基本实体造型]
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第三章基本实体特征造型SOLIDWORKS软件具有比较强的实体造型功能,而且操作方便。
在进入SOLIDWORKS 零件设计环境以后,用户可以在“文件”菜单中选择“新建”。
这时出现一个“新建Solidworks 文件”对话框。
在这个对话框中有三个选项,即:零件(Part)、装配(Assembly)、工程图(Drawing),分别对应:零件设计环境、装配设计环境和二维工程图设计环境。
其实SOLIDWORKS软件中还有一个功能模块:钣金设计。
该功能安排在零件设计中的“特征”中。
进入到零件设计环境后,首先要做的是进行草图设计(Sketch),基体特征就是在草图设计的基础上建立的。
基体特征也就是第一个特征,如果将SOLIDWORKS设计过程比喻成雕塑过程,基体特征就是最初的材料,然后根据设计需要进行加操作或减操作。
基体特征和切除特征的类型相同,他们是:拉伸特征(EXTRUDE)、旋转特征(REVOLVE)、扫描特征(SWEEP)、放样特征(LOFT)、加厚度(THICHEN),操作过程基本相同,只是它们所得到的效果一个是加,而一个是减。
3.1 基本体特征3.1.1 拉伸特征(EXTRUDE)所谓拉伸,就是在完成剖面草图设计后,沿着剖面的垂直方向长出体积,如图3-1所视。
图3-11、基本操作过程:1)首先进行剖面草图设计,对剖面草图的要求是不能有不封闭的轮廓,轮廓线也不能自相交。
在进行剖面草图设计时可以进行尺寸约束和关系约束。
2)在完成剖面草图后,直接执行“拉伸特征”功能,就会出现一个“拉伸特征”对话框,在该对话框中完成必要的参数设置。
其实当用户在进行参数设置时,绘图区中的线框模型就在根据参数变化。
3)按“确定”按键即可完成。
2、实例一:拉伸一个螺帽1)进入零件设计环境后,系统自动建立一个名为Part1文件(如果再建立新零件,名称自动为Part2、Part3,依此类推。
)2)画出如图3-2所示的剖面,并标上尺寸,然后将尺寸修改为100和60。
课题:第7章基本三维实体造型课能力目标:视图分析能力;培养读图、识图能力,综合布局能力,空间逻辑思维能力,基本三维实体空间结构逻辑分析;会分析并逻辑分解三维组合体(绘图中的以大化小);会创建基本三维实体及组合体:掌握三维坐标系,右手法则在坐标系中的应用;会创建基本三维实体:多段体、长方体、柱体、球体、圆环、锥体、楔体等;拉伸、旋转、扫掠、放样的应用;基本三维实体的组合创建应用;会熟练应用视图工具;三维视图、视觉样式、三维动态观察的应用、实时平移与缩放的应用。
本章重点:基本三维实体的创建与应用,三维坐标系,三维视图,及视图实时平移与缩放的应用。
本章难点:三维实体创建的综合应用、三维坐标系的灵活应用。
教学用具:多媒体计算机网络机房,AutoCAD2009软件,随书配套光盘素材:“第7章”。
第1次课 4学时二维绘图编辑知识技能建构1能力目标:理解并会对象选择、夹点编辑、删除、缩放、旋转、移动、修剪、打断、拉长等命令基本操作。
教学重点:对象选择、夹点编辑、删除、缩放、旋转、移动、修剪、打断、拉长等命令的基本操作。
教学难点:对象选择、夹点编辑、删除、缩放、旋转、移动、修剪、打断、拉长等命令的熟练应用。
教学方法:建议通过操作练习、任务驱动等方法传授基本知识和技能。
教学过程:一、三维实体与三维视图怎样理解三维立体与二维平面图形的关系?三维立体造型是二维平面图形进入三维立体空间的结构表现,任何复杂的三维造型都包含了组成实体的不同方向和角度的三维面。
系统提供了哪4种三维实体等轴测图?便于观察三维模型,这四种视图是:“西南等轴测”、“东南等轴测”、“东北等轴测”、“西北等轴测”。
