1、实验四 实体特征建模 实验四 实体特征建模 实验四 实体特征建模 一、实验目的一、实验目的(1)了解特征建模的基础技术参数驱动；(2)掌握拉伸、旋转、扫描和混合特征创建的方法；(3)掌握孔、倒角、圆角、筋、抽壳、拔模等构造特征的创建方法；(4)通过实验体会构造实体几何(CSG)及布尔运算的基本理论。实验四 实体特征建模 二、基本知识二、基本知识1.基本特征的创建基本特征的创建基本特征一般指设计者进行零件建模时较早创建的一个实体特征，作为零件的基本结构要求，它代表零件的基本形状。零件的其他特征的创建都依赖于基本特征。基本特征可大致分为拉伸特征、旋转特征、扫描特征、混合特征和螺旋扫描特征。1)拉伸
2、特征拉伸特征是指草绘一个截面后，在指定的方向以某一深度平直拉伸截面的一类特征。单击图标，将弹出操控板，草绘拉伸截面即可拉伸出所需要的实体。实验四 实体特征建模 2)旋转特征旋转特征是指草绘一个截面后，在指定的旋转方向上以某一旋转角度绕中心线旋转构成的一类特征。单击图标，将弹出操控板，草绘旋转截面即可旋转出所需要的实体。3)扫描特征扫描特征是将一个截面沿着给定的轨迹“掠过”而形成的。单击图标，将弹出操控板，草绘扫描轨迹和扫描截面即可扫描出所需要的实体。4)混合特征混合特征是由两个或多个草绘截面形成的一类特征。单击“插入”“混合”“伸出项”，即可创建混合特征。实验四 实体特征建模 5)螺旋扫描特征
3、将一个截面沿着螺旋轨迹线进行扫描而生成的特征称为螺旋扫描特征。螺旋扫描特征的创建需要确定螺旋扫描的中心轴线、螺旋扫描轨迹、螺旋扫描的截面和螺旋扫描的起点。单击“插入”“螺旋扫描”“伸出项”，即可创建螺旋扫描特征。实验四 实体特征建模 2.构造特征的创建构造特征的创建零件建模的构造特征通常是指系统提供的或用户自定义的一类模板特征，其特征几何形状是确定的，用户可通过改变其尺寸来得到不同的相似的几何特征。Pro/E提供的构造特征主要有孔特征、倒角特征、圆角特征、筋特征、抽壳特征和拔模特征等。1)孔特征Pro/E的孔特征有以下三种。(1)直孔：是最简单的一类孔特征，它可以从放置的曲面延伸到指定的终止曲
4、面或用户直接定义的孔的深度。(2)草绘孔：是由草绘截面定义的旋转特征。(3)标准孔：是具有基本形状的螺孔。实验四 实体特征建模 单击图标，将弹出孔特征操控板，选择孔的类型，定义孔的放置(放置的主参照面、孔的放置方向、放置类型)、孔的大小、孔的深度类型及深度尺寸，就可完成孔特征的创建。孔的放置类型有四项，分别介绍如下。(1)线性：参照两边或两平面放置孔(标注两线性尺寸)。如果选择此放置类型，则接下来必须选择参照边并输入距参照边的距离。(2)径向：使用线性和角度尺寸放置孔。如果选取圆柱体或圆锥体曲面作为主参照，则可使用此命令。如果选择此放置类型，则接下来必须选择轴向参照及角度参照的平面。实验四 实
5、体特征建模(3)直径：通过绕直径参照旋转孔来放置孔。此放置类型除了使用线性和角度尺寸之外，还将使用轴。如果选取平面实体曲面或基准平面作为主放置参照，则可使用此命令。如果选择此放置类型，则接下来必须选择参照轴及角度参照的平面。(4)同轴：将孔放置在轴与曲面的交点处，孔的轴线和参照轴线重合。如果选择此放置类型，则接下来必须选择参照的中心轴。实验四 实体特征建模 2)倒角特征 单击图标，将弹出倒角特征操控板，选择倒角的边线、倒角的类型，输入倒角尺寸后，即可完成倒角特征的创建。3)圆角特征 单击图标，将弹出圆角特征操控板，选择圆角的放置参照(边链、曲面-曲面、边-曲面)，定义圆角尺寸后，即可完成圆角特
