《产品三维造型及结构设计》课件-模块三 零件的高级建模（曲面建模）

学习单元1牛奶杯的建模《SolidWorks三维建模设计》

课题一简单曲面的建模

模块三零件的高级建模（曲面建模）本单元的教学目标掌握曲面零件建模的方法步骤。2熟练掌握基准平面的创建方法1课题一简单曲面的建模学习单元1牛奶杯的建模

3掌握放样建模操作的方法步骤掌握抽壳等附加特征的操作方法4补充牛奶杯：主轴箱是机床等机器的重要部件。图样及建模分析图样分析设置单位及小数位数创建零件特征编辑零件材料（本例没有明确要求，可尝试玻璃等）建立如图所示的牛奶杯模型。需要通过创建多个平行基准面进行放样建模，再通过抽壳等附加特征操作完成牛奶杯的创建。1.创建三个平行基准平面：单击【参考几何体】按钮，接着单击下拉出现的【基准面】按钮，出现【基准面】属性管理器，【参考实体】选择“上视基准面”，在【偏移距离】文本框内输入“100mm”，在【要生成的基准面数】文本框内输入“3”，单击【确定】按钮，建立基准面1、基准面2和基准面3。2.绘制草图：分别选取上视基准面、基准面1、基准面2和基准面3，单击【草图绘制】按钮，进入草图绘制，依次绘制如图草图。3.绘制引导线：选取【前视基准面】，单击【草图绘制】按钮，进入草图绘制。单击【样条曲线】按钮，绘制草图，添加几何关系，依次选择曲线的关键点与各轮廓线的圆弧添加几何关系，选择，使样条曲线关键点与各轮廓线圆弧成“穿透”关系，以便能起引导作用。4.创建杯体放样特征：单击【放样凸台/基体】按钮，【轮廓】选择“草图1”“草图2”“草图3”“草图4”，【引导线】选择“草图5”，单击【确定】按钮。5.创建把手中心线：选取前视基准面，单击【草图绘制】按钮，进入草图绘制。单击【样条曲线】按钮，绘制草图，完成中心线创建。6.创建第一个放样轮廓：单击【参考几何体】按钮，并单击【基准面】按钮，出现【基准面】属性管理器，单击【垂直于曲线】按钮，选中【将原点设在曲线上】复选框，选择“圆弧1”和“点1”，单击【确定】按钮，建立基准面4；选取基准面4，单击【草图绘制】按钮，进入草图绘制。绘制草图椭圆，添加几何关系，使椭圆中心与中心线成“穿透”关系。7.创建第二个放样轮廓：单击【参考几何体】按钮，并单击【基准面】按钮，出现【基准面】属性管理器，单击【垂直于曲线】按钮，选中【将原点设在曲线上】复选框，选择“圆弧1”和“点2”，单击【确定】按钮，建立基准面5；选取基准面5，单击【草图绘制】按钮，进入草图绘制。绘制草图，添加几何关系，使圆心与中心线成“穿透”关系。8.创建把手放样特征：单击【放样凸台/基体】按钮，【轮廓】选择“草图7”和“草图8”，【中心线】选择“草图6”，单击【确定】按钮，建立放样特征。9.创建抽壳附加特征：单击【抽壳】按钮，出现【抽壳】属性管理器，在【移出的面】中选择“面1”，在【厚度】文本框内输入“1mm”，单击【确定】按钮，建立抽壳特征。几点思考：是先生成把手还是先抽壳呢？合理的做法应该是后生成把手。杯底和侧面等厚度合理吗？合理的做法应该是杯底加厚。不同材质对比：ABS塑料玻璃陶瓷不锈钢建模过程回顾学习单元2凿子的建模《SolidWorks三维建模设计》

