3.2 基础实体特征
基础实体特征主要包括实体类的拉伸特征、旋转特征、扫描特征、可变剖面扫描特征和混合特征等。在三维实体模型中经常要先创建基础特征,然后在基础特征的基础上创建其他所需的特征。下面结合案例介绍实体类的基础特征。
3.2.1 拉伸特征
拉伸特征是指将二维剖面拉伸到垂直于草绘平面的指定距离来创建的特征。典型的拉伸特征示例如图3-1所示。
进入零件建模模式,在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“拉伸”按钮,系统在功能区显示图3-2所示的“拉伸”选项卡。“拉伸”选项卡中具有3个滑出面板标签,即“放置”“选项”和“属性”,它们的功能含义如下。
“放置”滑出面板:该滑出面板(为了描述的简洁,本书可将“滑出面板”简述为“面板”)用来定义或编辑草绘截面。
图3-1 创建拉伸特征
图3-2 功能区显示的“拉伸”选项卡
“选项”滑出面板:打开该面板后,可以重定义草绘平面每一侧的特征深度选项和相应的深度值,如图3-3所示。对于拉伸曲面特征而言,还可以在该面板中通过“封闭端”复选框来设置是否用封闭端创建曲面特征。若在该面板中选中“添加锥度”复选框,则需要在其值框中设置锥角(角度范围从-89.9°~89.9°),从而按值使几何成锥形。
“属性”滑出面板:该面板如图3-4所示。在“名称”文本框中列出了当前拉伸特征的名称,用户可以更改该特征名称;单击“显示此特征的信息”按钮,则打开Creo Parametric浏览器以查看该拉伸特征的详细信息。
图3-3 “选项”面板
图3-4 “属性”面板
下面通过一个底座零件设计案例讲解创建拉伸实体特征的典型方法及步骤。
1.新建零件文件
1 在“快速访问”工具栏中单击“新建”按钮,系统弹出“新建”对话框。
2 在“类型”选项组中选择“零件”单选按钮,在“子类型”选项组中选择“实体”单选按钮;在“文本”文本框中输入“hy_3_dz”,单击“使用默认模板”复选框以取消使用默认模板,然后单击“确定”按钮,系统弹出“新文件选项”对话框。
3 从“新文件选项”对话框的“模板”选项组中选择“mmns_part_solid”,然后单击“确定”按钮,从而新建一个零件文件并进入零件设计模式。在新零件文件中,已经存在着预定义好的一个基准坐标系和3个相互正交的基准平面(RIGHT、FRONT和TOP)。
知识点拨 如果要在图形窗口中除了显示基准平面之外,还要显示平面标记,那么在功能区中打开“视图”选项卡,选中“平面标记显示”按钮,如图3-5所示。其他基准标记显示的设置操作也类似。
图3-5 设置显示平面标记
2.创建拉伸实体特征
1 在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“拉伸”按钮,打开“拉伸”选项卡。默认时,“拉伸”选项卡中的“实心”按钮处于被选中的状态。
2 在“拉伸”选项卡中选择“放置”选项,打开“放置”面板,如图3-6所示,接着单击该面板中的“定义”按钮,弹出“草绘”对话框。选择FRONT基准平面作为草绘平面,默认以RIGHT基准平面作为“右”方向参照,如图3-7所示,然后单击“草绘”按钮。
图3-6 打开“放置”面板
图3-7 选择草绘平面
说明 用户也可以不用打开“拉伸”选项卡的“放置”面板,而是直接在图形窗口中选择所需的基准平面来快速定义草绘平面,例如在本例中,直接选择FRONT基准平面作为草绘平面,系统随即进入草绘模式。
3 功能区出现“草绘”选项卡,在“草绘”选项卡的“设置”面板中单击“草绘视图”按钮,从而定向草绘平面使其与屏幕平行。绘制图3-8所示的拉伸剖面,然后在“草绘”选项卡的“关闭”面板中单击“确定”按钮。
图3-8 绘制拉伸剖面
说明 用户可以事先启动草绘器时设置草绘平面与屏幕平行,其方法是单击“文件”标签打开文件菜单(应用程序菜单),接着选择“选项”命令,弹出“Creo Parametric选项”对话框,在左窗格中选择“草绘器”,在对话框右部区域的“草绘器启动”选项组中选中“使草绘平面与屏幕平行”复选框,然后单击“确定”按钮。
