第6章零件建模的草繪特征

1、2022-5-51第第 6章章 零件建模的草繪特征 零件建模的基本技術(shù)是基于草繪特征的。草繪特征是零件建模的重要特征，任何零件的創(chuàng)建都離不開草繪特征，熟練掌握草繪特征的創(chuàng)建是學(xué)習(xí)三維設(shè)計(jì)的基本功，本章詳細(xì)介紹利用草繪特征建模的各種方法。 2022-5-526.1 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)3D建模不同于2D繪圖，2D繪圖在1個(gè)平面上即可完成，而3D建模則是在空間中進(jìn)行的，建立的模型具有長度、寬度、高度三個(gè)方向的尺寸。在3D建模中，首先要選定工作空間的坐標(biāo)系（包括原點(diǎn)、坐標(biāo)軸和基準(zhǔn)平面），用戶一般可直接使用Pro/ENGINEER系統(tǒng)提供的默認(rèn)坐標(biāo)系，然后再明確草繪平面與參照平面即可。 草繪平面：在該面繪

2、制模型的特征截面或掃描軌跡線等。 參照平面：選定與草繪平面垂直的1個(gè)面，作為參照平面，以確定草繪平面的放置特征。本章所述特征均由二維截面經(jīng)過拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描等方式生成，因?yàn)樘卣鹘孛嬉圆輬D的方式繪制，因此這種建模方式又稱為零件建模的草繪特征。在零件建模過程中可使用草繪特征增加材料或去除材料。 2022-5-536.2 拉伸特征將繪制的截面沿給定方向和給定深度生成的三維特征稱為拉伸特征。它適于構(gòu)造等截面的實(shí)體特征。單擊繪圖區(qū)右側(cè)的【拉伸工具】按鈕 ，或單擊菜單【插入】【拉伸】選項(xiàng)，系統(tǒng)顯示如圖6-1所示的拉伸特征操控板，并提示“選取一個(gè)草繪（如果首選內(nèi)部草繪，可在放置面板中找到“定義”選項(xiàng)。）”現(xiàn)

3、將該操控板介紹如下。圖6-1 拉伸特征操控板 2022-5-542022-5-552022-5-56： 模型預(yù)覽。選中按鈕 進(jìn)行模型的幾何預(yù)覽（系統(tǒng)默認(rèn)的方式，顯示特征生成的幾何形狀與特征尺寸。），選中按鈕 進(jìn)行模型的特征預(yù)覽（特征正確完成的預(yù)覽，以觀察建立的特征；若預(yù)覽時(shí)出錯(cuò)，表明特征的構(gòu)建有錯(cuò)誤）。如圖6-2所示的左圖為“幾何預(yù)覽”狀態(tài)，右圖為“特征預(yù)覽”狀態(tài) 2022-5-57 放置：單擊該按鈕，顯示放置面板，單擊其中的【定義】按鈕或【編輯】按鈕，打開草繪對(duì)話框定義草繪平面或重定義拉伸截面。選項(xiàng)：單擊該按鈕，顯示如圖6-3所示的面板。面板中的第1側(cè)、第2側(cè)欄供用戶選擇拉伸特征的方式，并顯

4、示當(dāng)前的拉伸尺寸，用戶也可直接更改拉伸尺寸。 封閉端：建立曲面拉伸特征時(shí)該項(xiàng)被激活，以選擇拉伸曲面的端口是封閉的還是開口的。2022-5-58屬性：單擊該按鈕，打開如圖6-4所示的面板，顯示當(dāng)前特征的名稱，用戶可在名稱欄修改特征的名稱；單擊按鈕 打開該特征的信息窗口，如圖6-5所示。圖6-4 顯示當(dāng)前特征的名稱圖6-5 特征的信息窗口2022-5-59圖6-6 草繪對(duì)話框建立拉伸特征的操作步驟如下：建立拉伸特征的操作步驟如下： 進(jìn)入零件設(shè)計(jì)模式，單擊菜單【插入】【拉伸】選項(xiàng)，或直接單擊【拉伸工具】按鈕 打開拉伸特征操控板。 單擊放置面板中的【定義】按鈕，系統(tǒng)顯示如圖6-6所示的草繪對(duì)話框。該對(duì)

