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inventor讲义第一章
第二部分:
零件特征设计
2.13特征概念
在计算机参数化造型中,零件是由特征组成的。
特征是一种与功能相关的简单几何单元,它既是零件造型的基本几何元素又是工艺元素。
参数化造型也可以称为是基于特征的造型。
特征造型的特点在于:
①造型简单且参数化;②包含设计信息;③体现加工方法和加工顺序等工艺信息。
因此,特征造型的任务不仅仅是创建有形状的实体造型,还应该将设计信息和工艺信息载入其中,并能够为后续的CAD(计算机辅助设计)、CAPP(计算机辅助工艺规划)、CAM(计算机辅助制造)提供正确的数据。
特征分类:
基础特征、定位特征、草图特征及放置特征。
1.基础特征
建模中创建的第一个特征即为基础特征,它是零件的最基本特征,其后所有特征都是在基础特征上生成的。
2.定位特征
指在零件造型中起辅助定位作用的特征,如工作平面、工作轴等。
定位特征属于非实体构造元素。
3.草图特征
是指基于草图的特征,如拉伸、旋转等。
这类特征的特点是必须在草图的基础上生成。
4.放置特征
是指基于特征的特征,如打孔、倒角等。
这类特征的特点是需要在已具有特征的实体上添加,一般不需从草图生成。
2.14草图特征
1.拉伸特征
拉伸特征是指草图截面轮廓沿直线拉伸后所形成的特征。
单击零件特征面板中的“拉伸”图标按钮,弹出“拉伸”对话框,如图2-92所示。
截面轮廓。
指被拉伸的轮廓。
如果图形中只有一个轮廓,系统会自动选定;若存在多个轮廓,则需要选择确定。
●输出:
分为“实体”和“曲面”两种拉伸方式,图标按钮分别为“”和“”。
选择“”图标按钮,可以根据截面轮廓创建一个新实体;选择“”图标按钮则可以根据截面轮廓创建新曲面。
这里,新曲面可以作为构造面来终止其他特征,也可以作为分割工具来创建分割零件。
●拉伸模式:
分为“并集”、“差集”和“交集”三种,分别对截面轮廓与已经完成的零件实体之间做并、差、交的运算,它们的图标按钮分别为“”、“”和“”。
“并集”和“差集”分别表示欲将拉伸特征产生的体积进行添加或去除。
而“交集”的作用是在拉伸特征与另一个特征的公共体积部分创建一个新特征,其中未包含在公共体积内的部分将被除去。
●范围:
分为“距离”、“到表面或平面”、“到”、“从表面到表面”和“贯通”五种,可以通过下拉菜单进行选择,如图2-93a所示。
图2-92【拉伸】对话框
(a)范围(b)距离
图2-93拉伸的范围与距离
●拉伸距离:
可用多种方式给定,直接输入数值,也可从图形中测量,选择拉伸距离的方法如图2-93b所示。
●拉伸方向:
分为“向前拉伸”、“向后拉伸”和“双向拉伸”三种方式,图标分别为“”、“”和“”。
对话框中“更多”选项卡的各项含义如下:
●拉伸角度:
沿拉伸方向有角度地拉伸出锥状。
●替换方式:
在终止方式为“到”或“从表面到表面”时,可进一步控制拉伸方向。
●最短方式:
在终止方式为“到”时,拉伸到最先碰到的面。
●类推iMate:
该选项是为装配时准备的,在后面的章节中会讲到。
【实例】完成如图2-94所示的拉伸特征。
操作步骤:
1)绘制草图轮廓;
2)退出草图,选择“拉伸”特征工具;
3)自动选择唯一的“草图1”作为截面轮廓,其他设定如图2-94所示;
图2-94拉伸特征
4)单击“确定”按钮,完成拉伸特征的添加。
2.旋转特征
旋转特征是指草图截面轮廓围绕一根轴旋转所形成的特征。
若截面轮廓为封闭回路则创建实体旋转特征;若截面轮廓是开口曲线则创建曲面旋转特征。
单击创建功能块中的按钮,弹出如图2-95所示的对话框。