4 选取深度类型选项及设置深度值。在“拉伸”选项卡的深度类型选项下拉列表框中选择“对称”深度选项,接着在深度文本框中输入深度值为68。
5 在“拉伸”选项卡中单击“确定”按钮,完成该拉伸实体特征创建。
此时,按〈Ctrl+D〉组合键以默认的标准方式视角显示模型,效果如图3-9所示。
3.以拉伸的方式切除材料
1 在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“拉伸”按钮,打开“拉伸”选项卡。默认时,“拉伸”选项卡中的“实心”按钮处于被选中的状态。
2 在“拉伸”选项卡中单击“移除材料”按钮。
3 “拉伸”选项卡中的“放置”标签以特定颜色(如红色)显示,在图形窗口中直接选择TOP基准平面作为草绘平面,系统自动地快速进入草绘模式。
4 绘制图3-10所示的拉伸剖面,单击“确定”按钮。
图3-9 创建的拉伸实体特征
图3-10 绘制拉伸剖面
5 在“拉伸”选项卡的“深度”选项下拉列表框中选择“穿透”选项,单击“反向拉伸的深度方向”按钮,从而将拉伸的深度方向更改为如图3-11所示。
6 在“拉伸”选项卡中单击“确定”按钮,完成拉伸切除操作,得到图3-12所示的模型效果。
图3-11 设置拉伸的深度方向
图3-12 拉伸切除后的效果
4.创建拉伸加厚特征
1 在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“拉伸”按钮,打开“拉伸”选项卡。默认时,“拉伸”选项卡中的“实心”按钮处于被选中的状态。
2 在“拉伸”选项卡中单击“加厚草绘”按钮,接着输入加厚厚度为10,如图3-13所示。
3 打开“放置”面板,单击“定义”按钮,弹出“草绘”对话框。
4 选择图3-14所示的实体面作为草绘平面,快速进入草绘模式中。
图3-13 设置加厚草绘的参数
图3-14 选择草绘平面
5 在功能区的“草绘”选项卡的“草绘”面板中单击“投影”按钮,系统弹出“类型”对话框,选择“单一”单选按钮,单击图3-15所示的一条轮廓边通过投影来创建新图元,单击“类型”对话框中的“关闭”按钮。
在“草绘”选项卡的“关闭”面板中单击“确定”按钮,完成草绘并退出草绘模式。
6 在“拉伸”选项卡中单击位于“加厚草绘”按钮最右侧的“在草绘的一侧、另一侧或两侧间更改拉伸方向”按钮,使其向外侧加厚。
7 输入侧1的拉伸深度值为15。
8 在“拉伸”选项卡中单击“确定”按钮,完成的底座效果如图3-16所示。
图3-15 单击轮廓边绘制开放式剖面(投影)
图3-16 完成的底座效果
3.2.2 旋转特征
使用系统提供的旋转工具,可以通过绕着指定的中心线旋转草绘截面来创建特征,该特征被称为旋转特征。旋转特征的类型可以为旋转伸出项(实体、加厚)、旋转切口(实体、加厚)、旋转曲面、旋转曲面修剪(规则、加厚)。创建旋转特征的典型示例如图3-17所示。
图3-17 创建旋转特征示例
要创建旋转特征,则在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“旋转”按钮,打开图3-18所示的“旋转”选项卡,接着在“旋转”选项卡中指定特征类型,如实体(实心)或曲面,接着打开“放置”面板来创建草绘或者选取草绘(注意旋转特征需要定义旋转截面和旋转轴,旋转轴可以是线性参考或草绘器中心线),完成定义旋转截面和旋转轴后,在“旋转”选项卡中设置旋转角度、旋转方向,并根据特征类型等来设置相应的参数。
图3-18 功能区出现的“旋转”选项卡
在这里介绍一下定义旋转截面的规则。
必须只在旋转轴的一侧草绘几何图形。
可使用开放或闭合截面创建旋转曲面。
如果在旋转截面中绘制有一条以上的中心线,那么系统默认将创建的第一条满足要求的几何中心线用作旋转轴。如果草绘中不包含几何中心线,则使用创建的第一条构造中心线作为旋转轴。若要更改默认的旋转轴,则在截面中先选择要定义旋转轴的一条中心线(所选的中心线既可以是几何中心线,也可以是构造中心线),接着在功能区的“草绘”选项卡中单击“设置”组溢出按钮,选择“特征工具”|“指定旋转轴”命令,如图3-19所示,从而将选定的该中心线指定为旋转轴。