5、話框中顯示指定的草繪平面、參照平面、視圖方向等內(nèi)容。， 在繪圖區(qū)中選擇相應(yīng)的草繪平面或參照平面，在草繪對(duì)話框中設(shè)定視圖方向和特征生成方向。 單擊草繪對(duì)話框中的【草繪】按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入草繪狀態(tài)。 在草繪環(huán)境中繪制拉伸截面，繪制完畢單擊草繪工具欄中的按鈕 系統(tǒng)回到拉伸特征操控板。， 在選項(xiàng)面板選擇拉伸模式并設(shè)置拉伸尺寸。 2022-5-5102022-5-511提示提示：在進(jìn)行減料特征操作時(shí)，將光標(biāo)移到特征操作方向箭頭處，如圖6-7所示，單擊左鍵即可完成特征生成方向的更改。在其他特征的操作中也有類似功能，請(qǐng)讀者留心學(xué)習(xí)使用。圖6-7 將光標(biāo)移到特征操作方向箭頭處2022-5-512圖6-8 使用拉伸

6、特征建立的模型實(shí)例使用拉伸特征建立如圖6-8所示的模型。2022-5-513 步驟1 建立新文件 圖6-9 零件設(shè)計(jì)工作界面2022-5-514 步驟2 建立增料拉伸特征 2022-5-5152022-5-516 步驟3 建立拉伸減料特征圖6-14 繪制的截面2022-5-517圖6-17 厚度值為5的拉伸特征效果2022-5-5186.3 旋轉(zhuǎn)特征旋轉(zhuǎn)特征是由特征截面繞旋轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)而成的一類特征，它適合于構(gòu)建回轉(zhuǎn)體零件。草繪旋轉(zhuǎn)特征截面時(shí)，其截面必須全部位于中心線的一側(cè)，倘若要生成實(shí)體特征，其截面必須是封閉的。單擊繪圖區(qū)右側(cè)的【旋轉(zhuǎn)工具】按鈕 ，或單擊菜單【插入】【旋轉(zhuǎn)】選項(xiàng)，系統(tǒng)顯示如圖

7、6-18所示的“旋轉(zhuǎn)特征操控板”，該面板與拉伸特征操控板極為相似，現(xiàn)只將該面板中形似而意不同的功能選項(xiàng)介紹如下：2022-5-5192022-5-520提示： 在Pro/E野火版的操控板中選擇或設(shè)定參照時(shí)，應(yīng)首先激活其對(duì)應(yīng)的欄目（也稱收集器，激活后的背景顏色為黃色）使其處于工作狀態(tài)。要激活欄目直接單擊它即可，如圖6-19所示。圖6-19 單擊收集器將其激活 在Pro/E野火版3.0中建立旋轉(zhuǎn)特征，用戶既可以在草繪環(huán)境中繪制旋轉(zhuǎn)中心線作為旋轉(zhuǎn)軸，也可在非草繪環(huán)境中選定邊或軸線作為旋轉(zhuǎn)軸。2022-5-521建立旋轉(zhuǎn)特征的操作步驟如下： 進(jìn)入“零件設(shè)計(jì)”模式，單擊菜單【插入】【旋轉(zhuǎn)】選項(xiàng)，或直接單

8、擊【旋轉(zhuǎn)工具】按鈕 ，打開旋“轉(zhuǎn)特征操控板”。 單擊位置面板中的【定義】按鈕，系統(tǒng)顯示草繪對(duì)話框，該對(duì)話框中顯示指定的草繪面、參照平面、視圖方向等內(nèi)容。 在繪圖區(qū)中選擇相應(yīng)的草繪平面或參照平面，在草繪對(duì)話框中設(shè)定視圖方向和特征生成方向。 單擊草繪對(duì)話框中的【草繪】按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入草繪工作環(huán)境。 在草繪環(huán)境中使用繪制中心線工具繪制一條中心線作為截面的旋轉(zhuǎn)中心線，在中心線的一側(cè)繪制旋轉(zhuǎn)特征截面，繪制完畢單擊草繪工具欄中的按鈕 ，回到旋轉(zhuǎn)特征操控板（若在草繪環(huán)境中沒有繪制中心線，應(yīng)在三維模型中指定作為旋轉(zhuǎn)中心線的幾何元素，這一功能是在新版本中增加的）。 2022-5-5222022-5-523提示：

