描轨迹的绘制，完成后单击【工具栏命令】图标。如果草绘轨迹是开放的，系统会将视图转换成与草绘轨迹垂直的方向，要求继续绘制扫描截面；如果草绘轨迹是封闭的，则需在系统弹出的【属性】菜单(如图3.3.12所示)中选择是【增加内部元素】还是【无内部元素】，选择后点击【完成】即可进入扫描截面的绘制。图3.3.12【属性】菜单3.定义扫描截面 在绘图区绘制扫描截面并标注尺寸，完成后单击【工具栏命令】图标，回到【伸出项：扫描】对话框。4.完成扫描 在【伸出项：扫描】对话框中单击按钮预览扫描特征。如果符合设计意图，
42、单击按钮完成扫描。3.3.4 混合特征混合特征混合特征是指由多个不同的截面沿空间一定距离构成的实体特征。它适合创建截面逐渐变化的实体。混合特征至少需要两个截面。混合特征根据形成的方式不同包括平行混合、旋转混合和一般混合三种，混合特征由属性、截面、深度和方向等四个元素定义。创建混合特征的步骤如下：1.选择命令选择命令选择菜单【插入】|【混合】|【伸出项】命令，出现【混合选项】菜单，如图3.3.13所示，从中定义混合方式。图3.3.13【混合选项】菜单2.定义混合类型和截面类型定义混合类型和截面类型在【混合选项】菜单中选择【平行】|【规则截面】|【草绘截面】|【完成】命令，出现如图3.3.14所示
43、的【混合】对话框和图3.3.15所示的【属性】菜单。图3.3.14【混合】对话框 图3.3.15【属性】菜单 3定义混合特征的属性定义混合特征的属性【属性】菜单的各项含义如下。直的：各截面之间用直线连接。光滑：各截面之间用样条曲线连接。4定义截面定义截面按照菜单的提示选择草绘平面的放置属性，进入草绘环境草绘截面。草绘完一个混合截面后，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单选择【切换剖面】命令，草绘下一个混合截面，刚才的截面变为灰色。在各混合截面之间相互切换，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择【切换剖面】命令即可。5.定义混合的方向和深度 根据弹出的提示，在消息区根据提示输入两截面的距离，单击按钮，回
44、到【混合】对话框。6.完成混合特征 在【混合】对话框，单击按钮预览混合特征。如果符合设计意图，单击按钮完成混合。实训实训实训实例实训实例1创建安装架的拉伸特征创建安装架的拉伸特征要求：创建如图3.3.16所示的零件，单位为mm。图3.3.16安装架具体步骤如下：步骤 1 建立新文件。(1)单击工具栏中的按钮，或者从菜单中选择【文件】中的【新建】命令。(2)在弹出的【新建】对话框中选择文件类型为【零件】，子类型为【实体】。(3)输入零件名称后，取消【使用缺省模板】复选框的勾选，单击按钮。在弹出的【新文件选项】对话框中选择“mmns-part-solid”，单击按钮。步骤 2 创建底座拉伸特征。(
45、1)单击【特征】工具栏中的按钮，在绘图区下侧弹出【拉伸特征】操控板，单击操控板中的按钮打开上滑面板。(2)单击上滑面板中的按钮，系统弹出【草绘】对话框。选取基准平面 TOP 面作为草绘平面，接受系统默认的特征生成方向，单击【草绘】对话框中的按钮，进入环境。(3)绘制如图 3.3.17 所示线框，单击工具栏中的按钮，在操控板的【深度】框中输入拉伸高度值“15”，单击按钮完成拉伸特征的创建，如图 3.3.18 所示。图3.3.17底板草绘 图3.3.18底板的拉伸 步骤 3 创建侧板拉伸特征。(1)单击【特征】工具栏中的按钮，在绘图区下侧弹出【拉伸特征】操控板，单击操控板中的按钮打开上滑面板。(2