图3-19 指定旋转轴操作
当然,在定义旋转特征时,除了可以使用内部中心线作为旋转轴外,也可以使用外部轴而不是中心线。
下面通过一个顶杆帽基件设计案例讲解创建旋转实体特征的典型方法及步骤。
1.新建零件文件
1 在“快速访问”工具栏中单击“新建”按钮,系统弹出“新建”对话框,在“类型”选项组中选择“零件”单选按钮,在“子类型”选项组中选择“实体”单选按钮,在“文件名”文本框中输入文件名为“hy_3_dgm”,单击以清除(取消选中)“使用默认模板”复选框,然后单击“确定”按钮。
2 系统弹出“新文件选项”对话框,从中选择“mmns_part_solid”公制模板,然后单击“确定”按钮。
2.创建旋转实体特征
1 在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“旋转”按钮,从而在功能区打开“旋转”选项卡。默认时,“旋转”选项卡中的“实心”按钮处于被选中的状态。
2 在“旋转”选项卡中选择“放置”选项标签,打开“放置”面板,单击该面板中的“定义”按钮,弹出“草绘”对话框。
3 选择FRONT基准平面作为草绘平面,以RIGHT基准平面作为“右”方向参照,单击“草绘”对话框中的“草绘”按钮,从而进入草绘模式。
4 确保定向草绘平面使其与屏幕平行,接着在“草绘”选项卡的“基准”面板中单击“中心线”按钮,添加一条竖直的几何中心线作为旋转轴,并接着绘制图3-20所示的封闭图形。绘制好旋转截面并修改相关的尺寸后,单击“确定”按钮,从而完成草绘并退出内部草绘器。
图3-20 绘制的封闭图形
5 默认时,“变量”图标选项处于被选中的状态,从草绘平面开始以360°旋转。单击“确定”按钮,完成创建的旋转实体特征如图3-21所示。
3.以旋转的方式切除材料
1 在功能区“模型”选项卡的“形状”面板中单击“旋转”按钮,打开“旋转”选项卡。
2 在“旋转”选项卡选择“放置”选项标签,打开“放置”面板,接着单击“放置”面板中的“定义”按钮,打开“草绘”对话框。
3 在“草绘”对话框中单击“使用先前的”按钮,进入草绘模式。
4 绘制图3-22所示的旋转截面(剖面)和旋转中心轴。绘制好图形并修改好相关的尺寸后,单击“确定”按钮,完成草绘并退出内部草绘器。
5 默认时,“变量”图标选项处于被选中的状态,从草绘平面开始以360°旋转。在“旋转”选项卡中确保选中“移除材料”按钮(使此按钮处于被选中状态)。
6 在“旋转”选项卡中单击“确定”按钮,从而完成旋转切除操作,最终得到顶杆帽基件的模型效果如图3-23所示。
图3-21 创建的旋转实体特征
图3-22 绘制旋转截面(含旋转轴)
图3-23 顶杆帽基件
3.2.3 扫描特征
在Creo Parametric 6.0中,可以在沿着一个或多个选定轨迹扫描截面时通过控制截面的方向、旋转和几何来添加或移除材料,从而生成扫描特征,扫描特征既可以是实心(实体)的,也可以是曲面的。扫描特征的扫描类型分两种,一种是恒定截面扫描,另一种则是可变截面扫描。
恒定截面扫描是指在沿轨迹扫描的过程中,草绘的形状不变,仅截面所在框架的方向发生变化。所述的框架实际上是沿着原点轨迹滑动并且自身带有要被扫描截面的坐标系,坐标系的轴由辅助轨迹和其他参考定义。框架非常重要,因为它决定着草绘沿原点轨迹移动时的方向。创建恒定截面扫描特征的典型示例如图3-24所示。
可变截面扫描是指在扫描过程中,其截面是可变的。创建可变截面扫描会将草绘图元约束到其他轨迹(中心平面或现有几何),或者使用由trajpar参数设置的截面关系可使草绘可变。需要用户特别注意的是,草绘所约束到的参考可更改截面形状,另外通过使用关系(由trajpar设置)定义标注形式也能使草绘可变。草绘在轨迹点处重新生成,并相应更新其形状。创建可变截面扫描特征的典型示例如图3-25所示。
图3-24 创建扫描特征的典型示例
图3-25 创建可变截面扫描特征的典型示例