6、征的创建。4)筋特征 单击图标，将弹出筋特征操控板，绘制筋的草图，输入筋的厚度尺寸后，即可完成筋特征的创建。实验四 实体特征建模 5)抽壳特征单击图标，将弹出抽壳特征操控板，选择要去除的实体表面，输入薄壳厚度值后，即可完成抽壳特征的创建。6)拔模特征单击图标，将弹出拔模特征操控板，选择拔模曲面、枢轴平面或枢轴曲线并确定拔模方向和拔模角度值后，即可完成拔模特征的创建。实验四 实体特征建模 3.特征编辑特征编辑在三维建模的过程中，如果模型较复杂，则经常需要用户对模型进行大量的编辑和修改。Pro/E提供的特征操作工具有修改、编辑、镜像、阵列等。1)修改尺寸在参数化零件设计中，修改尺寸是常用的手段，主
7、要有两种方法：(1)在用户要修改尺寸的特征上双击鼠标左键，系统将会在工作区内显示特征的所有尺寸，选择要更改的尺寸，进行修改。(2)在模型树中右键单击要修改尺寸的特征，在快捷菜单中单击“编辑”命令，系统会在工作区内显示特征的所有尺寸，选择要更改的尺寸，进行修改。实验四 实体特征建模 2)编辑定义编辑定义不但可以改变特征的尺寸，还可以改变特征的参数，是设计改变功能最强大的一种。在模型树中右键单击欲编辑定义的特征，系统将弹出快捷菜单，选择“编辑定义”，系统将根据所选特征的不同来显示不同的内容。3)镜像特征在模型树或工作区中单击要镜像的特征，然后单击按钮，并选择镜像平面，就可得到关于镜像面对称的特征。
8、实验四 实体特征建模 4)阵列特征阵列是指依据原始对象按照指定方式快速产生一系列相同或类似的对象。Pro/E提供了多种类型的阵列特征，包括尺寸阵列、方向阵列、轴阵列、表阵列、参考阵列和填充阵列。选择要阵列的特征，单击工具按钮，选择不同的方式并输入参数，即可得到阵列特征。实验四 实体特征建模 三、操作实例三、操作实例1.创建减速器上的一个螺母零件模型创建减速器上的一个螺母零件模型用拉伸、旋转和螺旋扫描特征可产生一个如图4-1所示的螺母模型。下面具体讲解模型的创建步骤。(1)建立新零件文件。选择【文件】【新建】，或单击按钮；取消【使用缺省模板】选项；选择【零件】，输入文件名luomu，然后单击【确
9、定】按钮；在【新文件选项】对话框中选择mmns_part_solid，单击【确定】按钮。(2)创建一个基本拉伸特征。单击图标，将弹出如图4-2所示的拉伸特征操控板。实验四 实体特征建模 图4-1螺母零件模型实验四 实体特征建模 图4-2 拉伸特征操控板 实验四 实体特征建模 在拉伸特征操控板中选择按钮，用以生成实体，单击按钮，将出现如图4-3所示的对话框。单击【定义】按钮，将弹出如图4-4所示的【草绘】对话框。在绘图区选择TOP面作为草绘平面，单击【草绘】按钮，进入草绘模式。在如图4-5所示的【参照】对话框中，系统自动生成了F1、F3两个参照。单击【关闭】按钮关闭【参照】对话框。实验四 实体特
10、征建模 图4-3 【草绘】对话框1 实验四 实体特征建模 图4-4 【草绘】对话框2 实验四 实体特征建模 在绘图区选择TOP面作为草绘平面，单击【草绘】按钮，进入草绘模式。在如图4-5所示的【参照】对话框中，系统自动生成了F1、F3两个参照。单击【关闭】按钮关闭【参照】对话框。图4-5 【参照】对话框 实验四 实体特征建模 单击图标，在出现的【草绘器调色板】对话框中选择【多边形】，双击【六边形】，将圆心放置在 RIGHT 和 FRONT的交点，并修改边长尺寸为 24，如图 4-6 所示。单击按钮完成拉伸草绘。在操控面板中选择拉伸模式，在文本框中输入拉伸长度 14.8，单击按钮完成拉伸特征的创
