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第3章 草图变实体,2,学习目标,特征是一种具有工程意义的参数化的三维几何模型，是三维建模的基本单元本章主要学习特征建模基础、拉伸特征、扫描特征、边界特征、实体的显示控制、参考集合体、旋转特征、放样特征和工程特征等以及轴承座特征建模实例，全面掌握草图变实体的相关知识和绘图技能3,知识要点,,4,3.1 特征建模基础,3.1.1 特征建模就是把特征“叠”起来 所谓特征是指可以用尺寸和参数驱动的三维几何体通常，特征应满足如下条件： 特征必须是零件或装配体中的具体构成之一 特征能对应于某一形状 特征应该具有工程上的意义 特征的形状是可以预知的 特征可以分为基本特征、辅助特征（也称附加特征，或过程特征），也包括参考几何体 基本特征是最基本的几何特征造型，包括拉伸、旋转、扫描和放样等特征造型工具由于基本特征大部分是在草图的基础上形成的，因此又称为基于草图的特征二维草图轮廓经过特征操作即可生成基本特征，例如圆柱体特征就是由一个圆轮廓草图作为截面，经过拉伸生成的基本特征 辅助特征是在已有基本特征上进行辅助的操作，如圆角特征、倒角特征、抽壳特征等都是辅助特征参考几何体也辅助特征的一种，是为建立其他特征提供参考，并不参与模型的生成。

5,3.1 特征建模基础,3.1.2 产品特征分析就是看看有些啥特征 一个复杂的零件，总是由一些简单的特征经过一定的方式组合而成的，可以称之为组合体组合体按其组成方式可用分为特征叠加、特征切割和特征相交3种基本形式，分别如图3-1所示6,3.1 特征建模基础,对于一个复杂的零件，其特征由许多个简单特征叠加而成在进行产品建模之前，先对其进行结构分析是非常重要的首先要明确产品各个特征之间的关系，找出零件的基本轮廓作为第一个特征草图，然后根据特征之间的主次关系，理清特征建模的顺序 同一个零件，不同的设计者可能用不同的方法实现模型的创建但是，对于最终的零件模型，要保证其体现设计思想、加工工艺思想和模型本身的鲁棒性，使模型不仅易于修改，而且在修改时产生的关联错误也能快速修复7,3.1 特征建模基础,3.1.3 特征都有哪些类型 1STEP标准分类 （1）STEP介绍 随着工业自动化和计算机技术的不断发展，工业界迫切需要综合性的可靠的信息交换机制来实现计算机辅助(CAX)系统之间的有效集成国际标准化组织(ISO)工业自动化与集成技术委员会(TC184)下属的第四分委会(SC4)开发了STEP(Standard for the Exchange of Product Model Data)来适应这种要求。

标准编号为ISO 10303 STEP提供了一种独立于任何一个CAX系统的中性机制来描述经历整个产品生命周期的产品数据它是一个关于产品数据计算机可理解的表示和交换的国际标准 （2）STEP分类 在STEP标准中将形状特征分为体特征、过渡特征和分布特征三类 （3）STEP文件格式的应用 STEP文件能实现不同三维软件之前文件交流的载体格式，通过转换成STEP格式文件后，Pro/E、SolidWorks、UG、Inventor等通用三维设计软件能实现文件交流8,3.1 特征建模基础,2基本特征和附加特征 根据形状特征在构造零件中所起的作用不同，可分为基本特征和附加特征两类 （1）基本特征 用来构造零件的基本几何形体，是最先构造的特征，也是后续特征的基础例如拉伸、旋转、扫描都是基本特征的组成部分，反映了零件的主要性状，体积（或质量） （2）附加特征 在基本特征的基础上对特征进行局部修饰，它们既可以附加在基本特征之上，也可以附加在附加特征之上，反映了零件几何形状的细微结构9,3.1 特征建模基础,3.1.4 如何按部就班地创建特征 零件特征创建的过程，实际上就是按照设计者所认定的方式将许多简单也在叠加、切割或相交的过程。

