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第4章 基础绘图命令详解 在这一章中探讨Pro/ENGINEER 的核心部分基础 三维特征的设计。首先详细讲述基础特征的构成要素，再说 明实体如何由不同特征堆栈而成，最后探讨相关特征的变动 性。 另外，本章采用逐步深入的方式来说明创建实体特征的 流程，每一个特征都用对应的范例来说明，每一个范例所用 到的特征都是由前面所有特征堆栈而成，在学习新知识的同 时巩固已学的，在巩固与学习中学会灵活运用。 4.1 创建拉伸特征 拉伸是在完成二维草绘截面图后，垂直于草绘面长出或 切去指定高度的特征命令，如图4-1所示为长出特征。 4.1.1 拉伸特征 在拉伸特征中有6种拉伸，分为“拉伸长出”和“拉伸剪 切”两类拉伸特征； “拉伸长出”包括拉伸实体、拉伸曲面和 拉伸薄壁三种；“拉伸剪切”包括实体剪切、曲面剪切和薄壁 剪切三种。 本节中，通过拉伸实体事例的学习，理解拉伸；在第2 小节中重点学习拉伸曲面、拉伸薄壁及拉伸特征各选项的使 用。在本节最后，详细讲解实体剪切、曲面剪切和薄壁剪三 种拉伸剪切切命令的使用及特点。 4.1.2 拉伸特征选项 在拉伸特征的众多选项中，重点介绍拉伸曲面、拉伸薄 壁及预览，这三项各自的特点如下所述。 拉伸曲面：拉伸曲面是曲面设计中最简单最基础的曲面 命令，具有拉伸实体的所有特性；另外，拉伸曲面可以两端 都不封闭，也可以两端都封闭，但是，不能一端封闭另一端 不封闭，同时封闭的曲面可以通过“生成实体”命令来变为实 体，反过来，实体则不能变为曲面。 4.1.2 拉伸特征选项 拉伸薄壁：拉伸薄壁同样具有拉伸实体的所有特性，比 拉伸实体多一个壁厚选项。拉伸薄壁可以通过拉伸实体后用 “抽壳”命令来实现，在实际工作中经常用到，为了后期数据 变更方便。 预览：预览在设计中用到的不是很多，但是这个命令对 于新手来说再好不过；一个零件在没有最终设计完成时可以 通过“预览”命令看到完成后的状态。这样更有利于变更，随 时调整自己设计的零件。 4.1.3 拉伸深度 由于拉伸深度有很多种类，这里依拉伸特征为第一特征 之后的特征来介绍（当特征为非第一特征时拉伸深度包括全 部选项）；拉伸深度如图4-14所示。 4.1.4 范例 此例主要说明较难的拉伸深度在拉伸长出及拉伸剪切中 的应用。 4.2 创建旋转特征 旋转特征是将某个平面图形围绕特定的轴进行一定角度 的旋转，形成一实体、曲面、薄壁的过程。在旋转中，穿过 旋转轴的任意平面所截得的截面都完全相同。如图4-47所示 ，为一个三角形，沿旋转轴旋转240度后，所形成的实体。 4.2.1 旋转特征 在旋转特征中有6种旋转，分为“旋转长出”和“旋转剪 切”两类旋转特征； “旋转长出”包括旋转实体、旋转曲面和 旋转薄壁三种；“旋转剪切”包括旋转实体剪切、旋转曲面剪 切和旋转薄壁剪切三种。 4.2.2 旋转特征选项 合理使用旋转特征工具，可以创建各式各样的旋转特征 。 旋转特征选项，与拉伸特征选项基本相同，旋转特征同 样包含六种旋转造型：旋转实体、旋转曲面、旋转薄壁、实 体旋转剪切、曲面旋转剪切和薄壁旋转剪切。 4.2.3 旋转角度 旋转角度：包含三种旋转方式，单方向旋转、双侧旋转 和旋转到某一面。这里的三个旋转角度同拉伸深度具有相同 的用法。这里就不再重复讲解。 4.2.4 范例 在此范例中讲解旋转体的其它几种用法，用以巩固上章 节所讲及掌握运用本章节所学。 4.3 创建扫描特征 前面介绍的拉伸特征和旋转特征是两种最常用的特征， 它们具有规则的几何形状。将创建拉伸特征的原理进一步的 推广，将拉伸的路径由垂直于草绘平面的直线推广成任意的 曲面，则可以创建出一种另类的实体特征，这就是本节中所 要介绍的扫描特征。 