《Mastercam X案例教程》-第5章三维实体造型

5.1创建基本实体

与基本曲面一样，基本实体也是指具有规则的、固定形状的三维实体，它们是可以由Mastercam绘图命令直接绘制而得到的。最基本的几何实体，包括圆柱体、圆锥体、长方体、球体和圆环体。基本实体的创建命令与基本曲面的创建命令相同，选择“生成（Create）”→“基本体（Primitives）”命令，或者是单击Sketcher工具栏中的“圆柱体下拉”按钮，选取相应的命令即可。调用命令时，将打开与基本曲面相同的对话框。只是用户需要在对话框中选择Solids单选按钮，从而绘制实体来。通过基本三维实体可以快速地拼接起一些几何图形，图5-3所示为一个拼接好的哑铃图形。下一页返回5.2由二维图形创建三维实体5.2.1拉伸实体拉伸实体是指将一个由二维图形组成的截形沿着一个直线轨迹拉伸后，由截形的运动轨迹形成的实体模型。选择“实体（Solids）”→“拉伸实体（Extrude）”命令，或者单击Solids工具栏中时“拉伸（Extrude）”按钮，打开“串连”对话框，系统提示（选择用于拉伸的第一个串连）信息。用户可以选择多个串连信息，然后单击对话框中的“确定”按钮。系统将打开如图5-4所示的“拉伸串连（ExtrudeChain）”对话框，在此进行拉伸操作的参数设置，最后单击“确定”按钮，完成拉伸实体的操作。最终结果如图5-5所示。下一页返回5.2由二维图形创建三维实体5.2.2旋转实体旋转实体是将二维截形绕中心轴线旋转—定角度后，由截形运动轨迹所形成的实体模型。选择“实体（Solids）”→“旋转实体（Revolve）”命令，或者单击Solids工具栏中的“旋转实体（Revolve）”按钮，打开“串连”对话框，系统提示（选择旋转的第一个串连）信息。选择一个或者多个串连，如图5-11所示，然后单击对话“确定”按钮。系统提示（选择用做旋转轴线的直线）时，选择直线AB作为旋转轴，系统将显示一个代表旋转方向的箭头，并同时打开如图5-12所示“方向（Direction）”对话框。确定之后，单击对话框中的“确定”按钮。上一页下一页返回5.2由二维图形创建三维实体

系统接着打开“旋转串连（RevolveChain）”对话框。在此进行旋转操作的参数设置，最后单击“确定”按钮，完成操作。最后旋转结果如图5-14所示。在旋转产生实体时，不同的旋转轴线对产生的实体形状有很大的影响［如图5-15（a）和5-15（b）所示］，选择图5-16中不同的直线作为旋转轴线产生的实体如图5-17所示。旋转可以快速地生成一些实体，如图5-18示，通过两个旋转特征即生成一个四轮造型。上一页下一页返回5.2由二维图形创建三维实体5.2.3扫描实体扫描实体是将二维截形沿着一定的轨迹线运动后，由截形运动轨迹所形成的实体模型。拉伸实体可以看作是扫描实体的一个特例，其轨迹线是一条垂直于截形的直线。选择“实体（Solids）”→“扫描实体（Sweep）”命令，或者单击Solids工具栏中的“扫描实体（Sweep）”按钮，打开“串连”对话框，系统提示（选择用于扫描的第一个串连）信息。可以选择多个串连，然后单击对话框中的“确定”按钮。系统重新打开“串连”对话框，并提示（选择扫描路径）信息。在用户选择路径后，系统立刻打开如图5-19所示的“扫描串连（SweepChain）”对话框。单击“确定”按钮，即可得到扫描实体，结果如图5-20所示。上一页下一页返回5.2由二维图形创建三维实体5.2.4放样实体放样实体是将数个平行的二维截形用直线或曲线连接起来所形成的实体，用直线连接构成的实体又称为直纹实体。选择“实体（Solids）”→“放样实体（Loft）”命令，或者单击Solids工具栏中的“放样实体（Loft）”按钮，打开“串连”对话框，系统提示（放样曲面：定义外形1）信息。用户依次选择多个截形，然后单击对话框中的“确定”按钮。系统将打开如图5-21所示的“放样串连（LoftChain）”对话框，使用默认设置，直接单击“确定”按钮，即可得到放样实体，结果如图5-22所示。上一页返回5.3由曲面生成实体

