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第第4 4章章 实体建模实体建模 建模基准直接建模 间接建模模型处理 布尔运算 4.1 建模基准 在建模的过程中我们会经常用到基准平面、基准轴以及基准坐标，通过这些基准我们可以确定模型的特征、位置和方向，下面看一下这些基准 基准轴 基准平面 基准坐标 1．基准平面 在“特征”工具条中单击“基准平面”按钮打开“基准平面”对话框，该对话框的“类型”下拉列表中给出了13种基准平面的确立方式，通过选择某种方式，然后单击要设置基准平面的位置，并进行相应的设置即可生成基准平面 2．基准轴 单击“特征操作”工具条中的“基准轴”按钮打开“基准轴”对话框，在“类型”标签栏的下拉列表中选择一种创建方式，然后进行相应的设置即可生成基准轴 3．基准坐标 单击“特征操作”工具条中的“基准CSYS”按钮，在弹出的“基准CSYS”对话框中选择一种创建类型，这里选择“动态”项，然后在要添加基准坐标的位置上单击即可创建基准坐标 4.2 直接建模 4.2.1 长方体 1单击“插入”菜单中的“基准/点”中的“点”按钮，打开“点”对话框，建立（0，0，0）和（60，50，40）两个点 单击“插入”菜单中的“设计特征” 中的“长方体”按钮，打开“长方体”对话框，在“类型”选项组中单击“两个对角点”按钮 23在绘图区依次单击步骤1中建立的两点，然后在“长方体”对话框中单击“确定”按钮即可生成长方体 4.2.2 圆锥、圆柱 1．圆锥 1新建一个模型文件，单击“插入”菜单中的“设计特征” 中的“圆锥”按钮，打开“圆锥”对话框，然后单击“直径，高度”按钮 2在弹出的“矢量”对话框中默认选择Z轴方向，单击“确定”按钮。

指定点”对话框中将中心点设置为（0，0，0），确定圆锥的位置 在弹出的“圆锥”对话框中将“底部直径”改为“50”、“顶部直径”改为“0”（如果不为“0”，那么将生成一个平顶圆锥体）、“高度”改为“25”，单击“确定”按钮生成圆锥体2．圆柱 1单击“插入”菜单中的“设计特征” 中的“圆柱体”按钮，打开“圆柱体”对话框 2在“类型”标签栏的列表框中选择“轴、直径和高度”项单击“圆柱”对话框的“轴”标签栏的指定矢量下拉按钮，选择Y轴作为圆柱方向，以原点为“指定点”，将“直径”设为“60”，“高度”设为“80”，单击“确定”按钮生成圆柱 4.2.3 球体 1单击“插入”菜单中的“设计特征” 中的“球”按钮，打开“球”对话框，然后单击“中心点和直径”按钮 2在“中心点”对话框中，将球心的位置设为（0，0，0），然后在“直径”输入对话框中输入“80”，单击“确定”按钮即可生成球体 4.3 间接建模 4.3.1 拉伸 1绘制的齿轮草图如左图，单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，打开“拉伸”对话框 2单击选择要进行拉伸的曲线，并在“拉伸”对话框的“方向”标签栏中设置其拉伸方向为Z轴正向，然后在“限制”标签栏中设置“距离”为“10”和“0”，单击“确定”按钮完成拉伸 下面对“拉伸”对话框的一些标签栏进行以下介绍。

“草图”标签栏：用于设置拔锥角 “偏置”标签栏：用于对拉伸曲线进行偏置，而后对偏置后的曲线（该曲线不存在）进行拉伸 4.3.2 回转 1画草图如左图，然后单击“特征”工具条中的“回转”按钮，打开“回转”对话框 2在打开的“回转”对话框的“设置”标签栏中将“体类型”改为“实体”，然后单击选择绘图区中的曲线在“回转”对话框中单击“轴”标签栏中的“指定矢量”标签，这里单击X轴为回旋轴，然后单击“轴”标签栏中的“指定点”标签，单击选择原点作为指定点，接着单击“确定”按钮即可完成回转 34.3.3 管道 1在建模界面中，创建如图所示的曲线然后单击“插入”下拉菜单“扫略”工具条中的“管道”按钮，打开“管道”对话框 