4.3.1 扫描对话框 选择下拉菜单“插入”中的“扫描”，其后虽然有很多扫描 选项如图4-71所示，但它们都具有扫描的两大基本元素：扫 描轨迹和扫描截面。下面就以“伸出项：扫描”对话框为例， 介绍扫描轨迹和扫描截面的定义方法。 4.3.2 创建扫描特征 扫描特征包含六种类型，其中最常用的是扫描伸出项特 征、扫描切口特征、扫描曲面特征和扫描薄板伸出项特征。 下面分别介绍这几种特征的创建方法： 1扫描伸出项 选择下拉菜单“插入”，选取“扫描”选项中的“伸出项”， 系统弹出“伸出项：扫描”对话框和“扫描轨迹”菜单。单击“ 草绘轨迹”，绘制草绘扫描轨迹，或单击“选取轨迹”选取扫 描轨迹。如果轨迹位于多个曲面上，系统将提示选取法向曲 面，用于控制扫描横截面。根据扫描轨迹的情况，系统弹出 “属性”对话框，用于定义端点属性和内部属性。创建沿扫描 轨迹扫描的截面。 4.3.2 创建扫描特征 2扫描切口特征 扫描切口特征的创建步骤与扫描伸出项的创建步骤基本相 同，只是在“切剪：扫描”对话框中，需要定义所需要去除的材 料侧。 3扫描曲面特征 扫描曲面特征的创建步骤与扫描伸出项的创建步骤基本相 同，不同处是扫描曲面的草绘平面可以为开放图形，扫描曲面 两端面可以定义是否封闭。 4扫描薄板伸出项特征 薄板扫描伸出项特征的创建步骤与扫描伸出项的创建步骤 相似，只是在“伸出项：扫描薄板”对话框中，需要定义材料侧 和薄板厚度。下面介绍薄板扫描伸出项中材料侧和厚度的定义 方法。 4.3.3 范例 在此范例中讲解扫描的各种用法，用以透析扫描的各种 理论讲解： 4.4 创建边界混合曲面特征 利用“边界混合”工具，可在参照实体（在一个或两个 方向上定义曲面）之间混合产生造型变化复杂的曲面。在每 个方向上可以有多个截面，截面间不能交错，且每个截面都 参于造型，并控制着曲面造型的变化。同时在每个方向上选 定的第一个和最后一个图元定义曲面的边界。添加更多的参 照图元（如控制点和边界条件）能使用户更完整地定义曲面 形状。 4.4.1 边界混合曲面特征 1、曲线：曲线是勾成混合曲面的必要条件，准确说， 混合曲面的边包含线和点两种。 2、约束：定义曲面边界边，控制曲面与其相接面之间 的关系，包含自由、曲率相同、切线和垂直4种。 3、控制点：使用边界混合控制点可以控制曲面的形状 。对每个方向上的曲线，可以指定彼此连接的点。使用边界 混合控制点将有助于更精确地实现设计意图，清除不必要的 小曲面和多余边，可得到较平滑的曲面形状，避免曲面不必 要的扭曲和拉伸。 4、选项：用于调节逼近曲线的各种参数。 5、属性：用于定义混合曲面特征的名称。 4.4.2 边界混合曲面特征选项 曲线是组成边界混合的基础，线条的选取参照图元的规则 如下。 1、曲线、零件边、基准点、曲线或边的端点可作为参照 图元使用； 2、在每个方向上，都必须按连续的顺序选择参照图元。 不过，可对参照图元进行重新排序； 3、对于在两个方向上定义的混合曲面来说，其外部边界 必须形成一个封闭的环。这意味着外部边界必须相交。若边界 不终止于相交点，Pro/ENGINEER 将自动修剪这些边界， 并使用有关部分； 4、为混合而选的曲线不能包含相同的图元； 5、边界不能只在第二方向定义。对于在一个方向上混合 的边界，确保使用“第一方向”选项。 4.4.3 范例 本章以连接两个曲面为范例，深入讲解边界混合命令的 应用，具体操作步骤如下所述。 4.5 创建孔特征 孔特征是在模型上切除实体模型材料后留下的中空回转结构 ，是零件设计中最常见的特征之一。