但在进行建模之前，必须理清设计思路，排除建模顺序，这也是建模过程中不可或缺的一环特征创建的基本步骤如下： （1）规划零件 分析零件的特征组成，特征之间的相互位置关系，特征的构造顺序及特征的构造方法 （2）创建基本特征 每个零件生成的第一个特征称为基体特征基体特征一般选择构成零件基体形态的主要特征和尺寸较大的特征基体特征是构造后续特征的基础 （3）创建其他特征 在基体特征上逐一添加其他基本特征，最后添加辅加特征和操作特征 （4）编辑修改特征 在特征造型的任何时候都可以修改特征，包括修改特征的形状、尺寸、位置及特征的从属关系，也可以删除已经建立的特征10,3.2参考几何体,设计基准是为模型创建提供参考、绘图平面等功能，辅助用户更加方便地完成所需特征的创建 3.2.1 基准面就是找来的一个面 基准面就是找来的一个面，用户在这个面上绘制草图，或者将其作为镜像面使用，进而创建特征或编辑特征 1基准面概述 创建基准面：利用基准面绘制草图，创建扫描和放样特征，进行镜像操作等，还可以生成模型的剖面视图 通过直线和点：过指定边线、轴或者草图线及一点或者通过指定的3点创建一个基准面 点和平行面：过指定点且平行于某基准面或面创建一个基准面。

两面夹角：过一条边线、轴线或草图线，并与一个面或基准面成一定角度创建一个基准面 等距：与某指定面或基准面平行，并相距指定距离创建一个基准面快捷方式：按住Ctrl同时拖动某基准面，输入距离值即可 垂直于曲线：过一点且垂直于一条边线或者曲线，创建一个基准面 曲面切平面：与空间面或圆形曲面相切于一点创建一个基准面11,3.2参考几何体,2创建基准面 依次执行“插入”|“参考几何体”|“基准面”命令按钮 ，弹出创建基准面的控制面板，创建一个与已知平面距离为20mm的基准面，如图3-2所示12,3.2参考几何体,3创建基准面的条件 创建一个基准面至少需要两个条件才能正确构建基准面，如下： 需要一个创建基准面的参照在“基准面”属性管理器中由3个参考选择对话框可用定义基准面的参照 需要基准面的生成条件，在“基准面”对话框中有10中约束条件 选取一个参照“基准面”对话框中“第一参考”后的选项含义如下： “第一参考” ：选择第一参考来定义基准面用户选择第一参考后，系统将显示其它约束类型： “平行” ：用于生成一个与选定基准面平行的基准面； “垂直” ：用于生成一个与选定参考垂直的基准面； “重合” ：用于生成一个穿过选定参考的基准面； “投影” ：用于将单个对象（如点、定点、原点或坐标系）投影到空间曲面上； “相切” ：用于生成一个与圆柱面、圆锥面、非圆柱面及空间面相切的基准面；,13,3.2参考几何体,“两面夹角” ：用于生成一个基准面，它通过一条边线、轴线或草图上的线；并与一个圆弧面或基准面成一定角度； “偏移距离” ：用于生成一个与某个基准面或选定实体面平行，并偏移指定距离的基准面； “两侧对称” ：用于在平面、参考基准面和3D草图基准面之间生成一个两侧对称的基准面； “反转”复选框 ：用于更改基准面生成的方向； “要生成基准面数目” ：用于指定生成基准面的数量。

第二参考和第三参考这两部分内容与第一参考的选项相同用户根据实际需要选择第一参考，或者需要第二参考甚至还需要第三参考来定义基准面 SolidWorks软件的全相关性使得创建的基准面所参考的对象与基准面是关联的，当被参考对象发生参数变化后，基准面也会出现相应的变化14,3.2参考几何体,3.2.2 基准轴就是一根固定的线 基准轴就是一根固定的线，用户借助于它可以实现方便建模、快速生成新特征等功能 1基准轴概述 基准轴常用于创建特征的基准，在创建基准面、圆周阵列或同轴装配中使用基准轴每一个圆柱和圆锥都有一条轴线临时轴是由模型中的圆锥和圆柱隐含生成的可以设置默认为隐藏或显示所有临时轴 通过以下参考对象可以创建基准轴： 一直线/边线/轴：利用已有的草图直线、空间实体边线或者临时轴生成基准轴 两平面：使所选两空间平面的交线成为基准轴 两点/顶点：将两个空间点（包括顶点、中点或者草图点）的连线作为基准轴 圆柱/圆锥面：将圆柱或圆锥面的临时轴线作为基准轴 点和面/基准面：通过指定点并与指定面垂直的直线为基准轴15,3.2参考几何体,2创建基准轴 依次执行“插入”|“参考几何体”|“基准轴”命令按钮 ，弹出创建基准轴的控制面板，如图3-3所示创建一个与已知孔同轴线的基准轴。

