第4章proe零件建模的草绘特征

1、第第4 4章章 零件建模的草绘特征零件建模的草绘特征n 本章导读n 本章内容n 理论学习1零件建模的草绘特征又称为基础特征，指由经二维截面经过拉伸、旋转、扫描和混合等创建的，即该类特征的截面需要通过草绘绘制。基础特征通常为模型的第一个特征，作为零件的初始坯料或载体，来添加或细化其他特征，从而创建出各种各样的零件造型。在创建基础特征时，必须选取合适的草绘平面草绘平面与参照平面参照平面，其中参照平面必须垂直于垂直于草绘平面。2基础特征一般用来建立零件的粗胚。基础特征一般用来建立零件的粗胚。 拉伸（拉伸（ExtrudeExtrude）：建立的特征将沿：建立的特征将沿着截面的垂直方向拉伸出实体着截面的

2、垂直方向拉伸出实体旋转（旋转（RevolveRevolve）：截面沿一中心线：截面沿一中心线旋转出实体。旋转出实体。扫描（扫描（SweepSweep）：截面沿着一条轨迹：截面沿着一条轨迹线扫出一实体特征。线扫出一实体特征。混合（混合（BlendBlend）：将多个截面按指定：将多个截面按指定的方式连成一个实体的方式连成一个实体基础特征的总体认识基础特征的总体认识4.1 基础知识4.2 拉伸特征4.3 旋转特征4.4 扫描特征4.4 混合特征4.6 筋特征4.7 典型案例14.8 典型案例24.9 上机练习4特征：具有一定的的设计功能和制造形状的，可以按一定原则加以分类产品描述信息，是构成一个零

3、件或者装配件的单元。任何实体均是多个特征的累加集合。模型的设计均是从创建特征开始的，它在构件模型实体的同时，还能够反映模型信息。54.14.1基础知识基础知识- -特征特征3D建模是在三维空间中进行的，建立的3D模型具有长度、宽度、高度三个方向的尺寸。 PROE的三维建模是在2D截面草绘的基础上，运用拉伸、旋转、扫描、混合等工具完成的。 (在确定设计模板为”mmns_prt_solid”之后，一般直接选用Pro/ENGINEER系统提供的默认空间坐标系（包括原点、坐标轴和基准平面)作为工作坐标系，调用相应的特征造型工具,进而明确草绘平面以及相关参照，按照需要的设计参数绘制二维草绘截面即可完成三

4、维特征建模设计。)64.14.1基础知识基础知识- -三维建模方法三维建模方法Example4-1.prt1.草绘平面2.参考平面3.草绘参照4.草绘截面74.14.1基础知识基础知识- -补充知识补充知识知识要点知识要点11草绘平面草绘平面在其上进行绘制二维草绘截面几何图形的参考平面 。8(1).拉伸特征草绘平面一：基准平面拉伸特征草绘平面一：基准平面TOP 图4-1 在TOP面上拉伸圆柱体知识要点知识要点11草绘平面草绘平面(2).拉伸特征草绘平面二：基准平面拉伸特征草绘平面二：基准平面FRONT图4-2 在FRONT面上拉伸圆柱体10知识要点知识要点11草绘平面草绘平面(3).拉伸特征草

5、绘平面三：基准平面拉伸特征草绘平面三：基准平面RIGHT图4-3 在RIGHT面上拉伸圆柱体11知识要点知识要点11草绘平面草绘平面(4). 拉伸特征草绘平面四：圆柱右端面拉伸特征草绘平面四：圆柱右端面图4-4 在圆柱右端面上拉伸圆柱体12知识要点知识要点11草绘平面草绘平面草绘截面时控制草绘平面视图方向的平面 。13知识要点知识要点22参考平面参考平面图4-4 在圆柱右端面上拉伸六棱柱体，TOP面为草绘参考面14(1).参考平面一：基准平面参考平面一：基准平面TOP（参考平面必须和草绘平面互相垂直）（参考平面必须和草绘平面互相垂直）知识要点知识要点22参考平面参考平面(2).参考平面二：参考