在前面介绍的基础特征里， 可以使用圆形截面拉伸的方式创建孔，也可以使用旋转特征创建 孔，但用这些方法创建孔特征，工作效率较低。为了提高设计效 率，在Pro/ENGINEER中，专门有孔创建工具。 孔特征包含三种类型：简易孔、异型孔和标准孔，以下分别 对其讲解。孔特征仪表板如图4-112所示： 4.5.1 创建简易孔 简单孔的形状参数最为简单，只需要设置孔的直径和孔 深度即可。如果需要在参照平面的两边同时创建孔，则可以 在“形状”栏，为两侧单独设置孔直径和深度。 4.5.2 创建异型孔 上一小节介绍的孔皆为圆柱孔，若孔为非标准的圆柱孔 ，则须要绘制出孔的二维旋转截面，然后选取此孔放置的平 面，再定出圆孔的位置即可做出异形孔。 4.5.3 创建标准孔 若需建造的孔为工业用标准孔，则可利用系统所提供的 标准孔选项，指定其形状及尺寸，选取钻孔平面，定出孔的 位置，即可创建出标准孔。标准孔建造分两类：标准光孔和 标准螺纹孔。 标准通孔的面板如图4-131所示。 4.5.4 范例 孔特征的三种类型已全讲解完，为了更深入地了解孔特 征、应用孔特征，在此通过范例综合讲解。 4.7 创建筋特征 “筋”特征是设计中连接实体的薄壁或腹板伸出项。筋通 常用来加固设计中的零件，也常用来防止出现不需要的折弯 。在机械零件中，筋特征经常使用。选择下拉菜单“插入”中 的“筋”，或者单击屏幕右侧工具栏中的“筋工具”按钮，系统 自动进入筋特征工具仪表板，如图4156所示。 4.7 创建筋特征 筋特征工具操控板非常简洁，“筋特征”工具栏中只有两 项，文本框用于设定筋特征的厚度，而按钮用于设定筋特征 的加厚方向。面板中只有一个“参照”面板，用于定义筋特征 剖面。 筋特征可以按照所连接面的性质分为两类：平直筋特征 （这种筋特征连接到平面上）和旋转筋特征（这种筋特征连 接到旋转所生成的曲面上）。 4.8 创建拔模特征 在模具成型上，为方便起模，往往在其表面添加拔模斜 度。而Pro/ENGINEER中的拔模特征也与此相似，它是在圆 柱面或者曲面上添加了一个介于-30和+30之间的拔模角度 而形成的。 4.9 创建倒圆角特征 倒圆角特征用以将零件的一个或数个边作为圆弧面。 选择下拉菜单“插入”中的“倒圆角”，或者单击屏幕右侧 工具栏中的“倒圆角”图标按钮，系统进入倒圆角特征工具操 控板，如图4183所示。 4.10 创建自动倒圆角特征 自动倒圆角命令能够快速完成零件倒圆角，不再逐一费 时选取各个边。创建自动倒圆角步骤如下所述。 步骤1、选择下拉菜单“插入”选项中的“自动倒圆角 ”，系统弹出“自动倒圆角”操控板； 步骤2、单击“自动倒圆角”）Auto Round） 操控板上 的“范围”上滑面板，然后选取下列选项之一： 实体几何：可在模型的实体几何上创建“自动倒圆角”特 征。此为缺省设置。 选取的边：可在模型的所选边或目的链上创建“自动倒 圆角”特征。 面组：可在面组上创建“自动倒圆角”特征。 4.10 创建自动倒圆角特征 选取“面组”之后，面组收集器即会激活。必须从要建立 倒圆角的模型中选取面组。可以只选取一个面组，使其纳入 “自动倒圆角”特征中。 步骤3、在“范围”上滑面板上选取“凸边”，可在所有凸 边上建立“自动倒圆角”特征，选取“凹边”则可以在模型的所 有凹边上建立“自动倒圆角”特征。也可以两个选项都选，同 时在模型的凸边和凹边上建立“自动倒圆角”特征。 步骤4、要指定凸边或凹边的曲率半径，请分别在或旁 的方块中，键入或选取数值。 4.10 创建自动倒圆角特征 步骤5、若不想对某些边倒圆角，请单击“排除”上滑面 板，然后从模型中选取要从“自动倒圆角”特征中排除的边。 步骤6、要创建一组倒圆角特征，请单击“选项”上滑面 板，然后选取“创建常规倒圆角特征组”，将“自动倒圆角”特 征的结果设置为倒圆角组，而非一个“自动倒圆角”特征。 