可以看出,除旋转轴和终止方式外,“旋转”对话框与“拉伸”对话框的内容基本相同。
旋转特征中的旋转轴可以选择工作轴、构造线或普通直线。
旋转特征的终止方式有四种,如图2-96所示。
图2-95“旋转”对话框图2-96旋转的终止方式
注意:
旋转特征中的回转轴不能通过截面轮廓(图2-97a),否则会弹出如图2-97b所示的错误提示。
显然,创建球的截面轮廓应为半个圆。
(a)(b)
图2-97回转轴不能通过截面轮廓
【实例】完成如图2-98所示的旋转特征。
操作步骤:
1)绘制草图轮廓;
2)退出草图,选择“旋转”特征工具;
3)自动选择唯一的“草图1”作为“截面轮廓”,自动选取“中心线”为“旋转轴”设定其他选项,如图2-98所示;
图2-98旋转特征
4)单击“确定”按钮,完成旋转特征的添加。
3.放样特征
放样特征是用于光滑过渡两个或更多平面上封闭的截面轮廓形状所形成的特征,如图2-99所示。
(a)两个平行的截面(3)放样
图2-99放样特征
单击功能块中的“放样”按钮,打开如图2-100所示的“放样”对话框。
图2-100“放样”对话框
●截面:
用于指定放样中要包括的截面轮廓。
截面轮廓可以是草图中的曲线,也可以是指定的模型边或回路。
●轨道:
用于加强形状控制。
它可以是过每个截面轮廓上某点的一条二维或三维曲线,也可以是一组连续的模型边,所有轨道都应该是平滑的,并在方向上没有突变。
●注意:
截面轮廓必须与轨道相交。
【实例】完成如图2-101所示的放样特征。
操作步骤:
1)绘制3个截面的轮廓;
2)选择功能块上的“放样”特征工具;
3)分别选择“草图1”、“草图2”和“草图3”作为截面,设定其他选项,如图2-101所示;
图2-101放样特征
4)单击“确定”按钮,完成放样特征。
4.扫掠特征
扫掠特征是用于定义沿某一路径移动草图截面轮廓所形成的特征,如图2-102a、b所示。
(a)轮廓和路径(b)扫掠
图2-102扫掠特征
单击功能块中的“扫掠”按钮,打开如图2-103所示的“扫掠”对话框。
图2-103“扫掠”对话框
●截面轮廓:
可以选择一个或多个沿指定路径移动的截面轮廓。
截面轮廓可以相互嵌套,但不能相交。
除非要创建曲面,否则截面轮廓必须是一个闭合回路。
●扫掠路径:
指定扫掠特征的轨迹和终点,其中扫掠路径终点表明扫掠的总长度。
注意截面轮廓在任何位置都必须保持与扫掠路径垂直。
●扫掠斜角:
用于设置垂直于草图平面的锥角角度。
【实例】完成如图2-104所示的扫掠特征。
操作步骤:
1)绘制截面轮廓和轨迹线;
2)选择功能块上的“扫掠”特征工具;
3)分别选择“草图1”作为截面轮廓,“草图2”作为路径,如图2-104所示;
图2-104扫掠特征
5.螺旋扫掠特征
螺旋扫掠特征是草图沿螺旋线运动所形成的特征,常用于创建螺旋弹簧和圆柱体上的螺纹等。
单击功能块上的“螺旋扫掠”按钮,即可打开如图2-105所示的“螺旋扫掠”对话框。
(a)“螺旋形状”选项卡(b)“螺旋规格”选项卡
(c)“螺旋端部”选项卡
图2-105“螺旋扫掠”对话框
“螺旋形状”选项卡中各选项含义:
●截面轮廓:
沿螺旋线造型的截面轮廓。
●旋转轴:
截面轮廓所围绕的中心线。
●旋转方向:
螺旋线的旋转方向,分为顺时针和逆时针。
“螺旋规格”选项卡中各选项含义:
●类型:
定义螺旋扫掠特征的方式,如图2-106所示。
●螺距:
螺旋线绕轴环绕一圈的高度增量。
●高度:
螺旋扫掠的截面轮廓中心由开始到结束的高度。
●转数:
螺旋扫掠过程中截面轮廓旋转的圈数。
●锥角:
定义锥角后螺旋扫掠将以逐渐扩大或缩小的形式进行,如图2-107所示。
图2-106螺旋的类型图2-107有锥角的螺旋扫掠