16,3.2参考几何体,3参数详解 图3-3中创建基准轴的参数详解如下： “一直线/边线/轴” ：用于选择已有特征的边线或草图上的直线，作为基准轴 “两平面” ：用于选择实体特征的平面或基准面，从而将这两个平面的交线作为作为基准轴 “两点/顶点” ：用于选择已有的两个点，从而生成一条经过这两个点的基准轴 “圆柱/圆锥面” ：用于选择圆柱面或圆锥面，从而将圆柱或圆锥的旋转轴线作为基准轴 “点和面/基准面” ：用于选择一个已有点和一个基准面，将生成一个经过该点并与所选基准面垂直的基准轴17,3.2参考几何体,3.2.3 参考点就是空间中的一个点 1参考点概述 参考点是一个几何点，主要被用做辅助建立其它特征的参考基准，用于创建一个曲面造型，辅助创建基准面或基准轴，也可用作特征的空间定参考位 2创建参考点 依次执行“插入”|“参考几何体”|“参考点”命令按钮 ，弹出创建参考点的控制面板，在所选面的几何中心位置处创建一个参考点，如图3-4所示18,3.2参考几何体,3参数详解 图3-4中创建参考点的参数详解如下： “圆弧中心” ：选择一段圆弧或圆，将其圆心作为参考点； “面中心” ：在所选面的轮廓重心处生成参考点； “交叉点” ：在两个所选实体（特征边线、曲线、草图线段和参考轴）的交叉点处生成参考点； “投影” ：选择一个已有点（特征边线、曲线端点、草图曲线段端点等）作为投影对象，选择一个基准面、平面或者曲面作为投影面，从而将投影对象投影到投影面上生成投影点。

“沿曲线距离” ：沿边线、曲线或者草图线段按照距离生成参考点 “反转” ：用于更改轴的方向19,3.2参考几何体,3.2.4 坐标系是有三个方向的点 1坐标系概述 坐标系：可以与测量和质量属性工具一同使用，或者用作生成阵列的基准，也可用于将 SolidWorks 文件输出至 IGES、STL、ACIS、STEP、Parasolid、VRML 和 VDA，同时还是零件输入装配体时的重要参考基准 2创建坐标系 依次执行“插入”|“参考几何体”|“坐标系”命令按钮 ，弹出创建坐标系的控制面板，如图3-5所示创建一个与已知孔同轴线的基准轴择坐标系原点，依次激活X轴、Y轴、Z轴选项区，并依次在图形区选择相应的对象20,3.2参考几何体,3参数详解 图3-5中创建坐标系的参数详解如下： “原点” ：用于在零件或装配体中选择一个特征点、中点、草图点或者某个零件的原点作为新坐标系的原点； X轴、Y轴、Z轴：用于在零件或装配体中选择边线、草图线段或者平面，新坐标系的对应坐标轴将与所选边线或平面平行只要知道两个坐标轴就可用确定整个坐标系，第三个轴的方向将采用右手法则确定； “反转” ：用于更改轴的方向21,3.3 拉伸特征,拉伸特征是SolidWorks设计中，使用最多的一个建模特征，它由截面轮廓草图经过拉伸而成，适合于构建等截面的实体特征或者有一定拔模斜度的实体特征。

拉伸又分为增加材料的“拉伸凸台/基体”特征命令 和切除材料的“拉伸切除”特征命令 3.3.1 拉伸特征概述 拉伸特征命令可以实现实体或薄壁、凸台/基体、切除、曲面(S)特征的创建 3.3.2 “拉伸”就是把一个封闭轮廓拉出“厚度” 单击“特征”工具栏中的“拉伸凸台/基体”命令按钮 ，选择拉伸轮廓草图绘制面后进入草绘模式，或者选择已有草图，属性管理器中即可出现“凸台-拉伸”属性管理器，如图3-6所示22,3.3 拉伸特征,“凸台-拉伸”属性管理器为用户提供了4种开始条件和8种终止条件，如图3-凸台拉伸属性管理。