要创建扫描特征,则在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“扫描”按钮,打开图3-26所示的“扫描”选项卡。下面介绍“扫描”选项卡中各主要组成元素的功能含义。
图3-26 功能区的“扫描”选项卡
1.相关按钮
:创建实体(实心)特征。
:创建曲面特征。
:打开内部草绘器来创建或编辑扫描横截面。
:沿扫描移除材料,以便为实体特征创建切口或为曲面特征创建面组修剪。
:为草绘添加厚度以创建薄实体、薄实体切口或薄曲面修剪。
:创建恒定截面扫描,即沿扫描时其截面保持不变。
:创建可变截面扫描,即允许截面根据参数化参考或沿扫描的关系进行变化。
2.“参考”滑出面板
“参考”滑出面板如图3-27所示。在该滑出面板中主要提供了以下工具或选项。
“轨迹”表:“轨迹”表的“轨迹”列用于显示轨迹,包括用户选择作为轨迹原点和集类型的轨迹;“X”复选框可用于将轨迹设置为X轨迹,“N”复选框可用于将轨迹设置为法向轨迹(“N”复选框被选定时,截面垂直于轨迹),“T”的相应复选框可用于将轨迹设置为与“侧1”“侧2”或选定的曲面参考相切。
“细节”按钮:单击此按钮,将打开图3-28所示的“链”对话框以修改选定链的属性。
图3-27 “参考”滑出面板
图3-28 “链”对话框
“截平面控制”下拉列表框:该下拉列表框用于设置定向截平面的方式(扫描坐标系的Z方向),可供选择的选项有“垂直于轨迹”“垂直于投影”和“恒定法向”。当选择“垂直于轨迹”选项时,截平面在整个长度上保持与原点轨迹垂直;当选择“垂直于投影”选项时,沿着投影方向看去,截平面保持与原点轨迹垂直,Z轴与指定方向上的原点轨迹的投影相切,注意选择该选项时,“方向参考”收集器被激活以用于选择方向参考;当选择“恒定法向”选项时,Z轴平行于指定的方向参考矢量,同样“方向参考”收集器被激活,并提示选择方向参考。
“水平/竖直控制”下拉列表框:用于决定绕草图平面法向的框架旋转沿扫描如何定向。该下拉列表框可能提供选定选项有“自动”“垂直于曲面”和“X轨迹”,其中,“自动”为默认选项,表示由XY方向定向横截面。
“起点的X方向参考”收集器:当在“截平面控制”下拉列表框中选择“垂直于轨迹”或“恒定法向”选项,且“水平/竖直控制”设置为“自动”时,显示原点轨迹起点处的截平面X轴方向。
3.“选项”滑出面板
“选项”滑出面板如图3-29所示,在该面板中可以设置以下内容。
“封闭端”复选框:用于设置封闭扫描特征的每一端。适用于具有封闭环截面和开放轨迹的曲面扫描。
“合并端”复选框:用于将实体扫描特征的端点连接到邻近的实体曲面而不留间隙。当扫描截面为恒定、存在开放的平面轨迹、截平面控制选择的是“垂直于轨迹”、水平/竖直控制选择的是“自动”,以及邻近项至少包含一个实体特征时可用。
“草绘放置点”:指定原点轨迹上的点来草绘截面,不影响扫描的起始点。如果“草绘放置点”为空,则将扫描的起始点用作草绘截面的默认位置。
4.“相切”滑出面板
“相切”滑出面板如图3-30所示,其中,“轨迹”列表用于显示扫描特征中的轨迹,“参考”下拉列表框用于用相切轨迹控制曲面。
图3-29 “选项”滑出面板
图3-30 “相切”滑出面板
5.“属性”滑出面板
在“属性”滑出面板中,可通过“名称”框来设置扫描的名称,以及单击“显示此特征的信息”按钮以在Creo Parametric浏览器中显示详细的元件信息。
在介绍了“扫描”选项卡之后,下面通过几个案例来介绍创建扫描特征的方法、技巧等。需要用户注意的是,在创建扫描特征时,根据所选轨迹数量,扫描截面类型会自动设置为“恒定”或“可变”(通常,单一轨迹设置恒定扫描,多个轨迹设置为可变截面扫描);如果向扫描特征添加或从中移除轨迹,扫描类型会相应调整,但是可以覆盖默认设置,也可以通过单击“恒定截面(保持截面不变)”按钮或“允许截面变化”按钮来手动设置扫描类型。
扫描典型案例1——创建弯管
1 在“快速访问”工具栏中单击“新建”按钮,新建一个使用“mmns_part_solid”公制模板的实体零件文件,其文件名定为“hy_s3_wj”。
2 在功能区“模型”选项卡的“形状”面板中单击“扫描”按钮,打开“扫描”选项卡。