在MastercamX中，可以将空间曲面转换为三维实体。转换后的实体“没有”厚度，看起来与原曲面“完全”相同。用户可以通过分析功能来区分转换后的实体与原曲面；也可以使用加厚薄壁实体命令给该实体指定厚度。选择“实体（Solids）”→“由曲面生成实体（FormSurfaces）”命令，或者单击Solids工具栏中的“由曲面生成实体（FormSurfaces）”按钮，打开如图5-24所示的StitchSurfacesintoSolid（s）对话框。所有选项均使用默认设置，单击“确定”按钮。系统将打开消息提示框。单击“是”按钮，系统将打开“颜色（Colors）”对话框，让用户选择边界曲线的颜色。确定后，即可生成一个与曲面相同的包括边界曲线的实体。下一页返回5.3由曲面生成实体

图5-26所示为由一个NURBS曲面生成的实体。用户可以用平移转换命令移动实体、实体边界曲线，若在StitchSurfacesintoSolid（s）对话框中，单击Keep单选按钮，则也可移动曲面，进行查看。曲面有时需要转换成实体，通过将曲面转换为实体的功能按钮，即可以生成一个薄壁实体，如图5-27示。上一页返回5.4实体布尔运算5.4.1实体并集运算实体并集运算是指将图形中已存在的、部分重叠（至少共面）的多个三维实体无缝地连接成为一个实体。选择“实体（Solids）”→“实体并集运算（Add）”命令，或者单击Solids工具栏中的“实体并集运算（Add）”按钮，系统提示（选择布尔运算的目标实体）信息。在用户选择一个实体之后，系统又提示（选择布尔运算的工具实体），此时，用户可以选择多个实体与目标实体进行交集运算。下一页返回5.4实体布尔运算5.4.2实体差集运算如果两个实体有部分重叠，或者一个实体完全包含了另一个实体，则可以从该实体中挖去另一实体，从而在该实体上产生一个凹坑，甚至是一个孔洞。选择“实体（Solids）”→“实体差集运算（Remove）”命令，或者单击Solids工具栏中的“实体差集运算（Remove）”按钮，系统提示（选择布尔运算的目标实体）信息。在用户选择一个实体之后，系统又提示（选择布尔运算的工具实体），此时，用户可以选择多个实体与目标实体进行差集运算。例如，对六棱柱体和球体进行差集运算，结果如图5-30所示。上一页下一页返回5.4实体布尔运算5.4.3实体交集运算交集运算是获得两个实体的重叠部分。仅有公共面而没有重叠的两个实体无法通过交集运算，获得它们的公共平面（曲面）。选择“实体（Solids）”→“实体交集运算（Common）”命令，或者单击Solids工具栏中的“实体交集运算（Common）”按钮，系统提示（选择布尔运算的目标实体）信息。在用户选择一个实体之后，系统又提示（选择布尔运算的工具实体），此时，用户可以选择多个实体与目标实体进行交集运算。上一页下一页返回5.4实体布尔运算