11、建，如图 4-7 所示。(3)在基本特征上创建孔特征。创建基准轴。单击图标，将弹出【基准轴】对话框，如图 4-8 所示。选择 FRONT 和 RIGHT 面，生成基准轴线 A_1。实验四 实体特征建模 图4-6 草绘图形 实验四 实体特征建模 图4-7 完成拉伸特征的创建 实验四 实体特征建模 图4-8 【基准轴】对话框 实验四 实体特征建模 单击图标，将弹出如图4-9所示的孔特征操控板。图4-9 孔特征操控板 实验四 实体特征建模 选择孔的类型，系统默认的孔的类型为直孔。定义孔的放置。定义孔放置的主参照面。选取如图4-10所示的上表面，再按住Ctrl键选择上一步创建的基准轴线A_1，以同轴方
12、式放置孔。定义孔放置的方向。单击如图4-9所示的孔特征操控板中的【放置】按钮，将弹出如图4-11所示的参照对话框。单击【反向】按钮，可定义孔的放置方向，这里采用同轴。定义次参照。选择创建的基准轴A_1，如图4-12所示。实验四 实体特征建模 图4-10 孔放置的主参照面 实验四 实体特征建模 图4-11 定义孔的放置方向 实验四 实体特征建模 图4-12 定义次参照对话框 实验四 实体特征建模 定义孔的直径。在孔特征操控板中的“直径”文本框中输入直径值20。定义孔的深度类型和深度尺寸，如图4-13所示。图4-13 孔特征操控板 实验四 实体特征建模 孔的深度类型共有 6 种，分别介绍如下。(盲
13、孔)：在草绘平面的一侧将截面拉伸指定的距离。(对称)：在草绘平面的两侧各将截面拉伸指定距离的一半。(到下一个)：将截面拉伸到下一曲面。(穿透)：拉伸截面穿透所有对象。(穿至)：拉伸截面至与选定的曲面相交。(到选定项)：将截面拉伸至选定对象(点、线、平面或曲面)。单击按钮，完成特征的创建，如图 4-14 所示。(4)创建旋转特征，完成螺母倒角。单击图标，将弹出如图 4-15 所示的旋转特征操控板。实验四 实体特征建模 图4-14 孔特征创建完成图 实验四 实体特征建模 图4-15 旋转特征操控板 实验四 实体特征建模 在旋转特征操控板中选择按钮，然后单击图标，以去除材料。单击按钮，将出现相应的对
14、话框，单击“定义”按钮，将弹出如图4-3 所示的“草绘”对话框。在对话框中选取 FRONT 为绘图平面，将自动生成参照面，单击“草绘”按钮。在草绘环境中单击图标，创建旋转直线，单击图标，在对话框中选取图标，分别点选线的两点和边对齐，并修改尺寸为 3.5 和 45，如图 4-16 所示。单击按钮，完成特征剖面的绘制。在绘图区域中选取 A_1 轴，在角度文本框中输入 360，则旋转操控板如图 4-17 所示。实验四 实体特征建模 图4-16 草绘旋转截面 实验四 实体特征建模 图4-17 旋转操控板 实验四 实体特征建模 图4-18创建旋转特征 实验四 实体特征建模 在操控板中单击按钮，可预览特征
