机械三维建模教程——SolidWorks与Solid Edge应用 第10章 Solid Edge的特征建模

*机械三维建模教程第2篇SolidEdge软件 10.1特征的概念 在SolidEdge中，“特征”是十分重要的关键词和操作方法，其结果可以简单认为是增加或减少了材料的实体部分。而很多特征又是使用轮廓来定义要对零件添加或删除的材料的形状。因此基于轮廓的特征与它们的轮廓是相关联的。当轮廓更改，特征也会自动更新。特征可以存储，还可以扩展为特征库。第10章SolidEdge的特征建模 建模过程通常要在若干参考面系统中进行，参考面的类型分为三种，即“基本”、“全局”和“局部”。 基本参考面（见图10-1）是在模型文件的原点垂直相交的三个参考面。是最为主要的X、Y和Z平面。构造任何特征时都可以使用基本参考面，也可使用基本参考面在组件中来定位零件。10.2基本参考面10.2基本参考面图10-1基本参考面 全局参考面是在“零件”环境中定义的参考面。也可用其来构造任何特征以及在组件中定位零件。 局部参考面是在构造特征时临时创建的参考面。仅可用于正在构造的特征。 基本参考面和全局、局部参考面可以根据需要显示或隐藏。 借助“工具”菜单中的“选项”命令，可以更改参考面显示的大小。新指定的大小适用于全部三个基本参考面。在文件中建立关系之后，调整参考面大小的功能便不可用了。例如，如使用基本参考面创建了一个零件的轮廓或在组件中对一个零件进行了定位，则不能够再编辑参考面的大小。10.2基本参考面 1)薄壁特征 薄壁特征大多是通过从零件中清除芯部而留下实体构造。 薄壁特征可以在实体的内部、外部构造，或对称于实体的某一面构建。薄壁特征可使用开放面构造，也可以不使用开放面构造（见图10-2）。可以使所有薄壁为同一厚度，也可以对个别薄壁应用不同厚度。10.3薄壁、厚化、螺纹特征10.3薄壁、厚化、螺纹特征图10-2薄壁特征 薄壁的操作步骤如下： (1)公共厚度步骤：定义公共厚度及想要对其应用该厚度的面。可以向实体里面、外面或对称于实体某一面应用壁厚度。 (2)开放面步骤：选择想要保留为开放的所有表面。这些表面将从立体结构删除。如果模型的一边有多个相切面，则会被选择为一面并且不能个别选择。 (3)独特厚度步骤：选择想要对其应用不同厚度的所有面，并定义不同的厚度。可选择单一或多个平面及曲面零件面作为独特厚度的壁。 (4)完成步骤：输入并预览特征。可在执行公共厚度步骤后的任何时间预览。10.3薄壁、厚化、螺纹特征 2)厚化特征 厚化特征是通过对结构表面添加材料或通过对认为过薄的现有模型特征添加更多材料创建的，而无需再编辑一个或多个特征，可以使用“厚化”命令来对立体模型添加必需的材料，这样能够获取较高的建模效率。 与从结构表面创建立体不同，创建所期望模型的中心平面然后使用“厚化”命令通常更为容易且快捷。 偏移方向由鼠标相对于结构表面的位置确定。如果鼠标光标位于表面上方，10.3薄壁、厚化、螺纹特征 就在表面上方创建立体（见图10-3）。用“厚化”命令创建此形状比通过添加特征、删除特征或通过薄壁特征创建它要快得多。“厚化”命令与其他特征命令相比，轮廓相当简单，且更容易控制。10.3薄壁、厚化、螺纹特征图10-3厚化特征 可以选择任何表面、结构或模型面加以厚化。不会修改与正在厚化的表面相关的特征。例如，即使厚化了一个面，与这个面相关联的孔和槽特征也会保持位置不变。10.3薄壁、厚化、螺纹特征 3)螺纹特征 在SolidEdge中构造零件时，可以使用“孔”和“螺纹”命令来定义带有螺纹的特征。在创建图纸时，可以设置螺纹绘制标准以控制圆柱螺纹特征和锥形螺纹特征的显示。  在螺纹特征中，孔的名义尺寸确定了其余的螺纹信息，如螺纹外径、螺纹内径、螺距和螺纹类型等，。