例如，有一个六棱柱体和一个球体，如图5-31（a）所示，对它们进行交集运算，可以获得它们相交部分的实体，结果如图5-31（b）所示。5.4.4非关联布尔运算非关联布尔运算将产生没有历史记录的新实体。这是MastercamX的新增功能，包括非关联差集运算和非关联交集运算两个命令。它们的操作过程与常规的差集运算和交集运算基本相同，只是可以保留原实体。上一页下一页返回5.4实体布尔运算1.非关联差集运算选择“实体（Solids）”→“非关联（Non-associative）”→“差集运算（RemoveNA）”命令，根据系统提示选择目标实体，再选择工具实体，然后按Enter键，打开SolidNonAssociativeBoolean对话框，使用默认设置，单击“确定”按钮，即可生成一个新实体。该实体没有历史记录，即在实体操作管理器中该实体没有操作记录，不能对该实体的生成过程进行“回顾”2.非关联交集运算选择“实体（Solids）”→“非关联（Non-associative）”→“交集运算（CommonRegionsNA）”命令，可以对两个以上存在重叠的实体进行非关联交集运算操作。上一页返回5.5实体编辑5.5.1实体圆角实体圆角是指在实体的指定边界线上产生圆角过渡。选择“实体（Solids）”→“圆角（Fillet）”→“圆角（Fillet）”命令，或者单击Solids工具栏中的“圆角（Fillet）”按钮，系统提示（选择用于圆角的图素），用户可以选择多个图素、多种类型的对象（整个实体、实体的表面、实体的边界线），选择之后按Enter键，打开如图5-33所示的“倒圆角参数（FilletParameters）”对话框。在此进行必要的参数设置之后，单击“确定”按钮，即可生成圆角。下一页返回5.5实体编辑

在“倒圆角参数”对话框中，用户可以进行圆角参数设置，主要包括以下各项：设置对实体进行何种圆角处理：选择变化半径（ConstantRadius）单选按钮，则以固定的半径值对实体进行圆角；选择VariableRadius单选按钮，则以变化的半径值对实体进行圆角。1.常量半径圆角常量半径圆角是以固定的半径值对实体进行圆角。例如，对实体的3条棱进行半径为5的圆角，产生的效果如图5-34所示，注意可选项Miteredcorners产生的不同效果。通过恰当的圆角命令，可以快速地将一些锐角部位向圆角过渡，如图5-35所示，即将一个手机面壳边缘快速光滑。上一页下一页返回5.5实体编辑2.变化半径圆角变化半径圆角是以变化的半径值对实体进行圆角。变化半径的圆角有两种类型：Linear（线性变化）和Smooth（平滑变化）。例如，设置变半径过渡的一条边产生效果如图5-38所示。通过变半径过渡，可以完成一些很特殊的图形，如图5-39所示，即为通过变半径过渡完成的一个夹腰造型。上一页下一页返回5.5实体编辑5.5.2实体倒角圆角虽然效果好看，但不易加工。因此，还经常对实体进行倒角。和对二维图素进行倒角相似，对实体进行倒角操作具有以下3种类型。1.指定一个距离进行倒角在倒角的两个表面截取相同长度时，指定一个距离即可。2.指定两个距离进行倒角在倒角的两个表面截取不同长度时，需要指定两个距离。3.指定距离和角度进行倒角在倒角的一个表面截取一定长度，并以一定的角度修剪另一表面时，需要指定距离和角度。上一页下一页返回5.5实体编辑5.5.3实体抽壳实体抽壳就是将实体内部掏空，使实体成为具有一定壁厚的空心实体。选择“实体（Solids）”→“抽壳（Shell）”命令，或者单击Solids工具栏中的“抽壳（Shell）”按钮，系统提示（选择需要开口的实体或实体表面）时，选择实体或实体表面。例如，选择如图5-47所示长方体的上表面，然后按Enter键，打开如图5-48所示的“抽壳（ShellSolid）”对话框。经过抽壳之后结果如图5-49所示。上一页下一页返回5.5实体编辑5.5.4牵引实体面牵引实体面就是将实体的某个表面，绕指定的边界线或该表面与其他曲面的交线旋转一定的角度。选择“实体（Solids）”→“牵引实体面（DraftFaces）”命令，或者单击Solids工具栏中的“牵引实体面（DraftFaces）”按钮，系统提示（选择被牵引表面）时，用户可以选择实体的多个表面。例如，选择图5-47中的上表面，然后按Enter键，打开如图5-51所示的“牵引实体面参数（DraftFaceParameters）”对话框。上一页下一页返回5.5实体编辑5.5.5修剪实体修剪实体就是用平面、曲面、薄壁实体去切割实体，将实体一分为二，保留其中的一部或者两部分都保留。选择“实体（Solids）”→“修剪实体（Trim）”命令，或者单击Solids工具栏中的“修剪实体（Trim）”按钮，打开如图5-53所示的“修剪实体（TrimSolids）”对话框。该对话框提供3种修剪方式：Plane（平面）、Surface（曲面）和Sheet（薄壁实体）。用户根据要求，可以选择其中的一种，并选择相应的平面、曲面或薄实体，同时指定它们的方向。其中方向对应的箭头指向要保留的那部分实体。最后单击“确定”按钮即可。上一页下一页返回5.5实体编辑5.5.6去除表面去除实体表面是指删除实体上的指定表面，使实体成为一个开中口的没有厚度的薄壁实体。选择SofidsIRemoveFaces命令，或者单击Sofids工具栏中的“去除表面”按钮，系统显示（选择要去除的表面），选择之后按Enter键，打开如图5-55所示的“去除实体表面（RemoveFacesFromaSolid）”对话框。在该对话框中，设置对原实体的处理方式、新薄壁实体所在的图层之后，单击“确定”按钮，打开消息提示框。单击“是”按钮，系统将打开“颜色（Colors）”对话框，让用户选择边界曲线的颜色。确定后，即可生成一个薄壁实体。图5-56所示为去除实体表面的操作过程。上一页返回5.6实体操作管理器5.6.1删除操作删除操作就是在操作管理器中删除某项操作。首先在管理器中选择记录，然后单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择Delete命令，或者直接按Delete键即可。对操作记录进行修改以后，相关的记录符号上就会被打上一个“X“符号，表明该记录已发生变化，单击RegenAll按钮，重新生成所有实体，即可将该符号清除，同时作图区的图形也被更新显示。

