solidworks 基础应用技术 课件 项目六 扫描与扫描切除

Solidworks2020案例实战教程项目六扫描与扫描切除学习目标掌握简单扫描、路径与一条引导线扫描以及路径与两条引导线扫描等三类扫描特征的建立方法,能灵活使用扫描技术进行自由形状零件的外形建模。知识导航Solidworks2020除了提供拉伸/拉伸切除、旋转/旋转切除等基本特征,为方便用户设计,还内置了圆角、倒角、筋、抽壳、拔模、异型孔向导、弯曲、镜像、包覆和阵列等工程特征。它们是零件设计最常用的工程特征,具有使用灵活、方便的特点。通常,用户使用基本特征进行零件的初始造型设计,使用工程特征进行零件的精细化成型设计。一、扫描与扫描切除特征的定义扫描特征是建模中常用的一类特征。扫描是沿着一条路径移动轮廓或截面来生成基体、凸台等特征的造型方法,而扫描切除是沿着一条路径移动轮廓或截面来切除实体,生成曲面的特征造型方法。Solidworks2020通过沿路径不同位置复制轮廓而创建一系列中间截面,然后将中间截面混合到一起,生成扫描几何体。二、扫描与扫描切除特征的类型1.简单扫描简单扫描只需要有一条扫描路径和一个扫描轮廓,扫描轮廓沿扫描路径移动就可以形成简单扫描特征。二、扫描与扫描切除特征的类型2.路径与一条引导线扫描利用一条路径和一条引导线再加上一个剖面可以完成一些有曲线的造型,其中,路径决定了扫出的长度,而引导线控制了外形,剖面则决定了端面形状。二、扫描与扫描切除特征的类型3.路径与两条引导线扫描在产品设计中常需要设计一些有曲线的造型,但使用路径与一条引导线仍嫌不足,尤其是在限制某方向的宽度时,就无法使用路径与一条引导线扫描,而必须使用两条引导线来做出。三、扫描与扫描切除特征必须遵循的规则扫描与扫描切除特征必须遵循的规则如下:(1)对于基体或凸台扫描特征,轮廓必须是闭环;对于曲面扫描特征,轮廓可以是闭环,也可以是开环。(2)路径可以为开环或闭环。(3)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)路径必须与轮廓的平面交叉。(5)不论是轮廓、路径或所形成的实体,都不能出现自相交叉的情况。(6)引导线必须与轮廓或轮廓草图中的点重合。(7)仅对于切除扫描,用户可通过沿路径移动工具实体来生成实体扫描。案例指导实例1用简单扫描方法设计五角星模型完成如图6-1所示的五角星模型的设计。视频演示案例指导视频演示案例指导小拓展图6-1模型案例指导1.绘制五角星扫描“路径”草图(1)单击【新建】按钮

,在打开的【新建SOLIDWORKS文件】对话框中双击【零件】图标,新建一个零件文件。(2)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。(3)单击【直线】按钮

,依次连接五边形的五个顶点,单击

按钮,绘制的五角星草图如图6-2(b)所示。(4)单击【剪裁实体】按钮

,减掉五角星中相交的线,单击

按钮,如图6-2(c)所示。(5)单击【绘制圆角】按钮

,出现【绘制圆角】属性管理器,在【圆角半径】文本框中输入“3mm”,选取五角星的五个外角创建圆角,单击【确定】按钮

;在【圆角半径】文本框中输入“5mm”,选取五角星的五个内角创建圆角,单击【确定】按钮

。案例指导案例指导2.绘制五角星扫描“轮廓”草图(1)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【右视基准面】,先单击【正视于】按钮

,然后再单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。(2)单击【圆形】按钮

,画一个ϕ5圆,单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸,如图6-3(a)所示。选择ϕ5圆的圆心和路径草图中正上方的R3圆弧,添加【穿透】的几何关系[见图6-3(b)],单击