该信息保存在位于SolidEdge\Program文件夹的Holes.txt和PipeThreads.txt文件中。10.3薄壁、厚化、螺纹特征 4)在图纸上绘制螺纹 大多数图纸视图都可以同时显示螺纹内径和螺纹外径（轴测图只显示螺纹内径）。借助“工具”菜单中的“选项”命令，可以将螺纹绘制标准设置为ANSI或ISO。然后，可以将这些设置保存在一个中，并使用该模板来确保所有文档都符一个标准。 借助“智能尺寸”和“标注”命令，还可以在图纸上标注螺纹直径和螺纹深度等。可以使用“尺寸前缀”对话框或“标注属性”对话框上的“螺纹引用”按钮来指定要增添的附加信息。10.3薄壁、厚化、螺纹特征 使用Windows剪贴板可以剪切、复制和粘贴特征（见图10-4）。 剪切或复制到剪贴板的特征保持它们的创建次序。一次可以剪切或复制多个特征。10.4剪切、复制、粘贴特征图10-4特征的复制 多重特征必须位于同一参考平面上，如图10-5，可以复制左边显示的两个延伸体，因为二者的轮廓在相同的平面上。10.4剪切、复制、粘贴特征图10-5多重特征的复制 “粘贴”命令允许在特定位置插入特征（见图10-6）。粘贴时，特征按照建模顺序（由“资源查找器”工具条的“特征路径查找器”选项卡定义）被放到当前位置。10.4剪切、复制、粘贴特征图10-6特征的粘贴 1)镜像 镜像命令用于镜像和拷贝元素。可以通过定义一个镜像轴或选择一个直线元素作为镜像轴。选择要镜像的元素，可以单选或多选。 单击绘图工具条上的Mirror命令。动态条显示如图10-7。 图10-7镜像命令动态条 若要拷贝镜像的图形元素，可以单击动态条上的Copy按钮。10.5镜像、阵列特征 首先用以存在的镜像轴镜像，已存在的镜像轴为通过选择集的水平和垂直线，或任何一个直线元素。 鼠标移动时，镜像后的元素动态地显示在镜像轴的另一侧。在适当的位置单击一点固定镜像轴的位置。若屏幕上不存在镜像轴，则须在命令执行过程中指定两点来作为轴。单击一空白点或几何参考点，定义镜像轴的一个端点，同样移动鼠标，动态显示镜像结果。在合适位置单击一点确定镜像轴的另一个端点。从而镜像元素生成，如图10-8。10.5镜像、阵列特征10.5镜像、阵列特征10-8镜像命令 2)阵列 阵列命令可以通过矩形或圆形排列方式复制父特征。复制特征与父特征是相关联的：当更改父特征的尺寸或形状时，复制特征也会更新，换句话说，复制特征的尺寸和几何形状是不能直接更改的。 阵列命令产生的特征在零部件装配时特别有用，可以将多个相同的零部件一次完成装配。阵列命令分为圆形和矩形两种命令，其执行结果见图10-9、图10-10。10.5镜像、阵列特征10.5镜像、阵列特征图10-9圆形阵列图10-10矩形阵列 “资源查找器”工具中的“特征路径查找器”选项卡帮助设计者更加深入地了解和控制SolidEdge零件的特征。除了在常规零件窗口中查看零件，它还提供了几种备用方法来查看特征，并允许更改零件的构造方式。当使用别人构造的模型时，特征查看功能就会显得特别有帮助。可以很清楚地看到他人已执行的操作，并能够定位对想要更改的任何零件方面负责的特征。10.6特征路径查找器 1)确定特征的状态 “特征路径查找器”的左列中的符号指示特征的状态。以下表列出了“特征路径查找器”中所使用的符号： 被抑制特征 比当前“转至”位置晚，因而未显示在零件窗口中的特征 失败的特征 存在轮廓问的特征 与另一个文档链接的特征10.6特征路径查找器 2)使用“特征路径查找器” 可以使用“特征路径查找器”来执行下列操作： 选择特征、参考面、略图、构造表面和坐标系； 对特征、参考面、略图和构造表面进行重新排序； 通过转至零件建模过程中的早先状态插入特征； 在图形窗口中显示参考面、略图、构造表面和坐标系； 在缺省情况下，“特征路径查找器”只列示特征。