二、三维视图动态观察、实时平移与缩放1三维视图动态观察“三维动态观察器”的作用是什么?应用“三维动态观察器”可以对三维实体模型从各个方位观察实体模型得到任意角度的三维实体动态视图。
“动态观察”包括哪三种观察工具?受约束的动态观察“”、自由动态观察“”、连续动态观察“”。
16. 基本实体造型介绍实体可通过标准体素、线框产生,也可通过实体操作由另一实体产生。
实体还可以由一系列的曲面组合构成。
PowerSHAPE 是一个复合的建模系统,您可将曲面转换为实体,或在需要的时候将实体转换为曲面。
实体特征命令对激活实体或者已选实体或曲面起作用。
激活实体在线框查看模式下显示为红色或黑色的粗线框,未激活实体显示未灰色的细线框。
主要的实体布尔运算有:加、减、交。
激活球实体(红色线框)已选实体圆柱(黄色高亮显示)添加已选实体到激活实体球和实体圆柱结合为一新的实体。
从激活实体中减去已选实体。
新的实体是球中间移去了实体圆柱部分,所以在中间会有一个孔。
在激活实体和已选实体之间寻找交叉部分。
新的实体是由两个实体之间的交叉部分生成的,生成一个端部带有圆角的实体管。
冲模范例下面的冲模范例演示了使用实体快速、方便地构建复制零件的过程。
打开新文档档。
• 打开新文• 在0位置产生一个用户坐标系,设置主平面为Z。
• 在顶部的工具栏中选择实体按钮。
• 在实体工具栏中选择产生实体矩形块。
• 输入0 0 –40,定位矩形块。
• 按键盘上的 ESC键,取消命令。
• 在图形工作区双击实体,打开下图所示的对话框。
• 设置长度100,宽度150,高度40,点击接受。
PowerSHAPE 也提供了实体操作的历史树显示。
红色小旗帜代表实体1为当前激活实体。
第一个实体自动会变成当前激活实体,它显示为红色或黑色。
• 设置主平面为X。
• 从弹出菜单中选择产生实体圆柱体。
• 定位圆柱体的坐标为: -55 0 0。
• 更改半径为2,长度为20。
因为同时只能激活一个实体,为此新产生的这个实体显示为灰色。
• 生成一个实体圆锥,坐标为: -35 0 0。
• 更改底部半径为2,顶部半径为1,长度为30。
这个模型包含一个激活实体和两个未激活实体。
需要将这些非激活实体结合在一起而产生一个新的实体。
特征树现在包含3个实体。
激活实体前面有个红旗表示其为当前激活实体。
第8章实体造型基础Chapter 8 Basic 3D Entity Modeling本章主要学习任务:1.了解计算机造型思想与技术;2.了解计算机基本特征造型方法;3.了解计算机实体造型编辑命令与方法;4.熟练掌握基本立体和简单组合体的造型过程和方法。
§8-1 CAD实体造型技术[CAD Entity Modeling Technology]一、概述[Summary]实体造型技术(Solid Modeling)是计算机视觉、计算机动画、计算机虚拟现实等领域中建立3D实体模型的关键枝术。
实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内,由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技术。
任何产品的形态,都可以看作是由三维几何形体构成的组合体.用来描述产品的形状,尺寸大小、位置与结构关系等几何信息的模型称为几何模型。
所以,实体造型技术也称为3D几何造型技术。
二、几何模型的分类 [Classification of geometrical modeling]计算机对几何模型的表示模式,按其复杂程度,一般分为线框模型、表面模型和实体模型三种。
线框模型(Wireframe Modeling)是CAD技术中最早使用的三维模型,它表示的是物体的棱边。
它由物体上的点、直线、曲线等几何要素组成,在计算机内部以点表和边表来表达。