课题一简单曲面的建模

模块三零件的高级建模（曲面建模）本单元的教学目标掌握曲面零件建模的方法步骤。2熟练掌握基准平面的创建方法1课题一简单曲面的建模学习单元2凿子的建模

3掌握放样建模操作的方法步骤补充凿子：通过凿、刻、旋、削加工材料的工具，一端有锐刃。图样及建模分析图样分析设置单位及小数位数创建零件特征编辑零件材料（本例没有明确要求，通常采用工具钢等材料）建立如图所示的凿子杯模型。需要通过创建多个平行基准面进行放样建模，完成凿子的创建。需要插入六个特征，包括：四个基准面、两个放样。1.创建四个平行基准平面：创建“基准面1”。在特征树上“前视”节点上单击右键，单击快捷菜单中的“显示”。点击选中“前视基准面”，按住“Ctrl”健拖动鼠标，此时【基准面属性管理器】出现，在其中输入等距距离30mm，在【要生成的基准面数】文本框内输入“3”，单击【确定】按钮，建立基准面1、基准面2和基准面3。用同样的方法创建基准面4，基准面3和基准面4之间的距离为150mm。2.绘制草图：分别选取上视基准面、基准面1至基准面3，单击【草图绘制】按钮，依次绘制草图1、草图2、草图3、草图4。2.绘制草图5：选择基准面4，绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸。4.创建凿子柄部放样特征：依次选择“草图1”“草图2”“草图3”“草图4”为放样轮廓生成放样特征。5.创建凿子刃部放样特征：依次选择“草图4”、“草图5”为轮廓生成放样特征。建模过程回顾学习单元3篮球的建模《SolidWorks三维建模设计》

课题一简单曲面的建模

模块三零件的高级建模（曲面建模）本单元的教学目标掌握曲面零件建模的方法步骤。2掌握分割线等曲线的创建方法1课题一简单曲面的建模学习单元3篮球的建模

3掌握扫描切除操作的方法步骤补充篮球运动：以手为中心的身体对抗性体育运动，是奥运会核心比赛项目。图样及建模分析图样分析设置单位及小数位数创建零件特征编辑零件材料（本例没有明确要求，可尝试橡胶、合成皮等）建立如图所示的篮球模型。需要通过旋转操作生成球体，再通过扫描切除完成线条的创建。1.设置文档属性：选择【工具】|【选项】命令，出现【文档属性】选项卡，单击【单位】选项，点选英制单位系统2.创建球体：选取前视基准面，绘制草图；单击【旋转凸台/基体】按钮，生成球体。小贴士：旋转操作时必须确保旋转截面的所有轮廓线位于旋转轴的一侧，不得自相交。3.创建扫描路径：选取前视基准面，绘制如图的“路径”草图。4.创建扫描轮廓：选取右视基准面，绘制草图，单击【添加几何关系】按钮，选取圆心和圆弧，单击【穿透】按钮，完成“轮廓线”草图绘制。扫描路径扫描轮廓5.创建扫描切除：选择【插入】|【切除】|【扫描】命令，出现【切除-扫描】属性管理器，【轮廓】选择“草图3”，【路径】选择“草图2”，展开【选项】标签，在【方向/扭转类型】下拉列表框内选择【随路径变化】选项，建立扫描切除特征。6.绘制草图：选取前视基准面，绘制如图所示的椭圆草图。7.投影分割线：单击【分割线】按钮，出现【分割线】属性管理器，【要投影的草图】选择“草图4”，【要分割的面】选择“面1”，生成如图所示投影线。8.创建轮廓线：选取右视基准面绘制草图，单击【添加几何关系】按钮，选取圆心和圆弧，单击【穿透】按钮，完成如图所示的“轮廓线”草图绘制。9.创建扫描切除：选择【插入】|【切除】|【扫描】命令，出现【切除-扫描】属性管理器，【轮廓】选择“草图5”，【路径】选择“边线<1>”，展开【选项】标签，在【方向/扭转类型】下拉列表框内选择【随路径变化】选项，建立如图所示扫描切除特征。

10.创建轮廓线：选取右视基准面绘制草图，单击【添加几何关系】按钮，选取圆心和圆弧，单击【穿透】按钮，如图所示，完成“轮廓线”草图绘制。11.创建扫描切除：选择【插入】|【切除】|【扫描】命令，出现【切除-扫描】属性管理器，【轮廓】选择“草图5”，【路径】选择“边线<1>”，展开【选项】标签，在【方向/扭转类型】下拉列表框内选择【随路径变化】选项，建立扫描切除特征。

12.创建基准轴：单击【基准轴】按钮，出现【基准轴】属性管理器，单击【两平面】按钮，【参考实体】选择【前视】、【上视】，生成如图所示基准轴。

13.创建阵列特征：单击【圆周阵列】按钮，出现【阵列（圆周）】属性管理器，【阵列轴】选择“基准轴1”，在【角度】文本框内输入“360”，在【实例数】文本框内输入“4”，选中【等间距】复选框，【要阵列的特征】选择“切除-扫描<1>”，如图所示。