图5-59所示为倒圆角特征删除后的结果，此时已经进行了重新绘制。下一页返回5.6实体操作管理器5.6.2暂时屏蔽操作效果暂时屏蔽操作效果就是忽略该操作对实体的影响。在快捷菜单中选择Suppress命令，即可将一条记录对实体创建过程的影响“忽略不计”。图5-60所示为选择Suppress命令的结果，可以观察到，与删除的操作有何不同之处。在设计树上相应的标志被变暗显示，此时通过快捷菜单的Suppress命令可以将它再次显示出来。上一页下一页返回5.6实体操作管理器5.6.3编辑操作参数要修改已创建实体的参数，可以展开相应记录，单击Parameters选项，即可打开对应的框，重新设置参数。修改完成后，相关的记录符号上也会被打上一个“X”符号，单击RegenAll按钮，重新生成实体。如果参数修改不合理，系统将提示警告信息。

图5-61所示为通过实体操作管理器打开一个拉伸特征的参数对话框。上一页下一页返回5.6实体操作管理器5.6.4编辑二维截形有些实体是在二维图形的基础上生成的，例如，拉伸实体、旋转实体、放样实体、扫描实体等，这些实体的记录中就有几何（Geometry）选项，单击此选项将打开如图5-62（a）所示的“实体串联管理器（SolidChainManager）”对话框。在该对话框中有一个基本串连（BaseChain）选项，在其上单击鼠标右键，将弹出如图5-62（c）的快捷菜单，通过这些命令可以对串连进行重新绘制和组织，从而得到不同的实体。如图5-62（b）所示，通过在快捷菜单中选择，编辑几何图形（EditGeometry）选项，即打开“实体串连”对话框。通过此可以修改调整二维截面。上一页下一页返回5.6实体操作管理器5.6.5改变操作的次序在“操作管理器”对话框中的记录顺序表明了实体的生成过程，改变操作的次序就是改变实体的生成过程。在一条记录上按住鼠标左键不放，可以将其拖拉到其他位置，然后松开鼠标，即可改变操作的次序。上一页返回5.7三维实体造型实例