点表描述每个顶点的编号和坐标,边表说明每一棱边起点和终点的编号。
如对立方体的描述,立方体由六个表面组成,每个面由四条棱边围成,每条棱边通过两个端点来定义,这种关系形成了一个树状结构。
只要给定下层每个顶点的坐标值,形成顶表,棱线的编号形成棱线表,就能唯一地确定该立方体。
应当说,物体是边表和点表相应的三维映射。
表面模型(Surface Modeling)是以物体的各表面为单位来表示形体特征的。
它在线框模型的基础上增加了有关面和边的结构信息(拓扑信息),给出了顶点、顶点与边、边与面之间的二层拓扑信息。
16. 基本实体造型介绍实体可通过标准体素、线框产生,也可通过实体操作由另一实体产生。
实体还可以由一系列的曲面组合构成。
PowerSHAPE 是一个复合的建模系统,您可将曲面转换为实体,或在需要的时候将实体转换为曲面。
实体特征命令对激活实体或者已选实体或曲面起作用。
激活实体在线框查看模式下显示为红色或黑色的粗线框,未激活实体显示未灰色的细线框。
主要的实体布尔运算有:加、减、交。
激活球实体(红色线框)已选实体圆柱(黄色高亮显示)添加已选实体到激活实体球和实体圆柱结合为一新的实体。
从激活实体中减去已选实体。
新的实体是球中间移去了实体圆柱部分,所以在中间会有一个孔。
在激活实体和已选实体之间寻找交叉部分。
新的实体是由两个实体之间的交叉部分生成的,生成一个端部带有圆角的实体管。
冲模范例下面的冲模范例演示了使用实体快速、方便地构建复制零件的过程。
打开新文档档。
• 打开新文• 在0位置产生一个用户坐标系,设置主平面为Z。
• 在顶部的工具栏中选择实体按钮。
• 在实体工具栏中选择产生实体矩形块。
• 输入0 0 –40,定位矩形块。
• 按键盘上的 ESC键,取消命令。
• 在图形工作区双击实体,打开下图所示的对话框。
• 设置长度100,宽度150,高度40,点击接受。
PowerSHAPE 也提供了实体操作的历史树显示。
红色小旗帜代表实体1为当前激活实体。
第一个实体自动会变成当前激活实体,它显示为红色或黑色。
• 设置主平面为X。
• 从弹出菜单中选择产生实体圆柱体。
• 定位圆柱体的坐标为: -55 0 0。
• 更改半径为2,长度为20。
因为同时只能激活一个实体,为此新产生的这个实体显示为灰色。
• 生成一个实体圆锥,坐标为: -35 0 0。
• 更改底部半径为2,顶部半径为1,长度为30。
这个模型包含一个激活实体和两个未激活实体。
需要将这些非激活实体结合在一起而产生一个新的实体。
特征树现在包含3个实体。
激活实体前面有个红旗表示其为当前激活实体。
• 选择实体圆柱,点击鼠标右键,在右键菜单中选择激活。
• 选择实体圆锥。
• 从特征菜单按钮,选择添加已选实体到激活实体。
圆柱和圆锥将会自动连接在一起生成一个新的激活实体。
在实体特征树中,第二个实体变成激活实体并且显示为实体圆锥添加到实体圆柱上。
点击绿色的勾可从激活实体移去此实体。
随后点击红色的叉可再次将此实体加入激活实体。
下面将输入曲面形式的冲模部件,随后再将它转换为实体。
• 隐藏所有实体,从PowerSHAPE_data/psmodels_n_dgk中输入模型handle.dgk。
模型是由许多不同的曲面构成,现在将他转换为单个实体。
• 选择所有曲面。
• 在实体工具栏按钮选择由已选曲面转换为实体。
• 选择不隐藏(Ctrl + L)。
曲面现在变换为单独的实体。
如果曲面不密封,密封向导将会出现在屏幕,处理缝隙。
将这个实体复制供以后使用。
• 重名名第5层为Solids,然后关掉该层显示。
• 选择handle solid 8,然后选取复制,最后选取粘贴。
• 将粘贴复制的模型(已选)放到第5层。
这个新的实体可以添加到原始的模型上。
• 激活‘gate'实体,选择handle实体。
