第九章(工程特征的创建)

《模具CAD/CAM》主编熊熙（2004版）第九章工程特征的创建

在Pro/ENGINEER软件中，将孔（Hole）、壳体（Shell）、筋板（Rib）、拔模（Draft）、圆角（Round）、倒角（Chamfer）等六类特征统称为工程特征，如右图所示。

按特征的生成方法，壳体特征、拔模特征、圆角特征、倒角特征属于放置特征，筋板特征属于草绘特征，而孔特征既属于草绘特征（草绘直孔），也属于放置特征（标准孔和简单直孔）。

本章将介绍孔特征、壳体特征、筋板特征、拔模特征、圆角特征、倒角特征的创建。本章主要内容第一节孔特征第二节圆角特征第三节倒角特征第四节筋特征第五节壳特征第六节拔模特征第七节本章小结——工程特征的创建顺序第一节孔特征一、孔特征创建的一般步骤及工具操控板1.孔特征创建的一般步骤第一节孔特征2.孔工具操控板第一节孔特征直孔工具操控板标准孔工具操控板第一节孔特征草绘孔工具操控板第一节孔特征二、孔特征概述孔特征包括孔的类型、放置参照和放置类型三要素，在创建一个孔特征时，必须定义这三个要素。第一节孔特征孔分为直孔和标准孔两类，其中直孔又分为简单直孔和草绘直孔：（1）直孔：由带矩形剖面的旋转切口特征而生成，直孔分为简单直孔和草绘直孔。草绘直孔是使用草绘器的命令，绘制孔特征的轮廓。（2）标准孔：是指符合有关标准的标准螺纹孔。标准孔有ISO（国际标准化组织）、UNC（粗牙系列螺纹）和UNF（细牙系列螺纹）三类，其中UNC和UNF均为英制普通螺纹。第一节孔特征1.孔的类型2.孔的放置参照第一节孔特征孔的放置参照包括主参照和次参照：一般来说，主参照是指孔的放置面，次参照则用于确定孔在放置面上的位置。主参照和次参照的选取均是在【放置】上滑面板中的主参照收集器和次参照收集器中完成的。放置方向则是指孔在主参照的哪一侧创建孔特征。3.放置类型孔特征的放置类型有五种：线性、径向、直径、同轴和在点上，详见下页表格。第一节孔特征提示当选取基准点为主参照时，系统要求基准点必须在平面或曲面上，【在点上】放置类型不需要选取次参照。第一节孔特征4.孔深度选项第一节孔特征三、孔特征创建实例1.孔特征创建实例1——简单直孔、放置类型为线性2.孔特征创建实例2——草绘孔、放置类型为同轴3.孔特征创建实例3——标准孔、放置类型为在点上

第一节孔特征提示创建孔特征后，系统会自动创建一条轴线，该轴线是一条特征轴，当孔特征删除时，该基准轴也被删除。第二节圆角特征第二节圆角特征圆角是产品（零件）中广泛使用的一种工程特征，它不仅可以使产品的外观更美观，而且通过圆角特征的光滑过渡对产品的机械性能也非常重要；同时，圆角特征在六类工程特征中，特征的设置选项最多、造型难度较最大。一、圆角特征创建的一般步骤及工具操控板1.圆角特征创建的一般步骤第二节圆角特征2.圆角工具操控板第二节圆角特征圆角特征有恒定半径圆角（等半径圆角，Constant）、可变半径圆角（变半径圆角，Variable）、由曲线驱动倒圆角（CurveDriven）和完全圆角（Full）四类，详见下页表格。第二节圆角特征1.圆角特征类型二、圆角特征概述第二节圆角特征第二节圆角特征提示完全倒圆角时，选取的放置参照一般有以下两种情形：（1）当选取边为参照时，则这些参照的边必须具有公共曲面，完全倒圆角后该公共曲面将全部转换为圆角面。（2）当选取两个曲面为参照时，则必须选取另一个曲面为驱动曲面，驱动曲面决定了倒圆角的位置，有时还决定圆角的大小，完全倒圆角后驱动曲面全部转换为圆角面。2.圆角特征放置参照第二节圆角特征圆角特征从生成方式看属于放置特征，因此，创建圆角特征时，无需绘制截面，只要选取圆角特征放置参照即可。圆角特征放置参照有边（或边链）、曲面与曲面、边与曲面三种情况，详见下页表格。第二节圆角特征第二节圆角特征提示（1）按住Ctrl键，一次可以选取多个圆角放置参照。（2）在一个圆角设置中，若多选了放置参照，按住Ctrl键，选取多选的放置参照，则这些参照将从圆角设置中去除。3.圆角半径的确定圆角半径的确定方式有输入半径值、拖动图柄、通过参照（顶点、基准点、基准曲线等），详见下页表格。第二节圆角特征第二节圆角特征4.圆角的过渡模式第二节圆角特征在创建倒圆角特征中，若出现重叠或不连续的倒圆角段时，则需要设定圆角的过渡模式。在创建倒圆角特征后，系统使用缺省过渡模式，在一般情况下，使用缺省过渡便可得到满意的结果了。但是，在某些特定情况下，用户需要修改现有过渡模式才能获得满意的倒圆角结果。圆角过渡模式详见下页表格。第二节圆角特征第二节圆角特征三、圆角特征创建实例1.圆角特征创建实例1——简单圆角2.圆角特征创建实例2——可变半径圆角3.圆角特征创建实例3——圆角的过渡模式4.圆角特征创建实例4——高级圆角