6、平面也可以是模型上垂直于草绘平面的平表面。参考平面二：参考平面也可以是模型上垂直于草绘平面的平表面。 （参考平面必须和草绘平面互相垂直）（参考平面必须和草绘平面互相垂直）图4-6 在六面体上底面拉伸圆柱体，六面体前端面或右端面为草绘参考面15知识要点知识要点22参考平面参考平面是在草绘平面上绘制草绘截面时用于对草绘截面进行定位约束定位约束的两个互相垂直的定位参考 。 (上述参考平面可以作为草绘参照之一，同时还必须再选取一个与之垂直的另一个基准面、基准线或特征边线 作为第二个草绘参照，才能完成对草绘截面的完全定位约束。 PROE三维建模要求参数化全约束指的就是对所有三维特征尺寸必须完全定位约束，

7、否则模型设计无法进行。) 16知识要点知识要点33草绘参照草绘参照 (1).草绘参照一：草绘参照一： （两个互相垂直的参考平面可以作为草绘截面的定位参照，两两个互相垂直的参考平面可以作为草绘截面的定位参照，两个参考平面必须和草绘平面互相垂直）个参考平面必须和草绘平面互相垂直）图图4-7 在六面体上底面拉伸圆柱体，六面体前端面、右端面为圆柱定位参照面在六面体上底面拉伸圆柱体，六面体前端面、右端面为圆柱定位参照面17知识要点知识要点33草绘参照草绘参照(2)草绘参照二：草绘参照二： （两个互相垂直的实体边线也可以作为草绘截面两个互相垂直的实体边线也可以作为草绘截面的定位参照，两个边线必须互相垂直）

8、的定位参照，两个边线必须互相垂直）图图4-8 在六面体上底面拉伸圆柱体，六面体上底面两个边线为圆柱定位参照在六面体上底面拉伸圆柱体，六面体上底面两个边线为圆柱定位参照18知识要点知识要点33草绘参照草绘参照(3).草绘参照三：草绘参照三： （基准轴线也可以作为草绘截面的定位参照，此时基准轴线也可以作为草绘截面的定位参照，此时基准轴线必须和草绘平面垂直）基准轴线必须和草绘平面垂直）图图4-9 在六面体上底面创建圆柱孔，六面体上底面轴线为圆柱定位参照在六面体上底面创建圆柱孔，六面体上底面轴线为圆柱定位参照19知识要点知识要点33草绘参照草绘参照利用拉伸、旋转、扫描、混合四种造型工具，所建构的不同的

9、实体特征，每一个实体特征的建立，要求草绘出不同的或者开放的、或者封闭的几何图形。20知识要点知识要点44草绘截面草绘截面拉伸是定义三维几何的一种基本方法，它是将二维截面延伸到垂直于草绘平面的指定距离处来形成实体。通常数合于创建比较规则的实体。拉伸特征是最基本的基础特征之一。4.2.1 4.2.1 拉伸工具操作面板拉伸工具操作面板4.2.2 4.2.2 拉伸特征类型拉伸特征类型4.2.3 4.2.3 拉伸深度设置拉伸深度设置4.2.4 4.2.4 拉伸特征应用拉伸特征应用 21将草绘截面沿给定方向和给定深度生成的三维特征称为拉伸特征，它适于构造等截面的实体特征。特征建构过程如下 ： 图图4-10

10、 拉伸特征建构过程拉伸特征建构过程22图图4-11 拉伸工具操作面板拉伸工具操作面板23图4-12 拉伸特征类型24(d) 封闭曲面 (e) 去除材料 (f) 薄壳 (a) 伸出项 (b) 薄体 (c) 曲面图4.13 拉伸特征创建的模型254.2.2 4.2.2 拉伸特征类型拉伸特征类型（完）（完）这一部分留给大家课下自己练习。这一部分留给大家课下自己练习。图4-14 拉伸特征深度设置26 拉伸特征有6种形式的深度定义，分别是“盲孔”、“对称”、“到下一个” 、“穿透” 、“穿至” 、“到选定项”，如图4.14所示。 (a) 盲孔 (b) 对称图4-14 拉伸特征深度设置27 (c) 到下一

11、个 (d) 穿透 (e) 穿至 (f) 到选定项 图4.14 拉伸深度类型 28范例1：以系统提供的三个基准面为基础，构建拉伸特征。范例2：以上题的三维实体为基础，建构如图4-17所示拉伸特征。 29范例范例1 1：以系统提供的三个基准面为基础，构建拉伸特征。：以系统提供的三个基准面为基础，构建拉伸特征。步骤如下：1.启动Pro/ENGINEER软件2.设置工作目录3. 新建文件4. 调用拉伸特征建构工具5. 准备定义草绘平面6. 定义草绘平面7. 定义草绘时视图方向8. 绘制草绘截面9. 确定拉伸深度值10. 完成拉伸特征的创建11. 观察模型树12. 保存设计文件图4-16 拉伸特征建构过