按钮,完成五角星扫描“轮廓”草图的绘制,如图6-3(c)所示。单击图标

,退出草图绘制模式。案例指导3.创建五角星扫描特征单击【特征】功能区中的【扫描】按钮

,出现【扫描】属性管理器,【轮廓】选择“草图2”,【路径】选择“草图1”,展开【选项】标签,在【轮廓方位】下拉列表框中选择【随路径变化】选项,在【轮廓扭转】下拉列表框中选择【无】选项,单击【确定】按钮

,建立五角星扫描特征,如图6-4所示。最终完成的五角星模型如图6-1所示。案例指导实例2异径环模型的设计完成如图6-5所示的异径环模型的设计。案例指导小拓展图6-5模型案例指导1.绘制异径环扫描“路径”草图(1)单击【新建】按钮

,在打开的【新建SOLIDWORKS文件】对话框中双击【零件】图标,新建一个零件文件。(2)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【圆形】按钮

,画ϕ60圆,圆心取原点处,向外拖动鼠标指针到任意位置,单击。单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸,单击

按钮,完成异径环扫描“路径”草图的绘制,如图6-6所示,单击图标

,退出草图绘制模式。案例指导2.绘制异径环扫描“引导线”草图(1)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图图6-6绘制异径环扫描“路径”草图绘制模式。单击【中心线】按钮

,绘制一条水平中心线;单击【样条曲线】按钮

,绘制一条通过水平中心线两端点共有六个控制点的闭合曲线,单击【确定】按钮

,完成异径环“引导线1”草图的绘制,如图6-7(a)所示。案例指导(2)选中左侧两个控制点和水平中心线[见图6-7(b)],在【添加几何关系】选项组中单击【对称】按钮,单击【确定】按钮

。选中右侧两个控制点和水平中心线[见图6-7(c)],在【添加几何关系】选项组中单击【对称】按钮,单击【确定】按钮

。案例指导(3)单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸,完成异径环“引导线2”草图的绘制,如图6-7(d)所示。单击图标

,退出草图绘制模式。案例指导3.绘制异径环扫描“轮廓”草图

(1)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【上视基准面】,先单击【正视于】按钮,然后再单击【草图】按钮,进入草图绘制模式。

案例指导(2)单击【圆形】按钮,画一个圆;单击【中心线】按钮,过该圆的两个象限点绘制一条中心线,如图6-8(a)所示。选择中心线的左端点和“引导线”草图,添加【穿透】的几何关系,单击【确定】按钮,如图6-8(b)所示。选择中心线的右端点和“轮廓”草图,添加【穿透】的几何关系,单击【确定】按钮,如图6-8(c)所示。完成异径环扫描“轮廓”草图的绘制,如图6-8(d)所示。

案例指导4.创建异径环扫描特征单击【特征】|【扫描】按钮,出现【扫描】属性管理器,【轮廓】选择“草图3”,【路径】选择“草图1”,【引导线】选择“草图2”,展开【选项】标签,在【轮廓方位】下拉列表框中选择【随路径变化】选项,在【轮廓扭转】下拉列表框中选择【无】选项,单击【确定】按钮

,创建异径环扫描特征,如图6-9所示。最终完成的异径环模型如图6-5所示。案例指导实例3花瓶模型的设计完成如图6-10所示的花瓶模型的设计。案例指导小拓展图6-10模型案例指导1.绘制花瓶扫描“路径”草图(1)单击【新建】按钮

,在打开的【新建SOLIDWORKS文件】对话框中双击【零件】图标,新建一个零件文件。(2)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【上视基准面】,先单击【正视于】按钮

,然后再单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【圆形】按钮

,画圆,圆心取原点处,向外拖动鼠标指针到任意位置处单击,单击

按钮,完成花瓶扫描“路径”草图的绘制,如图6-11所示。单击图标

,退出草图绘制模式。案例指导2.绘制花瓶扫描“引导线1”草图在【特征管理器设计树】选项卡中选择【上视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【圆形】按钮

,画圆,圆心取原点处,向外拖动鼠标指针到任意位置处单击。单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸,单击