• 从特征工具栏中选取添加已选实体到激活实体。
要生成冲模的型腔,可以在模具板材上剪去最后成形的实体。
• 激活矩形块实体并选择 Handle & Gate 实体。
• 从特征工具栏,选择从激活实体中间去已选实体 。
这样即产生一个单独的实体。
由于在从矩形块减去这条实体前我们已经复制一个实体副本,下面就可使用此实体来做一个没有放电间隙的电极。
• 隐藏型腔实体并打开第5层显示。
• 选择Z 为主平面。
• 在0位置产生一个宽度80,长度120的标准体素平面。
分割命令不需要将曲面转换为实体。
• 激活实体handle 。
• 选择平面标准体素,在特征工具栏中选择分割激活实体。
• 删除handle 的上半部分。
实体被分割为一半。
• 在handle 的顶部边缘产生一条复合曲线。
• 打开普通编辑工具栏,投影曲线到Z0。
• 向Z 的正向做15mm 的挤出实体。
• 添加挤出实体到handle 。
投影曲线到Z0,这样软件在跟踪复合曲线的过程中会自动调整曲线公差。
随后可将挤出增加到矩形块而形成电极的夹头。
• 在0 0 15位置产生一个实体块,长度60,宽度130,高度20。
• 合并两个实体。
• 重命名实体为Cavity_Electrode。
• 将新实体放在第5层,并将层显示关闭。
现在可以构建一个新的镶嵌块。
• 选取不隐藏,激活Cavity实体。
• 设置主平面为Y。
• 在4 –52 -3位置生成一个实体圆柱,半径为2,长度为5。
• 选择实体圆柱,将其合并到激活实体上。
实体现在有一个内部的突出体。
需在突出体的端部创建一个用户坐标系,以帮助生成滑块或松脱件。
• 在这两点之间产生一个用户坐标系。
技巧:在两点之间生成一条直线可以捕捉直线的中点。
• 选择主平面为Z并锁住这样就可以使产生的曲线、直线全部是在Z=0的主平面内。
• 设置沿Z轴向下查看。
如图所示绕圆柱体草绘松脱件的轮廓。
将曲线转换为复合曲线。
• 解锁Z平面。
• 打开实体工具栏创建一个实体挤出。
• 双击挤出后的实体。
• 输入负长度30,拔模角2度,正向长度0。
• 选择OK。
挤出实体现在为正确的尺寸和形状。
• 确认压模嵌入件实体为激活实体。
• 展开激活实体特征树可以看到所有的操作历史过程。
• 选择实体挤出。
• 从实体特征工具栏中选择分割实体。
提示框提示一些相关的特征会被删除。
(从实体特征树中删除)• 选择OK。
大多数实体操作都是相互关联的,因此可保留和更新实体历史。
但是在这个特殊操作中,实体会被分割为单独的两个实体。
由于压模嵌入件的历史丢失,所以需要撤销此操作,对原始实体做一个备份,以便以后参考和修改。
防盗自动警铃范例• 打开新的文档。
• 在0位置产生一个用户坐标系并重命名为Datum。
• 在-125 –150产生一个矩形,尺寸为X 250, Y 300。
• 将矩形框转换为复合曲线。
• 打开实体工具栏产生一个挤出实体。
• 改变挤出长度为130,拔模角340,选择接受。
这样就得到防盗自动铃的基本模型。
下面可以增加一些特征。
• 在-60–80 130产生一个矩形,尺寸为X 120, Y 160。
• 将矩形转换为复合曲线。
• 在复合曲线拐角倒R10的圆角。
• 从特征工具栏中选择产生实体切口。
于是屏幕上弹出实体切口对话框,同时已选复合曲线呈被选状态。
• 选择盲切口,深度为1,选择OK。
1mm深度的型腔即产生。
为了光顺效果,尖角处需要导圆处理。
• 从特征工具栏选择产生实体圆倒角。
• 输入圆倒角半径10。
• 依次选择4条陡峭边缘曲线。
• 选择顶部边缘,应用并关闭对话视窗。
实体即完成倒圆。
四个紧固螺钉的凹陷处需要被添加到防盗自动警铃上,这可通过减去实体圆锥完成。
• 在80 –135 5产生一个标准体素实体圆锥。
• 按照右边的对话视窗填写参数。
• 激活圆锥实体。