步骤7、单击操控板中的 。 由于自动倒圆角特征的创建很简单，这里不专门介绍其 应用实例了，关于自动倒圆角特征的应用举例，将会穿插在 其它特征的实例中。 4.11 创建边倒角特征 倒角特征和倒圆角特征非常相似。它们都是对实体模型 的边线或者拐角进行加工，所不同的是倒圆角特征使用曲面 光滑连接相邻曲面，而倒角特征则是直接使用平面相连接， 类似于切削加工。倒角工具操控板如图4-193所示； 4.11.1 边倒角 倒角标注用于定义倒角平面角度和距离。不同的标注形 式会产生不同的倒角几何。Pro/ENGINEER会基于所选的放 置参照和所用的倒角创建方法来提供标注形式，因此，对于 给定几何，并非所有标注形式都可用。 4.11.2 拐角倒角 选择下拉菜单“插入”中“倒角”中的“拐角倒角”，系统弹 出如图4194所示的“拐角倒角”对话框。“拐角倒角”对话框 中有两项元素，分别为“顶角”和“尺寸”，分别用于设置需要 倒角的拐角顶点和拐角尺寸。 4.12 创建可变剖面扫描特征 前面已经介绍过，扫描特征是沿着一定的轨迹对扫描截 面进行扫描，生成三维实体，而混合特征则是由一组剖面按 照一定的顺序连接而成，两者各有优缺点。扫描特征的扫描 轨迹变化多样，非常灵活，但其扫描截面却是固定的；而混 合特征虽然截面可以灵活变化，但是剖面间的连接方式要么 太过简单（平行混合、旋转混合），要么太过复杂（一般混 合），很难灵活地将各个截面连接起来。而可变剖面扫描特 征则可以看作是扫描特征和混合特征的综合，它兼具了扫描 特征和混合特征的长处，使用灵活，功能强大 。 4.12.1 可变剖面扫描特征 使用可变剖面扫描特征可创建实体或曲面特征，在沿一 个或多个选定轨迹扫描剖面时通过控制剖面的方向、旋转和 几何来添加或移除材料。使用可变剖面扫描特征时，可使用 恒定截面或可变截面创建扫描。 可变截面扫描是将草绘图元约束到其它轨迹（中心平面 或现有几何），或使用由“trajpar”参数设置的截面关系来使 草绘可变。草绘所约束到的参照可改变截面形状。另外，以 控制曲线或关系式（使用trajpar）定义标注形式也能使草绘 可变。恒定截面：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。 4.12.2 可变剖面扫描特征选项 单击屏幕右侧“基础特征”工具栏中的按钮，或者选择下 拉菜单“插入”中的“可变剖面扫描”，系统进行可变剖面扫描 特征工具操控板，如图4-195所示。可变剖面扫描特征工具 操控板和其它基础特征工具的操控相似，包括3个部分： 4.13 创建混合特征 混合特征可以看作由不同形状和大小的无限个截面按照 一定的顺序连接而成。在Pro/ENGINEER中，使用一组适当 数量的截面来构建一个混合实体特征，这样做既可以清楚地 表示实体模型的特点，又简化了建模过程。创建混合特征， 也就是定义一组截面，然后再定义这些截面的连接混合手段 。 混合特征包含7项：伸出项、薄板伸出项、切口、薄板 切口、曲面、曲面修剪、及薄板曲面修剪；此7项混合特征 其操作基本相同，以下重点讲解伸出项，其它各特征仅讲解 不同处。 4.13.1 伸出项 混合特征由多个截面按照一定的顺序相连构成，根据建 模时，各截面间的相对位置关系，可以将混合特征分为3类 ： 平行混合特征：将相互平行的多个截面连接成实体特征 。 旋转混合特征：将相互并不平行的多个截面连接成实体 特征，后一截面的位置由前一截面绕Y轴旋转指定角度来确 定。 一般混合特征：各截面间无任何确定的相对位置关系， 后一截面的位置由前一截面分别绕X、Y和Z轴旋转指定的角 度或者平移指定的距离来确定。 