3 草绘轨迹。在功能区的右侧区域单击“基准”|“草绘”按钮,弹出“草绘”对话框,选择TOP基准平面作为草绘平面,默认以RIGHT基准平面为“右”方向参照,如图3-31所示,接着单击“草绘”按钮,进入草绘模式。绘制图3-32所示的将作为扫描轨迹的相切曲线,单击“确定”按钮。
4 在功能区“扫描”选项卡中单击出现的图3-33所示的“退出暂停模式,继续使用此工具”按钮。
5 确保所绘制的曲线被选择作为原点轨迹,在“扫描”选项卡中打开“参考”面板,默认“截平面控制”选项为“垂直于轨迹”。此时,应设置轨迹起点箭头如图3-34所示。如果原点轨迹的起点箭头不在所需的端点处,那么可以通过单击显示的起点箭头来将它切换到轨迹的另一端。
6 在功能区“扫描”选项卡中可以看到“实心”按钮和“保持截面不变”按钮自动被选中,单击“创建薄板”按钮,并设置薄板厚度为5,如图3-35所示。
图3-31 指定草绘平面
图3-32 绘制相切圆弧曲线
图3-33 “扫描”选项卡中出现的按钮
图3-34 设置轨迹起点箭头
图3-35 设置生成薄板及其参数
7 在功能区“扫描”选项卡中单击“创建或编辑扫描截面”按钮,进入内部草绘器,绘制图3-36所示的扫描截面(此截面图形为一个圆),然后单击“确定”按钮。
8 在功能区“扫描”选项卡中单击“确定”按钮,完成创建的弯管模型如图3-37所示。
图3-36 绘制扫描截面
图3-37 弯管模型
扫描典型案例2——创建杯子手柄
1 在“快速访问”工具栏中单击“打开”按钮,弹出“文件打开”对话框,选择“hy_s3_bzbs.prt”配套文件来打开。该文件中已经存在一个杯子主体模型。
2 在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“扫描”按钮,打开“扫描”选项卡。
3 草绘轨迹。在功能区的右侧区域单击“基准”“草绘”按钮,弹出“草绘”对话框,选择FRONT基准平面作为草绘平面,以RIGHT基准平面为“右”方向参照,接着在“草绘”对话框中单击“草绘”按钮,进入草绘模式。在“草绘”选项卡的“草绘”面板中单击“样条”按钮绘制图3-38所示的样条曲线,样条曲线的两个端点分别约束于杯子的外轮廓边,最后单击“确定”按钮,完成草绘并退出草绘模式。
图3-38 草绘样条曲线
4 在功能区“扫描”选项卡中单击出现的“退出暂停模式,继续使用此工具”按钮。
5 确保所绘制的样条曲线被选作原点轨迹,设置原点轨迹的起点箭头方向如图3-39所示。在“扫描”选项卡中打开“参考”面板,默认“截平面控制”选项为“垂直于轨迹”。
6 在功能区“扫描”选项卡中可以看到“实心”按钮和“保持截面不变”按钮自动被选中,打开“选项”滑出面板,从中选择“合并端”复选框,如图3-40所示。
图3-39 定义原点轨迹
图3-40 选择“合并端”复选框
7 在功能区“扫描”选项卡中单击“创建或编辑扫描截面”按钮,进入内部草绘器。在“草绘”选项卡的“草绘”面板中单击“中心和轴椭圆”按钮,绘制图3-41所示的椭圆形扫描截面,然后单击“确定”按钮。
8 在功能区“扫描”选项卡中单击“确定”按钮,完成创建该扫描实体特征。按〈Ctrl+D〉组合键以默认的标准方向视角显示模型,完成效果如图3-42所示。
图3-41 绘制椭圆
图3-42 完成扫描实体特征
知识点拨 如果在本例步骤6中,在“选项”滑出面板中取消选中“合并端”复选框,则最后得到的扫描特征在两端会不与相邻实体自然合并,如图3-43所示。
图3-43 不选中“合并端”复选框得到的扫描实体特征
扫描典型案例3——创建可变截面扫描特征
1 在“快速访问”工具栏中单击“打开”按钮,弹出“文件打开”对话框,选择“hy_s3_kbpms.prt”配套文件来打开,该文件中已经存在图3-44所示的3条光滑曲线。
2 在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“扫描”按钮,打开“扫描”选项卡,并在“扫描”选项卡中单击选中“实心”按钮。