15、。如不符合要求，可单击按钮重新修改特征参数。如去除材料方向不对，可单击图标进行修改。单击按钮即可完成旋转特征的创建，如图 4-18 所示。(5)镜像螺母倒角旋转特征。在绘图区或特征模型树中选取旋转特征，单击工具栏中的按钮，将弹出如图 4-19 所示的镜像特征操控板。选取镜像参照面 TOP。单击按钮，完成镜像特征的创建，如图 4-20 所示。实验四 实体特征建模 图4-19 镜像特征操控板 实验四 实体特征建模 图4-20 镜像特征图 实验四 实体特征建模(6)倒角。单击工具栏中的按钮，将弹出如图4-21所示的倒角操控板。用鼠标左键选取孔的上边线，按住Ctrl键再选取孔的下边线，在文本框中输入倒
16、角值1，如图4-22所示。单击按钮，完成倒角特征的创建，如图4-23所示。(7)创建螺旋扫描特征。选择【插入】|【螺旋扫描】|【切口】命令，系统将弹出如图4-24所示的【切剪：螺旋扫描】对话框和如图4-25所示的【菜单管理器】。实验四 实体特征建模 图4-21 倒角操控板 实验四 实体特征建模 图4-22 孔倒角边选取示意图 实验四 实体特征建模 图4-23 孔倒角完成图 实验四 实体特征建模 图4-24 【切剪：螺旋扫描】对话框 实验四 实体特征建模 图4-25 菜单管理器 实验四 实体特征建模 在菜单管理器中选择“常数”、“穿过轴”和“右手定则”命令，再单击“完成”命令，系统将弹出如图4-
17、26所示的【设置草绘平面】菜单管理器。选择FRONT面为草绘平面，选择方向为“正向”，草绘视图为“右”，选择TOP面为参考平面，进入草绘模式。绘制螺旋扫描轨迹。绘制如图4-27所示的直线并与孔的内边对齐，单击按钮，即可完成螺旋扫描轨迹的绘制。在状态栏将出现如图4-28所示的文本输入框，要求输入螺纹的节距，输入1.5，单击按钮，即可完成节距的输入。实验四 实体特征建模 图4-26 【设置草绘平面】菜单管理器 实验四 实体特征建模 图4-27 螺旋扫描轨迹 图4-28 设置节距 实验四 实体特征建模 草绘螺旋扫描截面。在草绘模式下绘制如图4-29所示的草图，单击按钮，即可完成螺旋扫描截面的绘制。我
18、们已经定义了螺旋扫描的所有元素，单击【切剪：螺旋扫描】对话框中的【确定】按钮，即可完成螺旋扫描特征的创建，如图4-30所示。至此，便完成了螺母零件模型的创建。实验四 实体特征建模 图4-29 螺旋扫描截面 实验四 实体特征建模 图4-30 完成螺纹扫描特征的创建 实验四 实体特征建模 2.创建油盖零件模型 需要创建的油盖零件模型如图 4-31 所示。(1)建立新零件文件。选择【文件】|【新建】，或单击按钮。选择【零件】，输入文件名 yougai，取消【使用缺省模板】选项，然后单击【确定】按钮。在【新文件选项】对话框中选择 mmns_part_solid，单击“确定”按钮。(2)创建一个基本拉伸
19、特征。单击图标，将弹出拉伸特征操控板。在拉伸特征操控板中选择按钮，以生成实体。单击按钮后点选【定义】，将弹出【草绘】对话框。实验四 实体特征建模 图4-31 油盖零件模型 实验四 实体特征建模 在绘图区选择 TOP 面作为草绘平面，单击“草绘”按钮，进入草绘模式。绘制圆并将圆心放置在 RIGHT 和 FRONT 的交点，修改直径尺寸为 36，如图 4-32 所示。然后单击按钮，完成拉伸草绘。在操控板中选择拉伸模式，在文本框中输入拉伸长度5，单击按钮，即可完成拉伸特征的创建，如图 4-33 所示。(3)创建旋转特征。单击图标，将弹出旋转特征操控板。在旋转特征操控板中选择按钮，单击按钮，在出现的对