9、在預(yù)覽生成的特征后，如果欲重新修改草繪特征截面，以重新生成新的特征，只需單擊位置面板中的【編輯】按鈕，回到草繪工作環(huán)境進(jìn)行修改即可。 要建立實(shí)體旋轉(zhuǎn)特征，需繪制一封閉截面，繪制的截面應(yīng)完全位于旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，不可與旋轉(zhuǎn)軸相交。2022-5-524實(shí)例使用旋轉(zhuǎn)特征建立如圖6-20所示的模型。圖6-20 利用旋轉(zhuǎn)特征建立的模型2022-5-525 步驟1 建立新文件 步驟2 建立旋轉(zhuǎn)增料特征2022-5-526 步驟3 建立旋轉(zhuǎn)減料特征圖6-25 繪制一條中心線和一個(gè)圓2022-5-5272022-5-5286.4 掃描特征掃描特征掃描是將二維截面沿著指定的軌跡線掃描生成三維實(shí)體特征，使用掃描建立增

10、料或減料特征時(shí)首先要有一條軌跡線，然后再建立沿軌跡線掃描的特征截面。單擊菜單【插入】【掃描】【伸出項(xiàng)】（或【切口】選項(xiàng)），會(huì)顯示如圖6-28所示的掃描軌跡菜單。 草繪軌跡：在草繪圖中繪制掃描軌跡線。 選取軌跡：選擇已有的曲線作為掃描軌跡線。2022-5-529如果在已有的軌跡曲線中選擇軌跡線，會(huì)顯示6-29所示的鏈菜單，利用該菜單可采用不同的方式選擇曲線。 依次：對(duì)已有的邊線進(jìn)行逐一選取作為掃描軌跡線。 相切鏈：在一條曲線鏈中，單擊一條邊，所有從它出發(fā)的邊線，只要鏈點(diǎn)是切點(diǎn)，其相連邊線自動(dòng)被選中，直到該鏈點(diǎn)不為切點(diǎn)為止。 曲線鏈：選擇曲線鏈中的邊作為掃描軌跡。 邊界鏈：通過選取1個(gè)曲面，并使用

11、其單側(cè)邊來定義軌跡；若曲面有多個(gè)環(huán)，可選擇1個(gè)特征環(huán)來定義。 曲面鏈：通過選取1個(gè)面，并使用該面的邊來定義軌跡。 目的鏈：通過選擇模型中預(yù)先定義的邊集來定義。 選?。焊鶕?jù)選中的鏈類型，進(jìn)行邊線、曲線的選擇。 撤銷選?。撼蜂N當(dāng)前曲線或邊的選擇。 修剪/延伸：對(duì)選擇的曲線進(jìn)行裁剪或延長。 起始點(diǎn)：選擇掃描曲線的開始點(diǎn)。 完成：單擊該鍵完成軌跡曲線的設(shè)定。 退出：單擊該鍵終止鏈選擇，返回到上一級(jí)菜單。 2022-5-530建立掃描特征的操作步驟如下：建立掃描特征的操作步驟如下： 單擊菜單【插入】【掃描】【伸出項(xiàng)】（如果建立減料特征選【切口】選項(xiàng)）。 在掃描軌跡菜單中選擇創(chuàng)建軌跡線的方式。 如果在步驟