小贴士：实际上此处只要阵列2个就可以了，无需阵列4个。建模过程回顾知识梳理与总结1．建立放样特征时，如果两个轮廓间对应的点不同，所产生的放样效果也不同。2．建立放样特征必须存在两个或两个以上的轮廓，轮廓可以是草图，也可以是其他特征的面，甚至是一个点。但用点进行放样时，只允许第一个轮廓或最后一个轮廓是点。3．扫描的路径可以是一张草图、一条曲线或一组模型边线中包含的一组草图曲线。4．对于基体或凸台扫描特征，轮廓必须是闭环的；对于曲面扫描特征，则轮廓可以是闭环的也可以是开环的。5．引导线的端点应位于扫描轮廓绘制平面上，并且与草图轮廓建立起“穿透”几何约束关系。6．扫描轮廓、路径和引导线必须分别属于不同的草图，不能是同一草图中的不同线条。知识巩固与能力训练题试建立如图所示花洒的模型。学习单元1菊花的建模《SolidWorks三维建模设计》

课题二复杂曲面的建模

模块三零件的高级建模（曲面建模）本单元的教学目标掌握曲面建模的方法步骤2掌握曲线创建和编辑的操作方法1课题二复杂曲面的建模学习单元1菊花的建模

3掌握曲面编辑的操作方法补充菊花：在植物分类学中是菊科、菊属的多年生宿根草本植物。图样及建模分析图样分析设置单位及小数位数创建零件特征编辑零件材料（本例没有明确要求）建立如图所示的菊花模型。需要拉伸/旋转/扫描曲面、裁剪曲面，还有曲线等相关操作完成菊花模型的创建。1.创建花芯：选取前视基准面绘制草图，如图所示；单击【旋转曲面】按钮，在【旋转类型】下拉列表内选择【单向】选项，【旋转轴】旋转“边线”，在【角度】文本框内输入“360”。3.创建花叶曲线：选取前视基准面，绘制草图，如图所示。4.创建花叶曲面：单击【拉伸曲面】按钮，在【终止条件】下拉列表框内选择【两侧对称】选项，在【深度】文本框内输入“28mm”，生成如图所示曲面。5.裁剪花叶曲面：选取上视基准面，绘制草图，如图所示；单击【剪裁曲面】按钮，选中【标准】单选按钮，【剪裁工具】选择“草图3”，选中【移除选择】单选按钮，【移除选择】选中“曲面-拉伸1”，选择【线性】单选按钮，如图所示。6.完成花叶裁剪：选择【插入】|【特征】|【移动/复制】命令，在【要移动/复制实体】选择“曲面-剪裁1”，【旋转参考】选择“坐标原点”，在【X旋转角度】文本框内输入“10”，在【Y旋转角度】文本框内输入“0”，在【Z旋转角度】文本框内输入“0”，如图所示。菊花的花叶旋转10度更显逼真7.阵列花叶：选择【插入】|【特征】|【移动/复制】命令，在【要移动/复制实体】选择“实体-移动/复制1”，选中【复制】复选框，在【复制数】文本框内输入“11”，【旋转参考】选择“坐标原点”，在【X旋转角度】文本框内输入“0”，在【Y旋转角度】文本框内输入“30”，在【Z旋转角度】文本框内输入“0”。

复制11个，加上原始的1个，共计12个，不同时实体阵列。8.创建花柄路径：选取前视基准面，绘制草图，如图所示。

9.创建花柄轮廓：单击【基准面】按钮，单击【垂直于曲线】按钮，选中【将原点设在曲线上】复选框，【参考实体】选择“样条曲线1”和“点1”，建立基准面1；选取基准面1绘制圆。单击【添加几何关系】按钮，选取圆心和样条曲线，单击【穿透】按钮，添加“穿透”几何关系。

10.创建花柄扫描特征：单击【扫描曲面】按钮，【轮廓】选择“草图5”，【路径】选择“草图4”，展开【选项】标签，在【方向/扭转类型】下拉列表框内选择【随路径变化】选项。

11.创建花柄扫描特征：选取前视基准面，绘制草图，如图所示。

12.创建花柄扫描特征：单击【分割线】按钮，【分割类型】选中【投影】单选按钮，【要投影的草图】选择“草图6”，【要分割的面】选择“花蕾”，建立分割线特征，如图所示。建模过程回顾学习单元2荧光灯的建模《SolidWorks三维建模设计》