然而，可以使用快捷菜单中的“路径查找器显示”命令来在“特征路径查找器”中列示参考面、略图、构造表面和坐标系。10.6特征路径查找器 3)选择特征 “特征路径查找器”按照零件特征的构造顺序列示它们。当将鼠标光标移到列表中的项目上时，对应的特征会突出显示。 可以单击鼠标左键以选择该特征（见图10-11）。10.6特征路径查找器10.6特征路径查找器图10-11特征路径查找器的突出显示项目 通过在按住CTRL键的同时逐个地选择特征，可以在“特征路径查找器”中选择多个特征。可以使用SHIFT键来选择位于所选的第一个与最后一个特征之间的所有特征。要取消选择一个特征，请将鼠标光标定位在应用程序窗口中并单击鼠标左键。要从多个特征的列表中取消选择一个特征，按下CTRL键，然后选择要从选项集中删除的特征。10.6特征路径查找器 4)对特征重新排序 “特征路径查找器”允许设计者将选择的特征拖到构造过程中的另一位置。在拖动时，“特征路径查找器”显示一个箭头，以指示可以将特征移至何处（见图10-12）。如果更改使其他特征失效，则它们将被置于“任务”列表中。不能将子特征移到父特征上方。例如，不能将圆角移到特征树中高于它所在的特征边的位置中。 圆角不能存在于它所修改的特征之前。10.6特征路径查找器10.6特征路径查找器图10-12对特征重新排序 5)回滚至特征 可以使用“特征路径查找器”来将模型回滚至选择的特征。当选择了一个特征后单击快捷菜单中的“转至”命令，“特征路径查找器”使零件回到构建该特征之后它所处的状态。然后可以插入一个新特征，如同是在零件建模过程中的该点构造它一样（见图10-13）。 要使模型回到完成状态，请选择“特征路径查找器”中的最后一个特征，然后再次选择“转至”命令。10.6特征路径查找器10.6特征路径查找器图10-13特征回滚 6)删除特征 要删除“特征路径查找器”中的特征，首先选择该特征，然后按DELETE键。 通过在选择特征的同时按住SHIFT键，可以删除多个特征。 如果删除操作使其他特征失效，则将它们置于“任务”列表中。 也可通过用单击特征并单击快捷菜单中的“删除”来删除特征（见图10-14）。10.6特征路径查找器10.6特征路径查找器图10-14特征删除 7)重命名特征 缺省情况下，SolidEdge提供了创建的每个特征的名称。 在完成特征之前，可以更改此名称。 要重命名特征，用鼠标右键单击要更改其名称的特征，然后单击快捷菜单中的“重命名”在“特征路径查找器”选项卡中输入新名称。10.6特征路径查找器 8)调整具有重新计算问题的轮廓 当更改零件模型时，设计者所作的更改有时会导致轮廓不能彻底地重新计算。发生这种情况时，在“特征路径查找器”中，受影响的特征的旁边会显示一个灰色箭头。 要了解更多关于该问题的信息，选择该特征。状态栏中将显示一条描述问题的消息。单击条形工具栏上的“编辑”按钮以显示切口特征的尺寸、几何关系和轮廓部件。10.6特征路径查找器 “资源查找器”工具上的“特征回放”选项卡显示一些控件，这些控件用于象电影一样回放特征构造过程。可以使用“播放”按钮来显示从开始到完成的整个构造过程（见图10-15）。 回放以指定的时间间隔从一个特征前进到下一个特征。可以随时停止回放。通过单击想要从其开始的特征名称或拖动滑块，可以在任何特征处开始回放。10.7特征回放10.7特征回放图10-15特征回放 可以使用SolidEdge“零件”环境中的“构造”命令创建构造点、构造曲线和构造表面。以后便可以使用这些构造元素帮助构建零件特征。例如，可以使用单个、弯曲构造的表面替代模型上的多个平面。使用构造点、构造曲线和构造表面可以帮助设计者快速地模拟复杂的设计环节（见图10-16）。 