46、)单击上滑面板中的按钮，系统弹出【草绘】对话框。选取底座侧面的长边的一面作为草绘平面，在对话框中点击按钮，进入草绘环境。(3)绘制如图 3.3.19 所示的草绘剖面，保证圆心到底面的尺寸为 35 mm，单击工具栏中的按钮完成草绘。(4)在【拉伸特征】操控板中的【深度】框中输入拉伸高度值“15”，单击用户界面中的按钮，完成拉伸特征的创建，如图 3.3.20 所示。图3.3.19侧板草绘 图3.3.20侧板的拉伸 步骤 4 创建拉伸孔特征。(1)单击工具栏中的按钮，在绘图区下侧弹出【拉伸特征】操控板，单击操控板中的按钮，打开上滑面板。(2)单击上滑面板中的按钮，系统弹出【草绘】对话框。选取底面为草
47、绘平面，单击【草绘】对话框中的按钮，进入草绘环境。(3)画出直径为 3.5的圆，单击按钮完成草绘，如图 3.3.21所示。图3.3.21小孔的草绘(4)在【深度】选项中选择项，拉伸到指定的曲面，单击用户界面中的按钮，完成拉伸孔特征的创建，如图 3.3.22所示。(5)单击【水平】工具栏中的按钮，在信息区的【保存文件】对话框中单击按钮，完成该文件的保存。图3.3.22小孔的拉伸 实训实例实训实例2创建旋钮创建旋钮要求：创建如图3.3.23所示的零件，单位为mm。图3.3.23旋钮具体步骤如下：步骤 1 建立新文件。步骤 2 创建拉伸圆盘特征。进入拉伸草绘环境后绘制 44.50 mm 的圆，如图
48、3.3.24 所示。在工具栏中点击按钮，完成草绘，在【拉伸】操控板的【深度】对话框中输入拉伸高度值“6.3 mm”后，点击按钮完成拉伸特征的创建，如图 3.3.25 所示。图3.3.24草绘尺寸 图3.3.25拉伸圆盘 步骤 3 创建拉伸长方体特征。(1)进入草绘环境。单击工具栏中的按钮，在绘图区下侧弹出【拉伸特征】操控板，单击操控板中的按钮打开上滑面板。在上滑面板中点击按钮，系统弹出【草绘】对话框。选取圆的端面作为草绘平面，单击对话框中的按钮，进入草绘环境。(2)草绘长方体的尺寸如图 3.3.26所示为15.9 mm2.4 mm，保证圆心到长方体短边的最远距离为 23.5 mm，拉伸长度为
49、8.9 mm，点击按钮，完成长方体的拉伸特征，如图 3.3.27 所示。图3.3.26草绘长方体 图3.3.27长方体拉伸特征 步骤 4 创建旋转特征。(1)单击【基础特征】工具栏中的按钮，在主视区下侧出现【旋转】工具用户界面。单击用户界面上的按钮生成拉伸实体，单击用户界面上的按钮，打开上滑面板。(2)单击上滑面板中的按钮，系统弹出【草绘】对话框。单击按钮，进入【草绘器】。(3)绘制旋转轴线和线框，如图 3.3.28 所示，单击工具栏中的按钮完成草绘。(4)单击按钮，将角度改成 180，单击用户界面上的按钮，完成旋转特征的创建，如图 3.3.23 所示。(5)单击【水平】工具栏中的按钮，在信息
50、区的【保存文件】对话框中单击按钮，完成该文件的保存。图3.3.28草绘旋转线框 实训实例实训实例3创建扫描特征创建扫描特征要求：创建工字钢轨道如图3.3.29所示，单位为mm。图3.3.29扫描模型具体步骤如下：步骤 1 建立新文件。(1)单击工具栏中的按钮，或者从菜单中选择【文件】中的【新建】命令。(2)在弹出的【新建】对话框中选择文件类型为【零件】，子类型为【实体】。输入零件名称后，取消【使用缺省模板】复选框的勾选，单击按钮。(3)在 弹 出 的【新 文 件 选 项】对 话 框 中 选 择“mmns-part-solid”，单击按钮。步骤 2 创建扫描轨迹。(1)选择菜单【插入】|【扫描】