12、程30图4-17 拉伸特征范例范例2 2：以上题的三维实体为基础，建构如图：以上题的三维实体为基础，建构如图4-144-14所示拉所示拉伸特征。伸特征。31(1)选Top面为草绘平面 (2)绘制草绘截面 (3)确定拉伸深度图4-18 拉伸特征11.1.创建拉伸特征创建拉伸特征1 1 32图4-19 拉伸特征2(1).选上底面为草绘平面 (2)绘制草绘截面 (3)确定拉伸深度2.2.创建拉伸特征创建拉伸特征2 2 33(1)选后端面为草绘平面 (2)绘制草绘截面 (3)确定拉伸深度图4-20 拉伸特征33.3.创建拉伸特征创建拉伸特征3 3 34 旋转特征是将草绘截面绕定义的的中心线旋转一定的角

13、度来创建的特征，与拉伸特征相类似，旋转特征也是基本特征之一。旋转特征创建时，需要指定的特征参数包括剖面所在的草绘平面、剖面的形状、旋转方向以及旋转角度。4.3.1 4.3.1 旋转工具操作面板旋转工具操作面板4.3.2 4.3.2 旋转特征类型旋转特征类型4.3.3 4.3.3 旋转角度设置旋转角度设置4.3.4 4.3.4 旋转特征应用旋转特征应用 35图4-21 创建旋转特征流程 创建旋转特征流程创建旋转特征流程 36单击 工具图标或单击菜单【插入】/【旋转】，即可创建旋转特征。需指定旋转角度及旋转方向。图图4-22 旋转工具操作面板旋转工具操作面板37图图4-23 旋转特征类型旋转特征类

14、型利用旋转工具创建利用旋转工具创建旋转实体旋转实体、曲面特征曲面特征，也可以，也可以创建旋转创建旋转去除材料去除材料、加厚草绘加厚草绘等特征等特征38图4.24 旋转特征创建的模型 (a) 伸出项 (d) 开放截面薄板 (f)去除材料 (b) 封闭截面薄板 (c)封闭截面曲面 (e)开放截面曲面 394.3.2 4.3.2 旋转特征的类型旋转特征的类型这个要求同学们自己课下练习！这个要求同学们自己课下练习！ 旋转特征的方向分为两种情况，一种是单侧方向，另一种是双侧方向。每种都能单独定义深度选项。系统默认方向为逆时针方向，若需要顺时针旋转，将角度值输入负值即可。 旋转特征有3种定义角度的形式，包

15、括有“变量” 、“对称” 、“到选定项”，如图4.24所示。 40图图4-24 旋转角度设置旋转角度设置41 (a) 变量 (b) 对称 (c) 到选定项 图4.26 旋转特征42图4-27 齿轮轴 4.2.4 4.2.4 旋转特征的应用旋转特征的应用这个例子同学们课下做！这个例子同学们课下做！范例范例3 3：按照如图：按照如图4-224-22所示工程图，构建齿轮轴三维模型。所示工程图，构建齿轮轴三维模型。431.单击旋转特征 按钮，打开旋转操控板。单击【位置】【定义】按钮，以FRONT为草绘平面，草绘视图方向选择“缺省”，进入草绘环境绘制以下截面图,确定旋转角度360。 图4-28 齿轮轴截

16、面图 442.以FRONT基准面为参照， 以偏移方式创建基准面DTM1，偏移距离为60，在DTM1上绘制键槽去除材料拉伸截面图，拉伸至与所有曲面相交。 图4-29 DTM1与键槽建构 453.以FRONT基准面为参照， 以偏移方式创建基准面DTM2，偏移距离为20 。在DTM2上绘制右键槽去除材料拉伸截面图，拉伸至与所有曲面相交。图4-30 DTM2与右键槽建构 46 扫描特征（SWEEP）就是将某一草绘截面沿着轨迹线移动而产生的特征，通过扫描可以形成实体、薄板或曲面等。创建扫描特征时，需要确定扫描截面轮廓和扫描轨迹线等特征参数。 474.4.1 扫描特征基本操作扫描特征基本操作4.4.2 扫