执行构造命令时，将显示一个“智能步骤”条形栏指导设计者完成整个创建过程。注意用于驱动其他特征的构建元素和它们驱动的特征之间具有父子关系。10.8特征构造10.8特征构造图10-16使用弯曲构造的表面替代模型上的多个平面 1)显示构造点、构造曲线和构造表面 创建的构造元素列在“资源查找器”工具上的“特征路径查找器”选项卡中。设计者可以控制是否在“特征路径查找器”中显示构造元素，方法是使用“特征路径查找器”快捷菜单上的“路径查找器显示”命令。例如，要在“特征路径查找器”中显示构造元素，则在“特征路径查找器”中单击鼠标右键，然后指向“路径查找器显示”并随后设置“构造”选项。10.8特征构造 当使用构造元素帮助构造新特征时，构造元素并不被新特征消除。例如，如果使用构造表面帮助定义拉伸体的延伸，则使用构造表面的一个剪切副本创建拉伸体，而构造表面保持原样（见图10-17）。 可以通过使用快捷菜单上的“显示”和“隐藏”命令控制构造元素在图形窗口的显示。当隐藏构造元素时，“特征路径查找器”上与之对应的条目发生改变表示该条目已被隐藏。 10.8特征构造10.8特征构造图10-17使用构造表面定义拉伸体的延伸 2)创建构造点、构造曲线和构造表面 可以使用如下方法创建构造元素： 使用模型上的其他几何结构生成。例如可以在其他曲线和表面的相交处创建点和曲线。 从草稿创建。例如可以使用SolidEdge构造表面创建命令创建延伸的、旋转的或扫过的表面。10.8特征构造 使用内部文件生成。例如可以使用电子中的坐标数据创建螺旋曲线。 从其他CAD系统中导入。如可以从第三方CAD系统中导入表面和实体。 将构造元素作为另一个SolidEdge零件的零件副本生成。例如可以使用“插入”菜单上的“零件副本”命令创建构造几何结构。10.8特征构造 3)使用构造点和构造曲线 可以按以下方式使用构造点和构造曲线： 使用构造点或构造曲线作为放样特征或扫掠特征的路径或横截面。 使用构造曲线作为“垂直于曲线的平面”命令的输入。 使用构造曲线的关键点定义特征的范围。 例如在创建扫掠特征过程中，可以使用三维构造曲线作为路径（见图10-18）。10.8特征构造10.8特征构造图10-18用三维构造曲线作为路径创建扫掠特征 可以用“相交点”命令在边和其他曲线相交处创建关联点。 随后可以使用这些点作为输入来定义特征的范围。当创建放样特征时，还可以将这些点用作横截面。 可以使用“相交曲线”、“关键点曲线”和“根据表创建曲线”等命令创建开曲线或闭曲线。然后用这些曲线定义放样特征和扫过特征的路径和横截面，以及用作基于轮廓的特征和构造表面的轮廓。 “投射曲线”命令允许先将一条曲线投射到零件表面上。然后将投射的曲线用作拉伸体或切口特征的轮廓。这对在曲面上创建凸出文本时是很有用的技术。10.8特征构造 4)表面的偏移与缝合 可以使用“偏移表面”命令偏移一个新的构造表面（见图10-19）。“智能步骤”条形栏上的选项允许设计者指定是否偏移组成特征的单个面、面链或所有面。可以使用“缝合表面”命令将SolidEdge表面和由其他CAD系统创建且被导入SolidEdge的表面缝合到一起（见图10-20）。10.8特征构造10.8特征构造图10-19表面偏移图10-20表面缝合 思考题 1参考面的类型分为哪几种？其中最为主要的参考面是什么？ 2说明薄壁、厚化特征的概念 3“特征路径查找器”应当怎样使用？ 4创建构造元素可以采取哪些方法？ 上机练习题： 1以长方体为基体（尺寸自定），分别完成薄壁、厚化、螺纹特征的操作。 2以给出的两个平面图形构造拉伸体（拉伸厚度自定）。10.9本章思考与上机练习题10.9本章思考与上机练习题 3以给出的两个三视图形构造实体。10.9本章思考与上机练习题10.9本章思考与上机练习题