4.13.2 薄板伸出项 薄板伸出项造型与伸出项完全相同，不同处为：在“伸 出项：混合 薄板”对话框中多出两个选项“材料侧”与“厚度” ，此两项用于控制薄板长出的三种方向，向内、向外及两侧 ；厚度为所建薄板体的厚度。由于所有操作与伸出项相同， 不再赘述。 4.13.3 切口 切口特征和伸出项是相对应的特征，其特征不能为第一 个特征，为在已有实体基础上去除材料，操作与伸出项完全 相同。 4.13.4 薄板切口 薄板切口与薄板伸出项是相对应的，其特征不能为第一 个特征，为在已有实体基础上去除材料，操作方法与薄板伸 出项完全相同。 4.13.5 曲面 其操作及特征与伸出项相似，不同处：此特征创建的为 曲面，同时在混合特征属性选项中多出“开放终点”与“封闭 端”选项，用以控制所创建曲面两端是否封闭。 4.13.6 曲面修剪 此命令仅为修剪曲面命令，操作与曲面相同，但此特征 创建属性中没有两端面是否封闭选项。同时，此特征不能为 第一特征，且所操作的图形中存在需要修剪的曲面。 4.13.7 薄板曲面修剪 此命令仅为修剪曲面命令，与曲面修剪操作方法相同， 不同处为：在“混合”对话框中多出两个选项“材料侧”与“厚 度”，用于控制所建曲面厚度方向及厚度值，在已有曲面上 去除此厚度；与薄板切口相同。 4.13.8 范例 混合特征操作方法及各种创建方式皆已讲解，为了更好 运用此命令，现通过以下范例来做综合运用。 4.14 创建扫描混合特征 本节介绍的扫描混合特征，可以看作是扫描特征和混合 特征的综合。如果说可变剖面扫描特征仍然较倾向于扫描特 征的话，那么扫描混合特征可以说是两者兼顾。它可以自由 选择扫描轨迹，也可以自由地使用扫描截面。扫描混合特征 功能非常强大，使用也比较复杂，在此仅介绍其基本应用。 4.14.1 扫描混合特征 扫描混合特征可以认为是多个截面沿轨迹线混合所得图 形。 扫描混合特征可以具有两种轨迹：原点轨迹（必需）和 第二轨迹（可选）。每个轨迹特征必须至少有两个剖面，且 可在这两个剖面间添加剖面。要定义扫描混合特征的轨迹， 可选取一条草绘曲线，基准曲线或边的链。每次只有一个轨 迹是活动的。 4.14.2 扫描混合特征选项 扫描混合特征上滑面板各选项运用方法如下所述。 1、“参照”上滑面板：剖面控制 垂直于轨迹：草绘平面垂直于指定的轨迹 ）在第 N 列 被选中）。此为缺省设置。 垂直于投影：Z 轴与指定方向上的“原点轨迹”投影相 切。“方向参照”收集器激活，提示选择方向参照。不需要 水平/垂直控制。 恒定法向：Z 轴平行于指定方向向量。“方向参照”收 集器激活，提示选择方向参照。 4.14.2 扫描混合特征选项 2、“参照”上滑面板：水平/垂直控制 垂直于曲面：Y 轴指向选定曲面的方向，垂直于与“原 点轨迹”相关的所有曲面。当原点轨迹至少具有一个相关曲 面时，此项为缺省设置。单击“下一个”可切换可能的曲面 。 X 轨迹：有两个轨迹时显示。X 轨迹为第二轨迹而且必 须比“原点”轨迹要长。 自动：X 轴位置沿原点轨迹确定。当没有与原点轨迹相 关的曲面时，这是缺省设置。 4.14.3 范例 下面通过一个扫描混合特征的范例，实际介绍扫描混合 的过程。 4.15 创建螺旋扫描特征 螺旋扫描特征可以看作是普通扫描特征。螺旋扫描是将 草绘剖面沿着特征的轨迹进行扫描，最后生成实体模型，只 是扫描轨迹为固定的螺旋线。在实际工程中，由于大量使用 到螺钉、弹簧等零件，所以在三维实体建模中，螺旋扫描的 应用也非常多。在Pro/ENGINEER中，为了高效率绘制出螺旋 特征，把螺旋扫描作为一个独立特征。与普通扫描相比，螺 旋扫描的使用方便、步骤简便。 螺旋扫描特征包含7项：伸出项