12、中，選擇的是【草繪軌跡】，則需定義繪圖面與參考面，然后繪制軌跡線；如果選擇【選取軌跡】，則需在繪制區(qū)中選擇一條曲線作為軌跡線。 如果軌跡線為開放軌跡并與實(shí)體相接合，則應(yīng)確定軌跡的首尾端為【自由端點(diǎn)】還是【合并終點(diǎn)】。如果軌跡為封閉的，則需配合截面的形狀選擇【增加內(nèi)部因素】或【無內(nèi)部因素】選項(xiàng)。 在自動(dòng)進(jìn)入的草繪工作區(qū)中繪制掃描截面并標(biāo)注尺寸（注：位置尺寸的標(biāo)注必須以軌跡起點(diǎn)的十字線的中心為基準(zhǔn)）。 完成后，單擊模型對(duì)話框中的【預(yù)覽】按鈕，觀察掃描結(jié)果，單擊鼠標(biāo)中鍵完成掃描特征。 2022-5-5312022-5-5322022-5-533 繪制的草繪特征截面不可彼此相交。 截面與軌跡設(shè)置不當(dāng)會(huì)

13、造成掃描干涉，不能完成掃描特征的建立。2022-5-534實(shí)例1建立如圖6-34所示的掃描模型。圖6-34 要建立的掃描模型2022-5-535 步驟1 創(chuàng)建新的零件文件 步驟2 以掃描方式建立增料特征2022-5-5362022-5-537實(shí)例2本例練習(xí)在已有的實(shí)體模型中建立掃描特征，使讀者理解【自由端點(diǎn)】與【合并終點(diǎn)】的不同及其用法。 步驟1 打開練習(xí)文件 步驟2 創(chuàng)建合并終點(diǎn)形式的掃描2022-5-5382022-5-539 步驟3 修改為自由端點(diǎn)形式的掃描特征2022-5-540實(shí)例實(shí)例3通過本例的練習(xí)，使讀者理解和學(xué)習(xí)掃描中使用“添加內(nèi)部因素”和“無內(nèi)部因素”的特點(diǎn)。 步驟1 創(chuàng)建新

14、零件文件 步驟2 無內(nèi)部因素的掃描增料特征圖6-46 繪制軌跡線2022-5-541圖6-49 無內(nèi)部因素的掃描增料特征 步驟3 添加內(nèi)部因素的掃描增料特征2022-5-542提示：在使用添加內(nèi)部因素進(jìn)行掃描時(shí)，軌跡線必須封閉，截面為不封閉，方可完成掃描特征。2022-5-5436.5 混合特征 由數(shù)個(gè)截面混合生成的特征稱為混合特征。按混合方式的不同，混合特征分為三種形式：平行混合、旋轉(zhuǎn)混合、一般混合。2022-5-544在使用混合特征建模時(shí)，首先在系統(tǒng)顯示的混合選項(xiàng)菜單中選擇混合的形式及截面的繪制形式，如圖6-53所示。 平行：選擇此項(xiàng)為平行混合方式，所有截面相互平行。 旋轉(zhuǎn)：選擇此項(xiàng)為旋轉(zhuǎn)

15、混合方式，截面繞Y軸旋轉(zhuǎn)。 一般：選擇此項(xiàng)為一般混合方式，截面可沿X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)或平移。 規(guī)則截面：以草繪平面所繪制的面，或由現(xiàn)有零件選取的面為混合截面。 投影截面：以草繪平面所繪制的面，或選擇現(xiàn)有零件在投影后所得的面作為混合截面。 選取截面：選擇已有的截面作為混合截面。 草繪截面：在草繪圖中繪制混合截面。 2022-5-545 在建立混合特征時(shí)，無論采用何種混合形式，所有的混合截面必須具有相同數(shù)量的邊，當(dāng)數(shù)量不同時(shí)，可通過如下方式解決： 使用草繪命令工具欄中的【分割】按鈕 。 利用【混合頂點(diǎn)】命令（單擊菜單【草繪】【特征工具】【混合頂點(diǎn)】選項(xiàng)）指定草繪截面的1個(gè)點(diǎn)作為一條邊。 此外，在繪制