按钮,完成花瓶扫描“引导线1”草图的绘制,如图6-12所示。单击图标

,退出草图绘制模式。案例指导3.绘制花瓶扫描“引导线2”草图(1)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【上视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。(2)单击【多边形】按钮

,绘制两个正八边形,出现【多边形】属性管理器,在【参数】下的【边数】文本框中输入“8”,两个正八边形的内切圆心取原点处,向外拖动鼠标指针到任意位置处单击,在【选项】下选中【作为构造线】复选框,单击

按钮。选择正八边形的一个顶点和原点,添加【竖直】的几何关系,如图6-13(a)所示。选择正八边形的一个边,添加【水平】的几何关系,如图6-13(b)所示。案例指导(3)单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸。单击【样条曲线】按钮

,绘制一条依次连接两个正八边形顶点的闭合曲线,单击

按钮,完成花瓶“引导线2”草图的绘制,如图6-13(c)所示。单击图标

,退出草图绘制模式。案例指导4.绘制花瓶扫描“轮廓”草图(1)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,先单击【正视于】按钮

,然后再单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。(2)单击【中心线】按钮

、【直线】按钮

和【边角矩形】按钮

,过原点绘制如图6-14(a)所示的“轮廓”草图。选择四边形的两条边,添加【相等】的几何关系,如图6-14(b)所示。案例指导(3)单击【样条曲线】按钮

,绘制一条如图6-14(c)所示的共有四个控制点的S形曲线,样条曲线的参数设置如图6-14(d)所示,单击按钮。选择如图6-14(e)所示四边形的右下角点和十六边线曲线,添加【穿透】的几何关系;选择如图6-14(f)所示S形样条曲线的第二个控制点和ϕ60圆,添加【穿透】的几何关系。案例指导(4)单击【等距实体】按钮

,出现【等距实体】属性管理器,在【等距距离】文本框中输入“4mm”,单击【确定】按钮

,结果如图6-14(g)所示。(5)单击【三点圆弧】按钮

,画一圆弧,用圆弧封闭等距图元的上端开口,如图6-14(h)所示。单击【直线】按钮

,画一直线段,用直线段封闭等距图元的下端开口,如图6-14(i)所示,完成花瓶扫描“轮廓”草图的绘制。案例指导案例指导案例指导5.创建花瓶扫描特征单击【特征】功能区中的【扫描】按钮,出现【扫描】属性管理器,【轮廓】选择“草图4”,【路图6-15创建花瓶扫描特征径】选择“草图1”,【引导线】选择“草图2”和“草图3”,展开【选项】标签,在【轮廓方位】下拉列表框中选择【随路径变化】选项,在【轮廓扭转】下拉列表框中选择【无】选项,单击【确定】按钮

,创建花瓶扫描特征,如图6-15所示。最终完成的花瓶模型如图6-10所示。案例指导实例4支架模型的设计完成如图6-16所示的支架模型的设计。张文宏张文宏案例指导小拓展图6-16模型案例指导1.创建底板基体特征(1)单击【新建】按钮

,在打开的【新建SOLIDWORKS文件】对话框中双击【零件】图标,新建一个零件文件。(2)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【上视基准面】,先单击【正视于】按钮

,然后再单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。案例指导(3)单击【中心矩形】按钮

和【绘制圆角】按钮

,绘制底板草图,以坐标原点为底板草图中心。单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸,单击【确定】按钮

,完成支架底板草图的绘制,如图6-17所示。

案例指导(4)单击【特征】功能区中的【拉伸凸台/基体】按钮

,出现【凸台-拉伸】属性管理器,在【方向1(1)】下拉列表框中选择【给定深度】选项,在【深度】文本框中输入“12mm”,单击【确定】按钮

,完成底板基体特征的创建,如图6-18所示。案例指导2.创建圆柱特征(1)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,先单击【正视于】按钮