课题二复杂曲面的建模

模块三零件的高级建模（曲面建模）本单元的教学目标掌握曲面建模的方法步骤2掌握3D曲线和扫描的操作方法1课题二复杂曲面的建模学习单元2荧光灯的建模

3掌握阵列等附加特征的操作方法补充荧光灯：一种灯具，是利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线，从而使荧光粉发出可见光，属于低气压弧光放电光源。图样及建模分析图样分析设置单位及小数位数创建零件特征编辑零件材料确定总质量和重点位置建立如图所示的荧光灯模型，零件材料为红铜，利用提供的信息计算该模型的总质量与重心的位置。分析可能用到的步骤，需要五个特征，包括旋转、曲面拉伸、基准面、扫描和阵列。1.创建灯罩：选择“前视基准面”绘制草图，插入要求的几何关系与尺寸，如图所示;创建旋转基体特征，默认角度是360°，选择竖直构造几何线作为旋转轴，如图所示。2.创建灯管基体：选择“旋转基体的下底面”作为草图的基准平面，绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸。选择“草图2”为方向1的终止条件，深度为30mm，创建曲面-拉伸特征。3.创建灯管路径：过草图2的一条边绘制中心线，并向左右各偏移7mm，并确定要求的几何关系和尺寸；创建“基准面1”，选择“上视基准面”，等距距离为40mm；选择上视基准面绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸，如图所示。4.创建灯管轮廓：选择“上视基准面”作为草图的基准平面，绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸；创建“3D草图1”，绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸，如图所示。5.创建灯管扫描特征：“草图5”为扫描轮廓，“3D草图1”为扫描的路径，“方向/扭转控制”选择“随路径变化”，如图所示。6.创建圆周阵列特征：选择“圆周阵列”，选择“旋转1”的基准轴作为阵列的基准轴，角度为360º，实例数为5个，且要求等间距，如图所示。

7.编辑零件材料：选择紫铜作为零件材料。

8.计算零件的总质量和重心：总质量为108.44g，重心具体位置为X=0.00；Y=7.35；Z=0.00建模过程回顾学习单元3锥形螺纹轴的建模《SolidWorks三维建模设计》

课题二复杂曲面的建模

模块三零件的高级建模（曲面建模）本单元的教学目标掌握曲面建模的方法步骤2掌握螺旋线等曲线的操作方法1课题二复杂曲面的建模学习单元3锥形螺纹轴的建模

3掌握组合操行等曲面编辑方法补充手动绞肉机原理图样及建模分析图样分析设置单位及小数位数创建零件特征编辑零件材料确定总质量和重点位置试建立如图所示的锥形螺纹轴模型。零件材料为锻制红铜，利用提供的信息计算该模型的总质量与重心的位置。需要九个特征，包括三个拉伸基体、螺旋线、扫描切除、拉伸切除、两个倒角和旋转切除。1.创建轴端部：选择“右视基准面”作草图插入要求的几何关系与尺寸，注意原点的位置。创建拉伸基体特征，深度为12mm，注意拉伸特征的方向，如图所示。2.创建轴基体：创建“草图2”。选择“拉伸1的右侧面”作为草图的基准平面，绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸；创建第二个拉伸基体特征，方向1选择默认的“给定深度”方式，深度为100mm，选择拔模角度为5º。3.创建“基准面1”：选择“拉伸1的右侧面”，等距距离为12mm，如图所示。小贴士：从第3步开始到第11步的操作，是为了生成锥形螺旋槽扫描特征路径的过程。4.创建螺旋线：创建“草图3”。选择“基准面1”作为草图的基准平面，绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸；创建“螺旋线/涡状线”，选择“草图3”，选择“螺距和圈数”作为定义方式，选择“恒定螺距”，螺距为16mm，圈数为5，选择“锥形螺纹线”，锥形螺纹角度为5º，如图所示。5.创建“基准面2”：选择“螺旋线和右端点”作为参考实体，并选择“垂直于曲线”方式。6.创建“基准面2”：选择“螺旋线和左端点”作为参考实体，并选择“垂直于曲线”方式。7.创建“3D草图1”：选择“基准面2”作为草图平面，绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸。8.创建“3D草图2”：选择“基准面3”作为草图平面，绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸。9.创建“基准面4”：选择“3D草图1和下断点”作为参考实体，并选择“垂直于曲线”方式。10.创建“草图4”：选择“基准面4”绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸，如图所示。11.创建“组合曲线1”：选择“3D草图1、螺旋线1和3D草图2”作为要连接的实体，如图所示。12.创建“切除扫描”特征：轮廓为草图4，路径为组合曲线1，如图所示。13.创建“草图5”：选择“拉伸1的左侧面”绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸。14.创建“拉伸切除”特征：选择“完全贯穿”为方向1的终止条件，并选择“反侧切除”。15.创建“草图6”：选择“拉伸2的右端面”绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸。16.创建第三个拉伸特征：方向1选择默认的“给定深度”方式，深度为15mm。17.创建“装饰螺纹线”特征：选择“草图6”作为圆形边线，终止条件为“成形到下一面”，次要直径为13.5mm，如图所示。18.创建“倒角”特征：选择右端面边线，创建“角度-距离”倒角，距离为1.5mm，角度为45º。19.创建第二个“倒角”：选择左端面边线，创建“角度-距离”倒角，距离为2mm，角度为45º。20.创建中心孔特征：选择“前视基准面”绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸；创建“旋转-切除”特征，默认角度是360º，选择水平构造几何线作为旋转轴，如图所示。21.创建左侧中心孔特征：选择“前视基准面”绘制草图，并确定要求的几何关系和尺寸；创建“旋转-切除”特征，默认角度是360º，选择水平构造几何线作为旋转轴，如图所示。22.编辑零件材料：选择锻制红铜作为零件材料。