3 在“扫描”选项卡中打开“参考”面板,选择曲线1作为原点轨迹,接着按住〈Ctrl〉键的同时选择曲线2和曲线3作为约束截面形状的辅助轨迹线(即作为链轨迹,也称集轨迹)。此时,默认为创建可变截面扫描特征,即“扫描”选项卡中的“允许截面变化”按钮自动处于被选中的状态。
4 更改原点轨迹的原点位置。选择原点轨迹,接着在原点轨迹上单击已显示的箭头,即可切换原点轨迹的起点方向,确保使箭头显示状况如图3-45所示。
图3-44 文件已有的3条光滑曲线
图3-45 定义原点轨迹起点箭头
5 在“扫描”选项卡中单击“创建或编辑扫描截面”按钮,进入截面草绘模式。
6 单击“样条”按钮,按照顺序分别捕捉到相应控制点来绘制封闭的样条曲线,如图3-46所示,然后单击“确定”按钮,完成扫描截面并退出草绘模式。
7 在“扫描”选项卡中打开“参考”面板,从“截平面控制”下拉列表框中选择“恒定法向”选项,此时系统激活“方向参考”收集器,并提示选择一个平面、轴、坐标系轴或直图元来定义截平面法向。调整模型视角,在图形窗口或模型树中选择RIGHT基准平面作为方向参照,“水平/垂直控制”选项为“自动”。
8 对动态预览的效果满意后,在“扫描”选项卡中单击“确定”按钮,完成创建的可变截面扫描实体特征如图3-47所示。
图3-46 绘制样条曲线
图3-47 完成的可变截面扫描特征
扫描典型案例4——使用关系创建可变截面扫描特征
1 在“快速访问”工具栏中单击“打开”按钮,弹出“文件打开”对话框,选择“hy_s3_gxkbps.prt”配套文件来打开。在该元件中已经绘制好一条钩状形式的相切曲线。
2 在功能区的“模型”选项卡的“形状”面板中单击“扫描”按钮,打开“扫描”选项卡,并在“扫描”选项卡中单击选中“实心”按钮。
3 选择曲线作为原点轨迹,并且将原点轨迹上的起点方向箭头设置在图3-48所示的端点处。
4 在“扫描”选项卡中单击“允许截面变化”按钮,接着打开“参考”面板,接受默认的截平面控制选项为“垂直于轨迹”,水平/垂直控制选项为“自动”。
5 在“扫描”选项卡中单击“创建或编辑扫描截面”按钮,进入草绘模式。
6 单击“圆:圆心和点”按钮,在指定位置(十字叉丝位置)处绘制一个圆。接着在功能区中切换到“工具”选项卡,如图3-49所示,从该选项卡的“模型意图”面板中单击“关系”按钮,系统弹出“关系”对话框。
7 在“关系”对话框中输入带trajpar参数的截面关系为“sd3=38∗(1+0.8∗trajpar)”,如图3-50所示,从而使草绘可变。这里sd3为圆的直径尺寸参数符号。在“关系”对话框中单击“确定”按钮,然后在功能区中切换到“草绘”选项卡,单击“确定”按钮,完成截面草绘并退出草绘模式。
图3-48 指定原点轨迹及其起点方向
图3-49 切换到“工具”选项卡
图3-50 设置截面圆的关系
8 对动态预览的效果满意后,在“扫描”选项卡中单击“确定”按钮,从而完成该可变截面扫描实体特征,其钩体效果如图3-51所示。
图3-51 完成的可变截面扫描特征(钩体效果)
3.2.4 混合特征
使用“混合”按钮,可以通过混合至少两个相互平行或投影到平行曲面上的二维截面来创建三维几何(混合特征)。常见的混合特征由一系列的平面截面(至少两个平面截面)形成,其构建思路是将这些平面截面在其边顶点处用过渡曲面连接形成一个连续特征。较为常见的混合特征是平行混合特征,其所有混合截面都位于截面草绘中的多个平行平面上。
除了封闭混合之外,每个混合截面包含的图元数都必须始终保持相同。对于没有足够几何图元的截面,可以采用添加混合顶点的方式来进行处理,添加的每一个混合顶点相当于给截面添加一个图元。为草绘截面添加混合顶点的典型方法是在草绘截面中先选择所需的一个点,接着在功能区的“草绘”选项卡中选择“设置”|“特征工具”|“混合顶点”命令,如图3-52所示,即可在所选点处创建一个混合顶点,此方法适用于与草绘截面混合的情形。
图3-52 选择“混合顶点”命令
另外,要注意每个混合截面的起始点位置要相一致,否则会生成不是所希望的混合特征。可以在截面草绘器中,从功能区的“草绘”选项卡中选择“设置”|“特征工具”|“起点”命令将所需点设置为起始点。此外,此操作还能更改起始点方向。