2在打开的“管道”对话框的“设置”标签栏中将“输出”改为“单段”，单击绘图区中的曲线，然后在“横截面”标签栏中将“外径”设为“40”，“内径”设为“35”（如果内径为“0”，那么将生成实心柱体），单击“确定”按钮生成管道 4.3.4 有界平面 1如右图所示的片体花瓶，底部没有封闭，单击“插入”下拉菜单中的“曲面”中的“有界平面”按钮打开“有界平面”对话框 2选择绘图区中的封闭曲线，这里我们选择底面曲线，然后单击“确定”按钮即可生成有界平面 4.4 上机实践——轴承的设计 1新建一个模型文件，选择“插入”>“曲线”>“直线和圆弧”>“圆（圆心-半径）”菜单，在X-Y基准平面内以原点为圆心，绘制直径分别为“15”、“25”、“35”和“45”的同心圆 2单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，打开“拉伸”对话框，选择直径为“15”和“25”的两个圆，在“拉伸”对话框的“限制”标签栏中将“距离”设为“10”，单击“确定”按钮 3在“特征”工具条中单击“开槽”按钮，打开 “槽”对话框，单击“球形端槽”按钮 4单击拉伸生成的圆环外侧表面，在弹出的“球形端沟槽”对话框中将“沟槽直径”改为“23”、“球直径”改为“6”，单击“确定”按钮在弹出的“创建表达式”对话框中输入要定位的距离，这里输入“2”，单击“确定”按钮完成沟槽的创建 弹出“定位沟槽”对话框，单击圆环一侧的边，再单击其相应侧的沟槽边566单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，打开“拉伸”对话框，选择直径为“35”和“45”的两个圆，在“拉伸”对话框的“限制”标签栏中将“距离”设为“10”，单击“确定”按钮完成拉伸 7单击“插入”下拉菜单中的“设计特征” 中的“球”按钮，打开“球”对话框，单击“中心点和直径”按钮 8在弹出的“球直径”对话框中将“直径”设为“6”并单击“确定”按钮，然后点击的“点对话框” 将球的圆心设为（0，14.5，5）并单击“确定”按钮9选中上步中绘制的球，选择“特征”>“整列” ，打开“整列”对话框，单击“z轴”“数量和跨距”分别输入“9”和“360”，单击确定完成整列“旋转轴”在“矢量”对话框中将矢量设为Z轴正向，在弹出的“点”对话框中将“坐标”设为（0，0，0），101113单击“插入”>“设计特征”工件条中的“圆柱”按钮，打开“圆柱”对话框，在“轴”标签栏中将矢量方向改为Z轴正向，单击“点构造器”按钮，弹出“点”对话框在“坐标”标签栏中将“指定点”改为（0，0，-10）并单击“确定”按钮，然后在“圆柱”对话框的“属性”标签栏中将“直径”改为“15”、“高度”改为“80”，单击“确定”按钮完成圆柱的绘制 141215选择工作区的所有实体，单击“实用工具”工具条中的“编辑对象显示”按钮，弹出“编辑对象显示”对话框 16单击“基本”标签栏“颜色”标签的色条区域，弹出“颜色”对话框，在该对话框中可以为实体设置颜色，这里我们选择绿色，然后在“编辑对象显示”对话框中单击“确定”按钮，完成实体颜色的设置 4.5 模型处理 4.5.1 孔 1画实体如上图，然后单击“特征”工具条中的“孔”按钮，打开“孔”对话框 2在打开的“孔”对话框的“类型”选项组中选”常规孔”，“成形”对话框中单击“简单”按钮，然后在实体上要制作孔的地方单击进入草图绘制插入孔的点，再在“孔”对话框中将“直径”设为“5”、“深度”设为“10”、“顶锥角”设为“0”，单击“确定”按钮，弹出“孔”定位对话框 3下图所示为“沉头孔”和“埋头孔”样图，它们的制作方法和上面简单孔的制作方法相同（只需在 “孔”对话框中选择后两个孔按钮即可）。