20、话框中点选【定义】按钮，将弹出【草绘】对话框。实验四 实体特征建模 图4-32 草绘拉伸截面 实验四 实体特征建模 图4-33 创建的拉伸特征 实验四 实体特征建模 在【草绘】对话框中选取FRONT为绘图平面，并自动生成参照面，单击【草绘】按钮。在草绘环境中绘制如图4-34所示的旋转截面和中心线。图4-34 草绘旋转截面和中心线 实验四 实体特征建模 单击按钮，完成特征剖面的绘制。在绘图区域的角度文本框中输入360，单击按钮，即可完成旋转特征的创建，如图4-35所示。图4-35 完成的旋转特征 实验四 实体特征建模(4)创建抽壳特征。单击工具栏中的按钮，将弹出如图4-36所示的抽壳操控板。图4
21、-36 抽壳操控板 实验四 实体特征建模 选择【参照】选项，单击“移除的曲面”选项框中的“选择项目”，选取拉伸特征的底面和四周环面，并在厚度文本框中输入2。单击按钮，即可完成抽壳特征的创建，如图4-37所示。图4-37 完成的抽壳零件模型 实验四 实体特征建模(5)创建f3孔特征。单击图标，将弹出孔特征操控板。选择孔的类型，系统默认的孔的类型为直孔。定义孔的放置。定义孔放置的主参照面。选取TOP面作为主参照面，这时系统将以当前的默认值生成孔的轮廓。定义孔放置的方向。单击孔特征操控板中的“放置”按钮，将弹出参照对话框，单击“反向”按钮可定义孔的放置方向，选取“径向”。定义次参照：选择FRONT面
22、和基准轴A_5，在文本框中输入0和12.5，如图4-38所示。实验四 实体特征建模 定义孔的直径：在孔特征操控板中的“直径”文本框中输入直径值3。定义孔的深度类型为“穿透”。单击按钮，即可完成孔特征的创建。(6)创建f2.5孔特征。类似于f3孔的创建，将直径变为2.5，沿轴半径值由12.5变为3.75，即可完成f2.5孔特征的创建，如图4-39所示。实验四 实体特征建模 图4-38 定义孔的放置方向和次参照对话框 实验四 实体特征建模 图4-39 完成的f2.5和f3孔特征 实验四 实体特征建模(7)镜像f2.5 孔特征。在绘图区或特征模型树中选取f2.5 孔特征，单击工具栏中的按钮。选取镜像
23、参照面 RIGHT。单击按钮，即可完成镜像特征的创建。(8)阵列f3 孔特征。选择f3 孔特征，单击工具栏中的按钮，将弹出如图4-40 所示的阵列操控板。实验四 实体特征建模 图4-40 阵列操控板 实验四 实体特征建模 单击右侧向下的箭头，选择根据轴来创建阵列，在绘图区选择A_1轴。在文本框中输入阵列数3，角度值120，如图4-41所示。单击按钮，即可完成阵列特征的创建。整个模型如图4-42所示。实验四 实体特征建模 图4-41 定义好参数的阵列操控板 图4-42 模型图 实验四 实体特征建模 四、实验内容四、实验内容(1)根据图4-43建立三维模型。图4-43实体建模练习一 实验四 实体特征建模(2)根据图4-44建立三维模型。图4-44实体建模练习二 实验四 实体特征建模(3)根据图4-45建立三维模型。图4-45实体建模练习三 实验四 实体特征建模(4)根据图4-46建立三维模型。图4-46实体建模练习四 实验四 实体特征建模(5)根据图4-47建立三维模型。图4-47实体建模练习五 实验四 实体特征建模 五、思考题五、思考题1.创建旋转特征时，旋转截面与旋转中心轴的定义有哪些限制？2.Pro/E提供了几种孔特征？哪种孔特征需要草绘截面？3.何谓草绘平面和参考面？二者有何要求？4.拉伸特征生成时深度的定义形式共有哪几种？各表示什么含义？