允许帽状混合特征的第一个草绘截面或最后一个草绘截面只存在一个点,图3-53所示的一个平行混合特征,该混合特征的第1个草绘截面和第2个草绘截面均为相同形状的正多边形,第3个草绘截面(最后一个草绘截面)为一个点(单击“草绘”选项卡的“草绘”面板中的“点”按钮来创建该点)。
图3-53 示例:帽状的平行混合特征
在创建一些混合特征的时候注意设置合适的混合曲面选项,这需要在功能区的“混合”选项卡的“选项”面板中进行设置,如选择“直”单选按钮或“平滑”单选按钮,它们对应得到的混合效果会不一样,典型示例如图3-54所示。
图3-54 示例:不同属性的混合特征
a)“直”的混合特征 b)“平滑”的混合特征
下面以案例的形式(两个案例)来介绍创建混合特征(平行混合)的典型方法步骤。第一个案例为与草绘截面混合,第二个案例为与选定截面混合,其中在第二个案例中还涉及一个新的操作知识点,即如何为选定截面添加混合顶点的操作。
混合典型案例1——与草绘截面混合
1 在“快速访问”工具栏中单击“新建”按钮,新建一个使用“mmns_part_solid”公制模板的实体零件文件,其文件名定为“hy_s3_pxhh”。
2 在功能区“模型”选项卡中单击“形状”组溢出按钮,并单击“混合”按钮,打开图3-55所示的“混合”选项卡,此时确保选中“实心”按钮和“草绘截面”按钮。
图3-55 “混合”选项卡
3 在“混合”选项卡中打开“截面”面板,确保选择“草绘截面”单选按钮,如图3-56所示,接着单击“定义”按钮,弹出“草绘”对话框。在图形窗口或模型树中选择TOP基准平面作为草绘平面,默认以RIGHT基准平面为“右”方向参考,单击“草绘”按钮。
图3-56 在“截面”面板中进行操作
4 单击“草绘”面板中的“圆:圆心和点”按钮绘制一个直径为30的圆,再单击“草绘”面板中的“中心线”按钮绘制相关的两条中心线,然后单击“编辑”面板中的“分割”按钮,将圆分割成6个等分部分,注意设置一个合适的起点,如图3-57所示(图中1、2、3、4、5、6指示了6个分割点位置)。单击“确定”按钮,从而完成第一个混合截面绘制。
图3-57 绘制第一个截面
5 在“混合”选项卡的“截面”面板中,确保进入插入截面2的操作状态,草绘平面位置定位方式为“偏移尺寸”,从“偏移自”下拉列表框中默认选择“截面1”,输入自截面1的偏移值为60,如图3-58所示,然后单击“草绘”按钮。
图3-58 设置截面2偏移自截面1的距离
6 在功能区出现的“草绘”选项卡中单击“草绘”面板中的“选项板”按钮,系统弹出“草绘器选项板”对话框,在“多边形”选项卡中选择“六边形”,将该图形插入到截面2中,接着选择要作为正确起点的顶点,在“设置”面板中单击“设置”组溢出按钮并选择“特征工具”|“起点”命令,完成的第2个截面如图3-59所示,然后单击“确定”按钮。指定起点也可以在选择所需顶点后单击鼠标右键,从快捷菜单中选择“起点”命令。
图3-59 绘制截面2
7 在“混合”选项卡中打开“截面”面板,确保选中“草绘截面”单选按钮,单击“插入”按钮以插入截面3,设置其草绘平面位置定义方式为“偏移尺寸”,从“偏移自”下拉列表框中默认选择“截面2”,设置自截面2的偏移距离为15,单击“草绘”按钮,进入截面3的草绘状态。
8 绘制第3个截面,该截面图形和第2个截面图形一样,其起点位置和方向也一样。然后单击“确定”按钮。
9 在“混合”选项卡中打开“选项”面板,默认选择“混合曲面”下的“平滑”单选按钮,如图3-60所示。
10 在“混合”选项卡中单击“确定”按钮,完成创建的混合特征如图3-61所示。
图3-60 设置混合曲面选项为“平滑”
图3-61 完成创建的混合特征
混合典型案例2——与选定截面混合
1 在“快速访问”工具栏中单击“打开”按钮,系统弹出“文件打开”对话框,选择本书配套素材文件“hy_s3_pxhh2.prt”,单击“打开”按钮,该原始文件中存在图3-62所示的两个草绘特征。
2 在功能区的“模型”选项卡中单击“形状”组溢出按钮,接着单击“混合”按钮,打开“混合”选项卡,此时确保选中“实心”按钮,并单击“选定截面”按钮。