沉头孔 埋头孔 4.5.2 凸台 1画实体如左图，单击“特征”工具条中的“凸台”按钮，打开“凸台”对话框 2单击要创建凸台的平面，这里是选择实体的上表面，并在对话框中输入直径“6”高度“3”以及拔锥角“10”，单击“确定”按钮继续 3在弹出的“定位”对话框中，单击基准X轴作为参考线，输入垂直距离“0”，单击“应用”按钮，接着再次单击“垂直”按钮，然后单击基准Z轴参考线并输入距离值“0”，单击“确定”按钮完成凸台的创建 4.5.3 垫块 1．矩形垫块 2绘制如图所示实体单击“特征”工具条中的“凸垫”按钮，打开“垫块”对话框，单击“矩形”按钮打开 “矩形凸垫”对话框 13单击选择要添加凸垫的实体表面，弹出“水平参考”对话框，单击基准坐标X轴作为水平参考轴 4在“矩形凸垫”参数设置对话框中输入图中所示的数据，单击“确定”按钮弹出“定位”对话框 5在弹出的 “定位”对话框中，单击“按一定距离平行”按钮，然后单击实体的一边作为参考边，接着单击凸垫上与所选参考边平行的一边，在弹出的“创建表达式”对话框中输入 “1”并单击“确定”按钮返回“定位”对话框，然后再次单击“按一定距离平行”按钮，对凸垫的相邻边作定位，其距离值设为“2.5”2．常规垫块 1绘制一个如左图所示的实体，然后单击“特征”工具条中的“垫块 ”按钮，打开“垫块 ”对话框，单击“常规”按钮，打开“常规垫块 ”对话框 2单击绘有封闭曲线的实体面作为垫块放置面，然后在打开的“常规垫块 ”对话框的“选择步骤”选择组中单击“放置面轮廓”按钮，接着将“拔锥角”设置为“0” 3在放置面中选择垫块轮廓曲线，在“常规垫块 ”对话框的“选择步骤”选择组中单击“顶面”按钮 ，接着将“从放置面”文本框的值改为“3”，然后在“常规垫块 ”对话框中连续单击2次“确定”按钮完成常规垫块的创建 4.5.5 键槽 首先创建一圆柱体，然后单击“特征”工具条中的“基准平面”按钮，打开“基准平面”对话框 1在实体上要建立键槽的表面单击，确定基准平面。

然后单击“特征”工具条中的“键槽”按钮，打开“键槽”对话框，单击“燕尾”单选按钮，弹出“燕尾形键槽”对话框 2在弹出“燕尾形键槽”对话框后单击在步骤1中创建的基准平面，然后在弹出对话框后，查看基准平面中生成的箭头是否指向实体内部，如果指向不对，单击“反向默认侧”按钮进行调整3单击“确定”按钮，打开“水平参考”对话框，直接在绘图区单击Z轴确定水平参考方向 4在“燕尾形键槽”对话框中将“宽度”改为“3”、“深度”改为“3”、“角度”改为“45”、“长度”改为“10”，设置好后单击“确定”按钮打开“定位”对话框 在“定位”对话框中单击“水平”按钮，单击实体圆柱的一端，打开“设置圆弧位置”对话框5单击“端点”按钮，接着单击键槽平行圆柱上下面的中心线，在“创建表达式”对话框中设置合适的距离值，单击“确定”按钮即完成燕尾形键槽的创建 76矩形、球形端、U型键槽和T型键槽的键槽形状，其创建方法与上面所讲述的燕尾形键槽的创建方法类似，其效果如下图所示 4.5.6 三角形加强筋 绘制如上图所示实体，单击“特征”工具条中的“三角形加强筋”按钮，打开“三角形加强筋”对话框 1单击要添加加强筋的实体表面，然后在打开的“三角形加强筋”对话框中单击“第二组”按钮，单击一实体面，设置完加强筋样式后单击“确定”按钮完成加强筋的创建24.6 布尔运算 4.4.1 求和 如右图所示绘制两个实体，然后选择菜单栏“特征” >“求和” ，打开“求和”对话框 1依次单击绘图区中的两个实体，然后在打开的“求和”对话框中单击“确定”按钮即可将两实体联合 24.4.2 求交 选择菜单栏“插入”>“组合体”>“求交”菜单，打开“求交”对话框，然后依次单击两相交实体，并单击“确定”按钮完成实体的求交操作 4.4.3 求差 选择“插入”>“组合体”>“求差”菜单，打开“求差”对话框，然后依次单击两相交实体，最后单击“确定”按钮完成实体的求差操作 4.7 上机实践——实体配件的设计 新建一个模型文件，单击“插入”>“设计特征” 中的“圆柱”按钮，打开“圆柱”对话框。