• 在实体圆锥底部倒R2的圆角。
• 沿YZ, XZ 和YZ镜像实体圆锥镜像实体圆锥,,从而产生4个圆锥。
• 激活基础的实体元素。
• 选择4个圆锥,点击从激活实体中间去除已选实体。
在每个切除后圆锥的顶部边缘产生半径为1mm实体圆倒角。
• 在实体特征工具栏中选择产生壳体实体。
技巧:为了方便选择实体的一个面可以将实体改为阴影显示并选择面的中间位置。
• 选择模型的底部平面。
红色的叉会变为绿色的勾。
• 输入厚度3。
• 选择OK。
从负Z视图查看实体,现在实体内部出现空壳。
下一部分是设计出风口。
• 选择负X方向查看并设置主平面为X。
• 在0 -7 12到0 14 88产生一个矩形线框。
• 左边边角部分倒R10的圆角。
• 右边边角部分倒R2的圆角。
• 将轮廓转换为复合曲线。
• 选择实体和曲线轮廓。
• 从曲线工具栏选择曲线投影。
• 选择沿主轴后点击OK。
曲线会沿主平面投影到整个实只需要外表面的曲线。
•• 选择一外表面曲线。
• 在实体特征工具栏中,。
• 输入角度10后选择应用。
• 选择退出。
实体上出现突出部分,它是一个独立的几何元素,可以复制、移动和镜像它。
• 在实体特征树下选择实体隆起特征。
实体隆起高亮显示。
• 在普通编辑工具栏中选择移动。
• 设置复制数为1 并输入 0 30后按下回车键。
• 输入0 –60并按下回车键。
退出对话框。
这一侧的出风口已经完成。
可以直接镜像到另一侧。
镜像,,保持原始的。
• 依次选择每一个隆起部分并沿YZ镜像这样就将隆起部分镜像。
下面需要为通风口产生几个槽。
• 从0 3 15到05 82产生一个矩形线框。
• 将轮廓转换成复合曲线。
• 沿Y轴两侧按30mm距离复制线框。
隐藏实体元素,显示新做的三条复合曲线。
• 只选择3条矩形的复合曲线。
• 从实体特征工具栏中选择实体切口。
• 选择穿过。
• 选择双向。
• 选择OK。
通风口已经切出了实体。
我们现在需要对底部的平面进行处理,可以创建一个用户坐标系用于对齐。
• 设置主平面为Z。
• 选择上视图方向。
• 选择对齐几何形体创建坐标系并选择这个平面。
• 双击用户坐标系,修改其工作空间位置到0 135 65。
• 激活此用户坐标系。
新用户坐标系的Z轴是沿已选曲面的法向,我们需要在其上面创建一个带孔的凸台,以便插入导线。
• 在用户坐标系原点0创建一个R30的圆,产生一个实体挤出。
• 改变其长度为40,负长度为20。
• 选择OK,然后激活挤出实体。
• 在0 0 –20产生一个标准体素实体矩形块。
• 改变实体矩形块的尺寸为长度100,宽度40,高度30。
• 从特征工具栏中选择求交已选实体。
• 选择并激活主体实体。
• 选择求交后的实体,选择实体凸台。
实体凸台对话视窗提供了两种可能的解决方案(显示为白色),即是在基础实体的内表面或者其外表面。
• 选择OK,接受外部的方案。
尽管凸台现在位于实体的正确面上,但是太长。
多余的部分我们需要借助曲面进行布尔运算将其裁剪。
当用曲面进行实体的布尔裁剪时,裁剪掉的是曲面的反向部分,也就是曲面的红色方向。
• 在0产生一个标准体素平面。
• 改变宽度和高度为100。
• 反向曲面(红色面方向向外)。
• 选择移去已选曲面/实体。
凸台实体现在已经被裁剪。
现在要做的是在凸台上生成穿线孔。
• 从实体特征工具栏中选择产生孔。
• 将孔定位在0。
• 选择无公差的孔。
• 选择普通孔。
• 输入孔直径为16。
• 选择OK。
PowerSHAPE 教程完成的报警器。
玩具把手范例• 从PowerSHAPE_data中输入模型toy_handle.psmodel。
这个模型包含一个很大的主体实体,由很多特征和6个独立的实体筋构成。
首先需要在模型的主要尖部倒圆。
• 确保把手的主体是激活状态。