16、特征截面時(shí)應(yīng)注意截面起始點(diǎn)的位置不同，混合后的結(jié)果有所不同。截面的起始點(diǎn)就是截面繪制完后，截面中出現(xiàn)的箭頭位置，通過右鍵菜單中的【起始點(diǎn)】選項(xiàng)，可以更改起始點(diǎn)的位置。2022-5-546 6.5.1 平行混合 平行混合是混合特征中最簡單的方法，平行混合中所有的截面都相互平行，所有的截面都在同一窗口中繪制，截面繪制完畢，指定截面的距離即可。2022-5-547圖6-54 確定截面混合方式建立平行混合特征的操作步驟如下建立平行混合特征的操作步驟如下： 單擊菜單【插入】【混合】【伸出項(xiàng)】選項(xiàng)；若建立厚度均勻的實(shí)體，則選擇【薄板伸出項(xiàng)】。 在彈出的混合選項(xiàng)菜單中選擇【平行】選項(xiàng)，并相應(yīng)選擇截面的繪制形

17、式及方法。 在彈出的屬性菜單中確定截面混合的方式是【直的】還是【光滑】，若建立混合曲面還應(yīng)選擇端面為【開放終點(diǎn)】還是【封閉端】，如圖6-54所示。 選擇草繪平面與參照面，繪制第1個(gè)截面，標(biāo)注尺寸，并觀察或調(diào)整起始點(diǎn)的位置。 在繪圖窗口單擊右鍵，在彈出的快捷菜單中單擊【切換剖面】選項(xiàng)，繪制的第1個(gè)截面顏色變淡，此時(shí)繪制第2個(gè)截面，標(biāo)注尺寸，并觀察或調(diào)整起始點(diǎn)的位置。 2022-5-548 若要繪制第3個(gè)截面，操作步驟同步驟，若不繪制新的截面，單擊草繪工具欄中的按鈕 即可完成混合截面的繪制。若要重新回到第1個(gè)截面，再次在右鍵快捷菜單中單擊【切換剖面】選項(xiàng)即可，如圖6-55所示。 系統(tǒng)彈出如圖6-5

18、6所示的深度菜單，選擇一種定義深度的選項(xiàng)，然后相應(yīng)確定相鄰截面間的距離。 圖6-55 單擊模型對(duì)話框中的【預(yù)覽】按鈕，觀察混合后的結(jié)果；單擊模型對(duì)話框中的【確定】按鈕，完成混合特征的建立。 圖6-562022-5-549實(shí)例1使用平行混合特征繪制如圖6-57所示的零件模型。圖6-57 使用平行混合特征繪制零件模型 2022-5-550 步驟1 創(chuàng)建新零件文件 步驟2 采用平行混合方式 步驟3 繪制第1個(gè)截面圖6-58 步驟4 繪制第2個(gè)截面2022-5-551 步驟5 繪制第3個(gè)截面 步驟6 輸入兩截面間的距離2022-5-552 步驟7 修改屬性為光滑2022-5-553實(shí)例實(shí)例2本節(jié)練習(xí)使

19、用平行混合特征處理截面邊數(shù)不同的混合特征，建立如圖6-64所示的零件模型。 步驟1 建立新文件 步驟2 繪制第1個(gè)截面 步驟3 繪制第2個(gè)截面2022-5-554 步驟4 分割第2個(gè)截面 步驟5 繪制第3個(gè)截面2022-5-555 步驟6 在截面中添加點(diǎn)線段2022-5-556 步驟7 修改起始點(diǎn)2022-5-5576.5.2 旋轉(zhuǎn)混合旋轉(zhuǎn)混合旋轉(zhuǎn)混合特征的特點(diǎn)：參與旋轉(zhuǎn)混合的截面間彼此成一定角度。在繪制旋轉(zhuǎn)混合截面時(shí)，每一截面必須在草繪模式下建立1個(gè)相對(duì)坐標(biāo)系，并標(biāo)注該坐標(biāo)系與其基準(zhǔn)面間的位置尺寸；將各截面的坐標(biāo)系統(tǒng)一在同一平面上，然后將坐標(biāo)系的Y軸作為旋轉(zhuǎn)軸，定義截面繞Y軸的轉(zhuǎn)角即可建立旋