第二节圆角特征第三节倒角特征第三节倒角特征倒角特征也是零件中较为常见的结构，倒角特征的创建方法与圆角特征的创建方法较为相似，但比圆角特征的创建相对简单。一、倒角特征创建的一般步骤及工具操控板1.倒角特征创建的一般步骤第三节倒角特征2.倒角工具操控板第三节倒角特征3.拐角倒角特征对话框第三节倒角特征在主菜单中依次单击『插入』→『倒角』→『拐角倒角』，显示拐角倒角特征对话框，如下图所示。二、倒角特征概述第三节倒角特征倒角有边倒角、边-曲面倒角、曲面-曲面倒角和拐角倒角等四种类型，放置则有边（或边链）、曲面和拐角顶点。

边倒角从选定边移除平整部分的材料，以在共有该选定边的两个原曲面之间创建斜角曲面；

拐角倒角则是从零件的拐角处移除材料，以在共有该拐角的三个原曲面间创建斜角曲面，详见下页表格。1.倒角类型及放置参照第三节倒角特征提示边-曲面倒角时，要先选取曲面参照，然后再选取边参照。第三节倒角特征2.倒角特征放置参照第三节倒角特征倒角的尺寸标注有D×D、D1×D2、角度×D、45×D、O×O和O1×O2等六种形式，详见下页表格。第三节倒角特征第三节倒角特征第三节倒角特征提示（1）D×D与O×O两种倒角尺寸标注形式，其特征创建原理和创建结果是不同的。（2）同样，D1×D2与O1×O2两种倒角尺寸标注形式，其原理和特征创建结果也大相径庭。第三节倒角特征对于D1×D2倒角，在一个曲面上距离倒角参照边50确定点A，在另一个曲面上距离倒角参照边44确定点B，则AB连线就是D1×D2倒角最终的倒角面，如图a、b、c所示。对于O1×O2倒角，其生成原理比D1×D2倒角生成原理复杂得多（将图形投影到垂直于倒角参照边的平面上，以投影图形进行解释）：（1）选取倒角参照边（如图a所示），倒角尺寸及结果如图b所示；（2）做面Ⅰ的平行线，距离为50（图c中所示的平行约束符号∥1），做面Ⅱ的平行线，距离为44（图c中所示的平行约束符号∥2），两条平行线的交点为C；（3）过C点做面Ⅰ的垂线（图c中所示的垂直约束符号⊥1），垂足点为A，做面Ⅱ的垂线（图c中所示的垂直约束符号⊥2），垂足点为B；（4）AB连线就是O1×O2倒角最终的倒角面。第三节倒角特征三、倒角特征创建实例1.倒角特征创建实例1——边倒角2.倒角特征创建实例2——拐角倒角第三节倒角特征第四节筋特征第四节筋特征在零件中构建筋板结构，主要是为了提高零件的强度和力学性能。创建筋特征时，必须定义筋的参照（筋的截面、填料方向）、厚度和筋厚长出方向等。一、筋特征创建的一般步骤及工具操控板1.筋特征创建的一般步骤第四节筋特征2.筋工具操控板第四节筋特征二、筋特征概述第四节筋特征1.筋特征的截面2.筋特征的填料方向第四节筋特征创建筋特征时，设置不同的填料方向，相同的截面所得的筋特征也就不同。3.筋厚长出方向第四节筋特征以筋特征的草绘平面为参照，筋厚长出方向有三种情况：对称于草绘平面、草绘平面侧1、草绘平面侧2。三、筋特征创建实例1.筋特征创建实例1——截面标注参照的选取2.筋特征创建实例2——相同截面不同的创建结果第四节筋特征第五节壳特征一、壳特征创建的一般步骤及工具操控板1.壳特征创建的一般步骤第五节壳特征2.壳工具操控板第五节壳特征二、壳特征概述第五节壳特征1.壳特征类型壳特征根据选取移除面的情况可分为有移除面壳特征和无移除面壳特征。2.壳特征的厚度第五节壳特征壳特征的厚度有缺省厚度和非缺省厚度两类。3.排除曲面第五节壳特征在零件的结构中，若某些曲面处不创建壳特征（即不被壳化），创建壳特征时，可以将该曲面选取为排除曲面。4.创建相切面的壳特征第五节壳特征在当零件中存在相切面时（如图a所示的三个曲面），若同时选取三个曲面为移除面创建壳特征，壳特征可以创建成功（如图b所示）；但若只选取其中的一个或两个曲面为移除面创建壳特征，则系统提示创建失败。对于相切曲面，还有非缺省厚度设定的问题。选取如图c所示曲面创建壳特征，若选取图a所示三个曲面设定相同厚度值（该厚度不是缺省厚度）时，壳特征可以创建；但若只选取其中的一个或两个曲面为设定厚度，则系统提示创建失败。第五节壳特征创建相切面的壳特征5.壳特征与其它特征的创建顺序第五节壳特征壳特征与零件中其它特征以不同的顺序进行创建时，其结果会大不一样，这里，以孔特征和壳特征不同的创建顺序为例来说明该问题。第五节壳特征创建顺序：拉伸→基准轴→壳→孔创建顺序：拉伸→基准轴→孔→壳三、壳特征创建实例1.壳特征创建实例1——设定非缺省厚度2.壳特征创建实例2——排除曲面第五节壳特征第六节拔模特征一、拔模特征创建的一般步骤及工具操控板1.拔模特征创建的一般步骤第六节拔模特征2.拔模工具操控板不分割拔模曲面时和分割拔模曲面时的拔模工具操控板。第六节拔模特征第六节拔模特征3.分割方式及侧选项第六节拔模特征（1）分割方式的选项◆【不分割】：不分割拔模曲面。◆