3 在图形窗口中单击“草绘1”曲线作为混合截面1,确保该混合截面的起点位置及起点方向如图3-63所示。
图3-62 原始素材文件
图3-63 选定混合截面1
知识点拨 选定混合截面时,如果发现默认的起点位置不对,则可以使用鼠标指针拖拽箭头原点(显示为圆形符号)到其他有效位置,以设定新的起点位置。另外,使用鼠标指针单击箭头(除箭头原点),可以反向截面起点方向。
4 在功能区的“混合”选项卡中打开“截面”面板,接着在“截面”面板中单击“插入”按钮,在图形窗口中选择“草绘2”曲线作为混合截面2,并接着通过鼠标操作的方式来设置新的起点位置和起点方向,如图3-64所示。
5 很显然,混合截面2的图元数比混合截面1的图元数要少一个,需要在混合截面2中添加一个混合顶点来增加一个图元数。在“混合”选项卡的“截面”面板中,确保选中“截面2”,单击“添加混合顶点”按钮,从而在截面2中添加一个混合顶点,如图3-65所示。如果发现默认的混合顶点不在所需的位置处,那么可以通过鼠标拖拽的方式将混合顶点拖放到该截面的其他有效位置处。
图3-64 选择“草绘2”作为混合截面2
6 在“混合”选项卡中打开“选项”面板,在“混合曲面”选项组中选择“直”单选按钮,如图3-66所示。
7 在“混合”选项卡中单击“确定”按钮,完成的混合特征如图3-67所示。
图3-65 在截面2中添加一个混合顶点
图3-66 选择“直”单选按钮
图3-67 完成的混合特征效果
3.2.5 旋转混合特征
旋转混合是指将混合截面绕指定的轴旋转而创建的,其最大角度可达120°(有效范围在-120°~120°之间)。旋转混合特征的创建步骤和上一小节介绍的混合特征的创建步骤类似,最大的不同之处是旋转混合特征需要定义旋转轴。如果第一个草绘或选择的截面包含一个旋转轴或中心线,那么系统会将其自动选定为旋转轴。如果第一个草绘不包含旋转轴或中心线,则用户可以选择所需几何作为旋转轴。旋转混合的所有截面必须位于相交于同一旋转轴的平面中。对于草绘截面而言,可以通过使用相对于混合中另一截面的偏移值或通过选择一个参考来定义截面的草绘平面。
请看以下创建旋转混合特征的一个典型案例。
1 在“快速访问”工具栏中单击“新建”按钮,新建一个使用“mmns_part_solid”公制模板的实体零件文件,其文件名定为“hy_s3_xzhhtz”。
2 在功能区的“模型”选项卡中单击“形状”组溢出按钮,接着单击“旋转混合”按钮,打开“旋转混合”选项卡,此时确保选中“实心”按钮和“草绘截面”按钮,如图3-68所示。
图3-68 “旋转混合”选项卡
3 在“旋转混合”选项卡中打开“截面”面板,在草绘收集器右侧单击“定义”按钮,弹出“草绘”对话框,选择RIGHT基准平面作为草绘平面,以TOP基准平面为“左”方向参考,单击“草绘”对话框中的“草绘”按钮,进入草绘模式中。
4 使用相关的草绘工具绘制图3-69所示的截面1,单击“确定”按钮。
知识点拨 如果截面起点的方向反向了,则可以按照图3-70所示的图解步骤A、B、C进行操作即可。
图3-69 绘制截面1
图3-70 修改截面起点的方向
5 在“旋转混合”选项卡中打开“截面”面板,此时“旋转轴”收集器处于激活状态,在图形窗口中选择基准坐标系中的Z轴来定义旋转轴,如图3-71所示。
6 在“旋转混合”选项卡的“截面”面板中单击“插入”按钮,设置草绘平面位置定义方式为“偏移尺寸”,从“偏移自”下拉列表框中选择“截面1”,输入旋转偏移值为68,如图3-72所示。注意该旋转偏移值的有效范围是-120°~120°。
7 在“旋转混合”选项卡的“截面”面板中单击“草绘”按钮,进入草绘模式,使用相关的草绘工具绘制图3-73所示的截面2,单击“确定”按钮。
图3-71 定义旋转轴
图3-72 设置截面2偏移自截面1的角度
8 在“旋转混合”选项卡中打开“选项”面板,选择“平滑”单选按钮。
9 在“旋转混合”选项卡中单击“确定”按钮,完成的旋转混合特征如图3-74所示。
图3-73 绘制截面2
图3-74 完成旋转混合特征