23.计算零件的总质量和重心：总质量为108.44g，重心具体位置为X=44.19；Y=0.01；Z=0.01建模过程回顾学习单元4洗发水瓶的建模《SolidWorks三维建模设计》

课题二复杂曲面的建模

模块三零件的高级建模（曲面建模）本单元的教学目标掌握曲面建模的方法步骤2掌握螺旋线等曲线的操作方法1课题二复杂曲面的建模学习单元4洗发水瓶的建模

3掌握组合操行等曲面编辑方法补充洗发水瓶图样及建模分析图样分析设置单位及小数位数创建零件特征编辑零件材料（可尝试相关材料）试建立如图所示的洗发水瓶的模型。通过扫描特征、投影曲线等操作完成洗发水瓶的建模。1.创建扫描路径：选择前视基准面，单击【草图绘制】按钮，绘制如图所示“草图1”。2.创建扫描引导线1：选择前视基准面，单击【草图绘制】按钮，绘制如图所示“草图2”。3.创建扫描引导线2：选择右视基准面，单击【草图绘制】按钮，绘制如图所示“草图3”。4.创建扫描轮廓：选择上视基准面，单击【草图绘制】按钮，绘制如图所示“草图4”。5.创建扫描特征：选择“草图4”为轮廓，选择“草图1”为路径，选择“草图2”“草图3”为引导线，展开【选项】标签，在【方向/扭转类型】下拉列表框内选择【随第一和第二引导线变化】选项，建立扫描特征。6.创建圆角：单击【圆角】按钮，选择边线，在【半径】文本框内输入“12”mm，建立圆角特征。7.创建顶部：选择上端面绘制草图，如图所示。单击【拉伸凸台/基体】按钮，在【终止条件】下拉列表框内选择【给定深度】选项，在【深度】文本框内输入“25mm”，如图所示。8.创建圆角：单击【圆角】按钮，选择“边线<1>”“边线<2>”和“边线<3>”，在【半径】文本框内输入“2”mm，建立圆角特征。

9.创建螺旋线路径：单击【基准面】按钮，出现【基准面】属性管理器，单击【等距距离】按钮，【参考实体】选择“面1”，在【距离】文本框内输入“20”，建立基准面1；选择基准面1，单击【草图绘制】按钮，进入草图绘制，运用【转换实体引用】绘制草图。单击【螺旋线/涡状线】按钮，在【定义方式】下拉列表框内选择【螺距和圈数】选项，在【螺距】文本框内输入“3.5mm”，在【圈数】文本框内输入“4”，在【起始角度】文本框内输入“0”，选中【顺时针】单选按钮，选中【反向】复选框，生成螺旋线曲线，如图所示。

10.创建轮廓：单击【基准面】按钮，选择【垂直于曲线】按钮，选取“点”及“边线<1>”，单击【确定】按钮，完成基准面