17、描特征操作实例扫描特征操作实例图4-31 扫描特征 1. 1. 扫描工具与对话框扫描工具与对话框 图4-32 扫描工具与对话框 “草绘轨迹草绘轨迹”表示需要在草绘模式下绘制一条曲线作为扫描特征的轨迹线。“选取轨迹选取轨迹”则是指选取图形中现有的一条曲线或者基准线作为扫描特征的轨迹线 482. 2. 草绘与扫描属性设置草绘与扫描属性设置图4-33 草绘与扫描属性设置扫描轨迹线有开放型和封闭型，当用户所绘制的轨迹线为封闭的时候，系统会弹出封闭轨迹线属性菜单管理器，其中的两个选型“增加内部因素”和“无内部因素”。493. 3. 扫描属性与特征成型扫描属性与特征成型图4-34 扫描属性与特征成型增加内

18、部因素表示轨迹线是封闭的，而剖面则是开放的。将一个没有封闭的截面沿着封闭的轨迹线进行扫描，系统会在开口处自动补足上下表面以形成实体，且开口方向向着封闭轨迹的内部。 无内部因素表示轨迹线是封闭的，并且剖面也是封闭的。将一个封闭的截面沿着轨迹线扫描出实体，系统不会自动补足上下表面。在此需要注意的是零件的截面可以与轨迹线相接，也可以不相接。50范例范例4 4：轨迹线不封闭的扫描特征的建构。：轨迹线不封闭的扫描特征的建构。图4-34 扫描特征 511 1 扫描工具与对话框扫描工具与对话框 图4-36 扫描工具与对话框 522 2 草绘扫描轨迹草绘扫描轨迹 图4-37 草绘扫描轨迹533 3 草绘扫描截

19、面与成型草绘扫描截面与成型 图4-38 草绘扫描截面与成型54可变剖面扫描命令用与建立剖面不相同的模型，绘制的剖面将沿着轨迹线和轮廓线进行扫描操作。创建可变剖面扫描特征，首先定义扫描轨迹线：原点轨迹线：只有一条，一旦选取将不能删除，但是可以用其他曲线代替原点轨迹。一般系统默认设置扫描全程中一般系统默认设置扫描全程中扫描截面始终垂直于扫描轨迹。扫描截面始终垂直于扫描轨迹。辅助轨迹线：可以由两条或两条以上组成，用来设定草图对象与扫描轨迹线之间的几何约束关系。55剖面控制： 1、垂直于轨迹：剖面总是垂直于指定的轨迹 2、垂直于投影：指扫描截面始终与扫描轨迹向某一平面的投影相垂直。 3、恒定法向：指扫

20、描截面始终垂直于所指定的一参考方向。56kebian_sweep.prt、var_sec_swp-1.prtkebian_sweep_2.prt使用轨迹参数使用轨迹参数trajpartrajpar（这个内容大家下去自学）（这个内容大家下去自学）一条轨迹线，通过“trajpar”参数设置剖面关系生成变剖面扫描。 工具工具关系关系（设置截面关系方程式） sd350*(1+2*trajpar）使用轨迹参数使用轨迹参数trajpartrajpar当系统再生可变截面扫描时，它会自动计算内部参数trajpar（轨迹参数）。该参数是介于0和1之间的标准化值，表示扫描特征在沿原始轨迹的各点处的 长度百分比。在

21、扫描开始时，trajpar的值是0；结束时，值为1。使用轨迹参数使用轨迹参数trajpartrajpar（这个练习大家课下自学）（这个练习大家课下自学）【图图1 1】为原始轨迹曲线，【图【图2 2】为轮廓线，轮廓线变化关系式为：sd3=sin(trajparsd3=sin(trajpar* *360360* *10)10)* *10+1010+10。模型厚度为3，上边边缘圆角半径：1。加湿器喷气嘴罩加湿器喷气嘴罩混合特征就是将多个截面通过一定的方式连在一起从而产生的特征。因此，产生一个混合特征必须绘制多个截面，截面的形状以及连接方式决定了混合特征最后的基本形状。用于实现一个实体中有多个不同截面