,然后再单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。(2)单击【圆形】按钮

,绘制一个圆,单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸,单击【确定】按钮

,完成圆柱草图的绘制,如图6-19所示。案例指导(3)单击【特征】功能区中的【拉伸凸台/基体】按钮

,出现【凸台-拉伸】属性管理器,在【方向1(1)】下拉列表框中选择【两侧对称】选项,在【深度】文本框中输入“70mm”,单击【确定】按钮

,创建圆柱草图“拉伸”特征,如图6-20所示。案例指导3.创建支撑板特征(1)支撑板“路径”草图的绘制。在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,先单击【正视于】按钮

,然后再单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【三点圆弧】按钮

,绘制两段圆弧,选中R70圆弧与圆柱的外圆,在【添加几何关系】选项组中单击【相切】按钮

;选中R30圆弧与R70圆弧,在【添加几何关系】选项组中单击【相切】按钮。如图6-21所示。案例指导(2)支撑板“引导线”草图的绘制。在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【三点圆弧】按钮

,绘制两段圆弧;选中R140圆弧与圆柱的外圆,在【添加几何关系】选项组中单击【相切】按钮。如图6-22所示。案例指导(3)支撑板“轮廓线”草图的绘制。直接选择底板的上表面作为绘图基准面,先单击【正视于】按钮

,然后再单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【中心线】按钮

,经过坐标原点画一条水平中心线;单击【直线】按钮

,画“T”形图框的一半;再单击【镜像实体】按钮

,将这一半的图框镜像,如图6-23(a)所示。如图6-23(b)所示。案例指导(4)单击【特征】功能区中的【扫描】按钮,出现【扫描】属性管理器,【轮廓】选择“草图5”,【路径】选择“草图3”,【引导线】选择“草图4”,展开【选项】标签,在【轮廓方位】下拉列表框中选择【随路径变化】选项,在【轮廓扭转】下拉列表框中选择【无】选项,单击【确定】按钮

,创建支撑板“扫描”特征,如图6-24所示。案例指导4.创建圆柱打孔特征(1)直接选择圆柱的前端面作为绘图基准面,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【圆形】按钮

,任意绘制一个圆;单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸。选中ϕ20圆周与圆筒ϕ40圆周,在【添加几何关系】选项组中单击【同心】按钮,单击【确定】按钮

,完成圆柱打孔草图的绘制,如图6-25所示。案例指导(2)单击【特征】功能区中的【拉伸切除】按钮

,出现【切除-拉伸】属性管理器,在【方向1(1)】下拉列表框中选择【完全贯穿】选项,单击【确定】按钮

,完成圆柱“切除-拉伸”特征的创建,如图6-26所示。案例指导5.创建异型孔特征(1)单击【特征】功能区中的【异型孔向导】按钮

,出现【孔规格】属性管理器,打开【类型】选项卡,在【孔类型】选项组中单击【柱形沉头孔】按钮

,在【标准】下拉列表框中选择【ISO】选项,在【类型】下拉列表框中选择【六角凹头ISO4762】选项;在【孔规格】选项组的【大小】下拉列表框中选择【M8】选项;在【终止条件】下拉列表框中选择【完全贯穿】选项,如图6-27所示。案例指导(2)选择【孔规格】属性管理器的【位置】选项卡,出现【孔位置】提示框,在底板上表面选择一点单击,大致选定异型孔的位置,单击【确定】按钮

,完成M8锥形沉头孔位置草图的绘制,如图6-28所示。案例指导(3)在【特征管理器设计树】选项卡中单击新建“M8六角凹头螺钉的柱形沉头孔1”前面的

符号,展开特征包含的定义。右击“草图7”,从弹出的快捷工具栏中单击【编辑草图】按钮

[见图6-29(a)]。在草图编辑状态下,单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸,确定孔的位置,如图6-29(b)所示。单击【重建模型】按钮

。案例指导(4)单击【特征】功能区中的【镜像】按钮

,出现【镜像】属性管理器,【镜像面/基准面】选择“前视基准面”,【要镜像的特征】选择“M8六角凹头螺钉的柱形沉头1”(见图6-30),单击【确定】按钮

。最终完成的支架模型如图6-16所示。案例指导实例5篮球模型的设计完成如图6-31所示的篮球模型的设计。案例指导小拓展图6-31模型案例指导(1)单击【新建】按钮