以原点为中心，以Z轴正方向为指定方向，创建一个直径为“150”，高度为“30”的圆柱 1以x-y面为草图所在面，在草图环境下单击“草图曲线”工具条中的“圆”按钮，以原点为圆心，绘制直径分别为“50”、“65”、“135”、“150”的同心圆 2单击“草图曲线”工具条中的“圆”按钮，创建两个同心圆单击“草图约束”工具条中的“自动判断的尺寸”按钮，将它们的直径约束为“30”和“45”，然后单击“约束”按钮将这两个圆约束在X轴上，并使直径为“30”的圆与直径为“65”的圆相切3单击“草图曲线”工具条中的“直线”按钮，分别在直径为“30”和“45”的圆上下两端绘制相切直线，其直线终点在直径为“150”的圆上然后单击“约束”按钮，让这4条线段与X轴平行 4单击“草图曲线”工具条中的“快速修剪”按钮，打开“快速修剪”对话框，单击多余的线段对它们进行修剪 5选择要进行复制的直线与圆弧部分，选择“编辑”>“移动对象”菜单，在弹出的“移动对象”对话框中“运动”选择“角度”按钮，“角度”输入“360” ，选择“复制原先的”按钮，“距离/角度分割”输入“4”，“关联副本数”输入“3”6单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，打开“拉伸”对话框，选择U形曲线段以及其端口的圆弧，将拉伸方向设为Z轴负方向，拉伸距离为“40”，单击“确定”按钮。

然后用同样的方法对其他3个U形曲线及其端口圆弧、中心圆进行拉伸 7选择“插入”>“组合体”>“求差”菜单，单击大的圆柱，接着单击拉伸的部分，然后单击“确定”按钮完成实体的求差 单击“特征”工具条中的“腔体”按钮，弹出“腔体”对话框，单击“常规”按钮，打开“常规腔体”对话框 98单击选择放置面，在打开的“常规腔体”对话框“选择步骤”选项组中单击“放置面轮廓”按钮，将“拔锥角”文本框的数值改为“0”单击放置面中的腔体轮廓曲线单击“常规腔体”对话框的“选择步骤”选项组的“底部面”按钮，将“从放置面”文本框的数值改为“20” 1110单击“放置面轮廓线投影矢量”按钮 ，单击矢量列表框的下拉按钮，选择“指定新的矢量”项，然后在弹出的“矢量”对话框中选择“+Z轴”为投影方向，将对话框中的“拐角半径”设为“4”，然后连着单击2次“确定”按钮完成内凹腔体的创建 12单击“特征”工具条中的“圆柱”按钮，打开“圆柱”对话框，将矢量方向设为Z轴正方向、指定点设为（0，0，0）、直径为“50”、高度为“50”，单击“确定”按钮完成圆柱的创建 单击“特征”工具条中的“孔”按钮，在“类型”选项组中选择“简单”按钮，单击圆柱上表面，将直径设为“25”、高度设为“50”，在 “位置”对话框中单击“指定点”按钮，然后单击原点完成实体配件中孔的创建 1314新建一模型文件，单击“特征”工具条中的“草图”按钮，打开“草图”对话框，选择X-Y平面作为草图平面并进入草图模式，然后利用“草图曲线”工具条中的按钮绘制图中所示的轮廓 14.8 上机实践——水阀制作 单击“草图曲线”工具条中的“快速修剪”按钮，打开“快速修剪”对话框，对多余的曲线进行修剪，修剪完成后切换至模型模式 2单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，打开“拉伸”对话框，选择轮廓线，将拉伸距离设为“10”，单击“确定”按钮 3单击“插入”“关联复制“工具条中的“镜像特征”按钮，打开“镜像特征”对话框，选择刚拉伸生成的实体，接着将高于X-Y平面“40”的平面作为镜像平面，单击“确定”按钮完成镜像操作 4单击”插入“>“设计特征”工具条中的“圆柱”按钮，打开“圆柱”对话框，将“指定矢量”设为Z轴正向、“指定点”设为“0，0，10”、“直径”设为“80”、“高度”设为“60”，单击“确定”按钮 5单击“圆柱”按钮，打开“圆柱”对话框，将“指定矢量”设为Y轴正向、“指定点”设为“0，0，40”、“直径”设为“55”、“高度”设为“50”，接着在“布尔”下拉列表中选择“求和”项，单击选中绘图区的圆柱体，单击“确定”按钮完成圆柱的创建 6单击“特征”工具条中的“孔”按钮，打开“孔”对话框，单击先建立的圆柱底面，在“类型”选项组中单击“简单”按钮，然后将“直径”设为“60”、“高度”设为“70”，单击“确定”按钮进入“定位”对话框 