22、的要求。 4.4.1 4.4.1 平行混合特征平行混合特征4.4.2 4.4.2 旋转混合特征旋转混合特征4.4.3 4.4.3 一般混合特征一般混合特征69 混合特征是将多个（至少两个以上）的截面连接起来而构成的特征。有如图4-39所示的平行平行、旋转旋转和一般一般三种类型的混合特征。 图4-39 三种类型的混合特征70 1.混合特征的所有截面必须是封闭封闭的线条。 2.每一个截面的混合顶点数量必须相同混合顶点数量必须相同。可以使用按钮将一段线分割成多段线或选择主菜单【草绘草绘】【特征工具特征工具】【混合顶点混合顶点】命令，在现有的某一点上增加一个混合顶点。 3.选中某一混合顶点后，使用【草

23、绘草绘】【特征工具特征工具】【起始点起始点】命令，设置该点为混合起始点。各截面混合起始点的位置关系到各混合顶点的混合顺序，直接影响混合特征的生成。 4.起始点定为第一点起始点定为第一点，按箭头方向往后递增编号。改变起始点位置和连接顺序，则会产生不同的混合结果。71所有截面互相平行，截面绘制完成后指定截面间的距离即可。如图4-40所示为四个平行截面按指定距离混合,还可以更改混合属性，改变混合特点。图4-40平行混合特征721. 1. 菜单调用与属性设置菜单调用与属性设置 4.41 菜单调用与属性设置菜单调用与属性设置732. 2. 草绘平面设置草绘平面设置 4.42 草绘平面设置草绘平面设置74

24、3.3.绘制形成平行混合特征的四种截面绘制形成平行混合特征的四种截面 图4-43 绘制形成平行混合特征的三种截面754.4.截面相对与前一个截面的深度值截面相对与前一个截面的深度值 四个平行混合截面全部绘制完成之后，并依次输入四个平行混合截面全部绘制完成之后，并依次输入截面相对与前一个截面的深度值，分别为截面相对与前一个截面的深度值，分别为100100、140140和和200200。(example4_blend1.prt)(example4_blend1.prt) 764.4.更改属性观察效果更改属性观察效果 在【伸出项、混合、平行、规则截面】对话框菜单管理器中，选择【属性】【定义】，更改属

25、性为【光滑】，完成后按下 按钮，观察构建的属性为【光滑】的平行混合特征，图4-44所示图4-44 属性为“直的”平行混合特征 图4-44 属性为“光滑”平行混合特征 77旋转混合就是截面与截面间夹一个角度的方式来创建特征。 旋转混合的每个截面分别在不同的窗口中绘制，截面之间通过一个坐标系来定义相互的关系，各截面上的坐标系对齐在同一水平上，再利用坐标系的Y轴作为旋转轴。截面必须单独完成后，再进入下一个截面的制作，每一个截面完成后，提示行会询问是否要产生下一个截面，如果要，则输入下一个截面与前一个截面的夹角。旋转角度（夹角）小于等于120，默认是45 。78 【直的】：截面之间用直线连接。 【光滑

26、】：截面之间用光滑曲线连接。 【开放】：第一个截面和最后一个截面不连接在一起，形成一个开放的实体。 【封闭的】：第一个截面和最后一个截面连接在一起，形成一个封闭的实体。79 图4.46 旋转混合的3个截面(example4_blend2.prt)(a) 直的、开放 (b) 光滑、开放 (c) 光滑、封闭 图4.47 旋转混合80 一般混合截面之间可以绕X、Y、Z轴旋转一定角度或者沿X、Y、Z轴平移一段距离（须指定局部坐标系）。每个截面都单独草绘，并用截面坐标系对齐。旋转角度的大小从-120到120度。系统默认的角度为0度。81一般混合特征的创建方法，绘制如图所示的螺旋实体 螺旋实体82（1）圆柱直径圆柱直径9 9，长，长200200（2 2）做六个这样的截面，截面绕截面绕X X、Y Y轴轴0 0度，度，Z Z轴轴4444度，截面间距度，截面间距2020图4-61 一般混合第一剖面 图4-62 一般混合第二剖面(第二截面与第一截面绕X轴、Y轴、Z轴旋转的角度，分别为0，20，0) 构建一般混合特征实例：构建一般混合特征实例：1 1截面绘制与截面间角度截面绘制与截面间角度 83（第三截面与第二截面分别绕X轴、Y轴、Z轴旋转的角度，为30，0，0） 图4-63 一般混合第三剖面 图4-64 一般混合第四剖面（第四截面与第三截面分别绕X轴、Y轴、Z轴