,在打开的【新建SOLIDWORKS文件】对话框中双击【零件】图标,新建一个零件文件。(2)选择【工具】|【选项】命令,打开【系统选项(S)-普通】对话框,选择【文档属性】选项卡,在左侧列表框中选择【单位】选项,在右侧打开的【单位系统】选项组中选中【IPS(英寸、磅、秒)】单选按钮,单击【确定】按钮。案例指导(3)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。绘制草图,单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸,单击

按钮,完成球体草图的绘制,如图6-32所示。单击【特征】功能区中的【旋转凸台/基体】按钮

,出现【旋转】属性管理器,【旋转轴】选择“直线1”,单击【确定】按钮

,完成篮球基体特征的创建,如图6-33所示。案例指导(4)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【圆形】按钮

,画圆;单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸。单击【重建模型】按钮

,完成篮球“路径”草图的绘制,如图6-34所示。案例指导(5)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【右视基准面】,先单击【正视于】按钮

,然后再单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【圆形】按钮

,画圆;单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸;单击【添加几何关系】按钮

,选取ϕ0.1圆的圆心和ϕ10圆弧,在【添加几何关系】选项组中单击【穿透】按钮

,单击【确定】按钮

。单击【重建模型】按钮

,完成篮球“轮廓线”草图的绘制,如图6-35所示。案例指导(6)单击【特征】功能区中的【扫描切除】按钮

,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/扭转控制】下拉列表框中选择【随路径变化】选项(见图6-36),单击【确定】按钮

,完成扫描切除特征的创建。案例指导(7)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【椭圆】按钮

,画椭圆;单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸,单击

按钮。单击【重建模型】按钮

,完成“分割线”特征草图的绘制,如图6-37所示。案例指导(8)单击【特征】功能区中的【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>”,单击【确定】按钮

,如图6-38所示。案例指导(9)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【右视基准面】,先单击【正视于】按钮

,然后再单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【圆形】按钮

,画圆;单击【智能尺寸】按钮

,标注尺寸;单击【添加几何关系】按钮

,选取ϕ0.1圆的圆心和分割线圆弧,在【添加几何关系】选项组中单击【穿透】按钮,单击【确定】按钮

。单击【重建模型】按钮

,完成“轮廓线”草图的绘制,如图6-39所示。案例指导(10)单击【特征】功能区中的【扫描切除】按钮

,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/扭转控制】下拉列表框中选择【随路径变化】选项(见图6-40),单击【确定】按钮

,完成扫描切除特征的创建。案例指导(11)按同样方法完成另一端“切除-扫描”特征的创建。(12)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“上视基准面”和“前视基准面”(见图6-41),单击【确定】按钮

,生成基准轴1。案例指导(13)单击【特征】功能区中的【圆周阵列】按钮

,出现【阵列(圆周)1】属性管理器,【阵列轴】选择【基准轴1】,选中【等间距】单选按钮,在【角度】文本框中输入“360度”,在【实例数】文本框中输入“4”,【特征和面】选择“切除-扫描1”(见图6-42),单击【确定】按钮

。最终完成的篮球模型如图6-31所示。案例指导实例6变距压缩弹簧模型的设计完成如图6-43所示的变距压缩弹簧模型的设计。案例指导小拓展图6-43模型案例指导(1)单击【新建】按钮

,在打开的【新建SOLIDWORKS文件】对话框中双击【零件】图标,新建一个零件文件。(2)在【特征管理器设计树】选项卡中选择【前视基准面】,单击【草图】按钮

,进入草图绘制模式。单击【圆形】按钮

,以原点为中心,绘制ϕ22圆,生成草图1。如图6-44(b)所示。案例指导(3)按住Ctrl键的同时选择“草图1”和“前视基准面”,选择【插入】|【派生草图】命令,生成“草图2派生”,系统自动进入绘制草图模式,如图6-45所示。案例指导(4)单击【螺旋线和涡状线】按钮

,出现【螺旋线/涡状线2】属性管理器,在【定义方式】下拉列表