“螺旋端部”选项卡中各选项含义:
●“自然”或“平底”。
两种螺旋扫掠的端部方式。
同一螺旋扫掠特征中,两端(即“开始”和“结束”)的端部可以选择不同的方式。
●“过渡段包角”与“平底段包角”。
在选择“平底”方式时有效,以角度值设置螺旋扫掠端部的过渡段距离与不带节距(平底)的延伸距离。
【实例】完成螺旋扫掠特征的添加,如图2-108所示。
图2-108螺旋扫掠特征
操作步骤:
1)绘制截面轮廓和中心线;
2)选择功能块上的“螺旋扫掠”特征工具;
3)按照图2-109a、b、c所示的步骤完成螺旋扫掠的相关设置;
4)单击“确定”按钮,完成螺旋扫掠特征。
(a)选择旋转轴
(b)设定“螺旋规格”选项卡中的有关参数
(c)设置“螺旋端部”选项卡中有关参数
图2-109螺纹扫掠特征的步骤
2.15放置特征
放置特征是基于已有特征的特征,也称结构特征,指零件造型过程中放置在其他特征上的各种结构要素,如倒角、圆角、孔等。
与草图特征相比,放置特征大都无需截面轮廓,只需要指定其位置和一些定位、定型参数,因此它们的添加往往需要在其他特征的基础上进行。
1.孔特征
孔特征是指在零件上创建的光孔或螺纹孔的特征。
单击功能块中的“孔”特征按钮,即可打开如图2-110所示的“打孔”对话框。
图2-110“打孔”对话框
●放置:
指孔中心位置的设置方式,共4种,如图2-111所示。
●孔的型式及尺寸:
分为直孔、沉头孔、沉头平面孔(锪平孔)和倒角孔四种。
各类孔所需的尺寸可在右边参数框中输入,如图2-112所示。
图2-111孔的放置方式图2-112孔的型式及尺寸
●孔底:
分为平直和角度两种,其中角度值可以在旁边的参数框中进行修改。
●终止方式:
分为三类,如图2-113所示。
●孔的分类:
孔分简单孔、配合孔、螺纹孔和锥螺纹孔四类。
若选择简单孔外的其他类型,还需在扩展对话框中输入另外一些参数。
如选择螺纹孔后,其扩展对话框如图2-113所示。
图2-113孔的扩展对话框
【实例】完成打孔特征,如图2-114所示。
图2-114“孔”添加特征
操作步骤:
1)绘制草图轮廓,然后退出草图,选择“拉伸”特征,如图2-115所示;
图2-115拉伸特征
2)在功能块中选择“打孔”命令,并编辑孔的参数,如图2-116所示;
3)继续选择“打孔”命令,编辑孔的参数,如图2-117所示;
图2-116打孔参数设置
图2-117打孔参数设计
4)单击“确定”按钮,完成孔的创建。
2.加强筋特征
加强筋特征有两类,即“加强筋”和“腹板”。
也可以创建网状加强筋或腹板,如图2-118a、b、c、d所示。
(a)加强筋(b)腹板(c)网状加强筋(d)网状腹板
图2-118加强筋特征
无论生成哪种加强筋都需要通过开放的截面轮廓来添加,如图2-119所示。
添加特征时,单击“加强筋”特征,通过“加强筋”设置参数。
图2-119加强筋特征
“加强筋”对话框中各选项如下:
截面轮廓:
可以选择某个开放的截面轮廓来定义加强筋或腹板的形状,也可以选择多个相交或不相交的截面轮廓来定义网状加强筋或腹板。
●方向:
用于控制加强筋或腹板的延伸方向。
●厚度:
用于指定加强筋或腹板的厚度。
●范围:
分为“到表面或平面”和“有限的”两种方式。
“到表面或平面”方式表示加强筋终止于最近的一个面;“有限的”方式表示腹板的大小需在弹出的对话框中输入数值来确定。
【实例】完成加强筋特征,如图2-120所示。
图2-120网状加强筋
操作步骤:
1)绘制草图轮廓,如图2-120所示;
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- inventor 讲义 第一章