【根据拔模枢轴分割】：以拔模枢轴分割拔模曲面。◆

【根据分割对象分割】：使用面组或草绘分割拔模曲面。（2）分割对象有三种类型：◆曲面面组，此时分割对象为此面组与拔模曲面的交线；◆外部（现有的）草绘曲线，此时显示选项；◆单击按钮，在拔模曲面或其它平面上草绘分割曲线。第六节拔模特征（3）侧选项【独立拔模侧面】：拔模曲面的每一侧指定独立的拔模角度。【从属拔模侧面】：指定一个拔模角度，第二侧以相反方向拔模。注意：此选项仅在拔模曲面以拔模枢轴分割或使用两个枢轴分割拔模时可用。【只拔模第一侧】：仅拔模曲面的第一侧面（由分割对象的正拔模方向确定），第二侧面保持中性位置。【只拔模第二侧】：仅拔模曲面的第二侧面，第一侧面保持中性位置。注意：此选项不适用于使用两个枢轴的分割拔模。4.角度上滑面板拔模角度有恒定角度拔模、可变角度拔模或分割拔模曲面拔模三种情况，不同情况的角度上滑面板均不同，如下图所示。第六节拔模特征5.选项上滑面板第六节拔模特征选项上滑面板有【排除环】、【拔模相切曲面】和【延伸相交曲面】三个选项。【排除环】：可用来选取要从拔模曲面排除的轮廓。【拔模相切曲面】：系统自动延伸拔模，以包含与所选拔模曲面相切的曲面。此复选框在缺省情况下被选中。【延伸相交曲面】：系统试图延伸拔模以与模型的相邻曲面相接触。如果拔模不能延伸到相邻的模型曲面，则模型曲面会延伸到拔模曲面中。第六节拔模特征第六节拔模特征与拔模特征有关的基本术语有拔模曲面、拔模枢轴、拔模方向（拖动方向）和拔模角度。这些既是专业术语，也是进行拔模操作时必须选取或定义的选项。正是由于这几个选项本身的多变性和各选项可以进行不同的组合，使得拔模操作显得既复杂又难懂，详见下页表格。第六节拔模特征1.与拔模特征有关的基本术语二、拔模特征概述第六节拔模特征第六节拔模特征提示（1）拔模曲面必须是列表圆柱面或可展开成平面的面，才可以进行拔模操作。（2）拔模曲面既可以是实体模型的表面，也可以是面组曲面，但在同一个拔模特征中，只能选取其中的一类。

2.拔模曲面的分割第六节拔模特征拔模曲面在拔模操作中，可以对其进行分割，分割后拔模曲面成为几个区域，几个区域可单独设定是否进行拔模操作；若进行拔模操作，也可以独立设定各区域的拔模角度。