20、轉(zhuǎn)混合特征。2022-5-5582022-5-559 實(shí)例實(shí)例 使用旋轉(zhuǎn)混合特征，建立如圖6-73所示的零件模型。圖6-73 使用旋轉(zhuǎn)混合特征建立的零件模型2022-5-560 建立新文件 步驟1 步驟2 選擇旋轉(zhuǎn)混合方式 步驟3 繪制第1個(gè)截面 步驟4 繪制第2個(gè)截面圖6-74 繪制第1個(gè)截面圖6-75 繪制第2個(gè)截面2022-5-561 步驟5 繪制第3個(gè)截面并完成混合 圖6-76 繪制第3個(gè)截面圖6-77 完成旋轉(zhuǎn)混合特征的建立2022-5-562 6.5.3 一般混合 一般混合是三種混合特征中使用最靈活、功能最強(qiáng)的混合特征。參與混合的截面可沿相對(duì)坐標(biāo)系的X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)或者平移，其繪制

21、的基本操作步驟同旋轉(zhuǎn)混合的操作步驟。2022-5-563 建立一般混合特征的操作步驟如下：建立一般混合特征的操作步驟如下： 單擊菜單【插入】【混合】【伸出項(xiàng)】選項(xiàng)；若繪制厚度均勻的實(shí)體，則選擇【薄板伸出項(xiàng)】選項(xiàng)。 在混合選項(xiàng)菜單中，選擇【一般】選項(xiàng)，并根據(jù)情況選擇截面的繪制形式及方法。 確定截面混合的方式是直的還是光滑的。 選擇草繪面與參照面，在草繪環(huán)境中使用【創(chuàng)建參照坐標(biāo)系】按鈕 ，建立一個(gè)相對(duì)坐標(biāo)系并標(biāo)注此坐標(biāo)系的位置尺寸。 繪制混合特征的第1個(gè)截面并標(biāo)注尺寸。 單擊草繪命令工具欄中的按鈕 ，按系統(tǒng)提示依次輸入第2個(gè)截面沿相對(duì)坐標(biāo)系X、Y、Z三方向旋轉(zhuǎn)的角度。 同繪制第1個(gè)截面的操作，繪制

22、第2個(gè)截面。 若繪制第3個(gè)截面，操作同步驟，否則按系統(tǒng)提示，單擊【否】按鈕結(jié)束截面繪制。 重復(fù)直到完成截面的繪制。 完成混合截面的繪制后，依次輸入截面相對(duì)坐標(biāo)系間的距離。 單擊模型對(duì)話框中的【預(yù)覽】按鈕，觀察生成的模型；或單擊模型對(duì)話框中的【確定】按鈕，完成混合特征的建立。 2022-5-564實(shí)例 本例制作如圖6-78所示的零件模型 2022-5-565 步驟1 建立新文件 步驟2 選擇一般混合方式 步驟3 繪制第1個(gè)截面圖6-79 繪制第1個(gè)截面 步驟4 繪制第2個(gè)截面 圖6-80 系統(tǒng)提示輸入旋轉(zhuǎn)角度2022-5-566圖6-81 繪制第2個(gè)截面 步驟5 繪制第3個(gè)截面并完成混合圖6-83 第3個(gè)截面2022-5-567 6.6 筋特征筋特征 筋特征是在兩個(gè)或兩個(gè)以上的相鄰平面間添加加強(qiáng)筋，該特征是一種特殊的增料特征。 根據(jù)相鄰平面的類型不同，生成的筋分為：直筋和旋轉(zhuǎn)筋兩種形式。相鄰的兩個(gè)面均為平面時(shí)，生成的筋稱為直筋，即筋的表面是1個(gè)平面；相鄰的兩個(gè)面中有1個(gè)為弧面或圓柱面時(shí)，草繪筋的平面必須通過圓柱面或弧面的