7单击”位置“>“指定点”按钮，接着在绘图区单击原点完成孔的制作 8在“特征”工具条中单击“孔”按钮，单击第二次制作的圆柱上表面，将“直径”设为“20”、“高度”设为“50”、“顶锥角”设为“0”，单击“确定”按钮打开“定位”对话框，单击“点到点”按钮，接着单击圆柱边，在弹出的“设置圆弧的位置”对话框中单击“圆弧中心”按钮完成孔的制作 9选择菜单栏“插入”>“组合体”>“求和”菜单，打开“求和”对话框，对绘图区中的全部实体进行求和操作 10在“特征”工具条中单击“孔”按钮，弹出“孔”对话框，单击管体的突出面，将“直径”设为“10”，高度的值我们可以根据需要进行设置，角度值设置为“0”，单击“确定”按钮，在弹出的“定位”对话框中单击“点到点”按钮，接着单击突出部分的圆弧边，弹出“设置圆弧的位置”对话框，单击“圆弧中心”按钮完成孔的制作 11用同样的方法在该侧的其他突出面中制作孔，然后利用“镜像特征”命令将孔镜像至管体的另一侧，完成管体的制作 12在“特征”工具条中单击“球”按钮，在弹出的“球”制作方式选择对话框中单击“直径，圆心”按钮，制作一个直径为“60”、圆心为“30，30，30”的球体。

选择菜单栏“插入”>“基准/点”>“点”菜单，打开“点”对话框，插入一个坐标为“30， 0， 30”的基准点和一个坐标为“30， 30， 0”的基准点 13在“特征”工具条中单击“孔”按钮，打开“孔”对话框，单击Z-X基准平面，单击“反侧”按钮，并将“直径”设为“30”、“高度”设为“100”，单击“确定”按钮，在弹出的“定位”对话框中单击“指定点” ，单击创建的基准点完成孔的制作 14单击“特征”工具条中的“腔体”按钮，弹出“腔体”对话框，单击“柱”按钮，打开“圆柱形腔体”对话框 15在打开“圆柱形腔体”对话框后，单击X-Y基准平面，将方向设置为Z轴正向，然后在“圆柱形腔体”对话框中将“腔体直径”设为“10”、“深度”设为“10”、其他设为“0”，单击“确定”按钮 16在弹出的“定位”对话框中单击“点到点”按钮，单击第7步中创建的另一个基准点接着单击圆柱上表面，弹出“设置圆弧的位置”对话框，单击“圆弧中心”按钮完成刀槽的创建 17单击“特征操作”工具条中的“螺纹”按钮，打开“螺纹”对话框，在“类型”选项组中单击“详细”单选钮，将“大径”改为“12”、“长度”改为“10”、“螺距”改为“1.75”，接着单击通过刀槽生成的柱面，然后单击X-Y基准平面作为起始平面，最后单击“确定”按钮完成挡水球的制作 18在“特征”工具条中单击“圆柱”按钮，打开“圆柱”对话框，建立一个“指定矢量”为Z轴正向、“指定点”为原点、“直径”为“20”、高度为“20”的圆柱，再创建一个“指定矢量”为Z轴负向、“指定点”为原点、“直径”为“12”、高度为“10”的圆柱 19单击“特征操作”工具条中的“螺纹”按钮，打开“螺纹”对话框，单击“详细”单选钮，单击选择小圆柱，将“小径”设为“10”、“螺距”设为“1.75”，其他保持默认，单击“确定”按钮 20利用草图功能在圆柱的上表面绘制一个“边长”为“10”的6边形，接着在“特征”工具条单击“拉伸”按钮，打开“拉伸”对话框，选择绘制的6边形并将拉伸距离设为“10”，单击“确定”按钮。

然后选择菜单栏“插入”>“组合体”>“求和”菜单，打开“求和”对话框，将工作区的3个实体连接 21新建一个模型文件，以X-Y平面为草图平面进入草图模式，绘制图中所示的轮廓返回模型模式后单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，对该轮廓进行拉伸，拉伸距离为“10” 22以手柄表面为草图平面，绘制一个以原点为中心、边长为“10”的6边形，然后返回模型模式单击“特征”工具条中的“拉伸”按钮，打开“拉伸”对话框，选择绘制的6边形，将拉伸方向改为-Z向，拉伸距离改为“10”，再在“布尔”标签栏中选择“求差”项，单击“确定”按钮完成手柄的制作 23。